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市場調査レポート
商品コード
1489387
構造ヘルスモニタリングの世界市場予測(~2030年):コンポーネント別、タイプ別、実装方法別、用途別、エンドユーザー別、地域別の世界分析Structural Health Monitoring Market Forecasts to 2030 - Global Analysis By Component (Hardware, Software and Other Components), Type (Wired Systems and Wireless Systems), Implementation Method, Application, End User and By Geography |
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カスタマイズ可能
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構造ヘルスモニタリングの世界市場予測(~2030年):コンポーネント別、タイプ別、実装方法別、用途別、エンドユーザー別、地域別の世界分析 |
出版日: 2024年06月06日
発行: Stratistics Market Research Consulting
ページ情報: 英文 200+ Pages
納期: 2~3営業日
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Stratistics MRCによると、世界の構造ヘルスモニタリング市場は2023年に31億4,000万米ドルを占め、予測期間中のCAGRは20.8%で成長し、2030年には117億9,000万米ドルに達すると予測されています。
構造ヘルスモニタリング(SHM)は、橋梁、建物、パイプラインなどのインフラの状態をリアルタイムまたは定期的に評価するプロアクティブなアプローチです。構造物の損傷、劣化、異常を検出するために、センサー、データ分析技術、予測アルゴリズムを使用します。ひずみ、振動、温度などの主要なパラメータを継続的に監視することで、潜在的な問題が深刻化する前に特定し、安全性を高め、メンテナンスコストを削減し、資産の寿命を延ばすことを目的としています。SHMシステムは有線または無線で使用することができ、構造物の性能に関する貴重な洞察を提供し、メンテナンスや修理のための情報に基づいた意思決定を支援します。その用途は土木工学から航空宇宙まで幅広く、重要なインフラの完全性と信頼性を確保するための包括的なソリューションを提供しています。
米連邦道路局(FHWA)によると、米国では橋やダムを含む構造物の30.0%以上がインフラ設計寿命の50年を超えています。
資産管理の必要性
資産管理は、インフラ資産の性能と寿命を最適化する上で極めて重要な役割を果たすため、構造ヘルスモニタリング市場の主要な促進要因となっています。SHMソリューションを導入することで、資産管理者は橋、建物、ダムなどの構造物の健全性と完全性をリアルタイムでプロアクティブに監視することができます。このプロアクティブなアプローチにより、構造物の問題をタイムリーに発見し、メンテナンスコストを最小限に抑え、安全性を高めることができます。さらに、SHMはデータ駆動型の意思決定を促進し、資産管理者が修繕の優先順位を決めて効率的にリソースを配分できるようにします。全体として、SHMを資産管理戦略に組み込むことで、組織はインフラ資産の信頼性と回復力を確保することができます。
複雑性
複雑性とは、多様な構造環境にモニタリングシステムを導入する際の複雑な性質から生じる課題を指します。これには、さまざまな構造設計、材料構成、運用条件などの要因が含まれます。この複雑さを管理するには、堅牢なセンサー技術、高度なデータ分析、適応性のあるモニタリング戦略が必要です。さらに、既存のインフラとの統合や、異なる建築様式との互換性も、複雑さを増しています。このような複雑性を克服するには、革新的なアプローチ、学際的なコラボレーション、正確で信頼性の高い構造評価を確実にするためのSHM技術の継続的な進歩が必要です。
航空宇宙と防衛における新たなアプリケーション
SHM技術は、構造物の完全性をリアルタイムで監視することができ、これは航空宇宙と防衛業務における安全性と効率性の確保に不可欠です。些細な構造上の欠陥でも壊滅的な結果をもたらす可能性があるこれらのセグメントでは、SHMは予防的なメンテナンスを提供し、ダウンタイムとメンテナンスコストを削減します。さらに、航空宇宙構造が複雑化し、自律システムの需要が高まる中、SHMは継続的な運用とミッションの成功を確保する上で極めて重要な役割を果たしています。このため、航空宇宙・防衛用途特有の要件に合わせた高度なSHMソリューションの市場が熟しており、このセグメントでの技術革新と投資が促進されています。
高い初期コスト
高い初期コストの脅威は、SHMシステムの導入に必要な多額の先行投資です。これらのコストには、センサー、データ収集システム、ソフトウェア、設置、継続的なメンテナンスの購入が含まれます。潜在的な顧客、特に土木インフラや航空宇宙などのセグメントでは、こうした費用が導入の障壁となり、長期的なメリットがあるにもかかわらず、SHMソリューションへの投資を思いとどまらせる可能性があります。この脅威に対処するためには、SHMプロバイダーがシステムの費用対効果と長期的な節約効果を強調し、柔軟な価格設定モデルを提供し、見込み顧客の参入コストを下げるために継続的な技術革新を行う必要があります。
COVID-19の流行は、構造ヘルスモニタリング市場に大きな影響を与えました。当初は、サプライチェーンの混乱や建設中止によるプロジェクトの停滞があり、SHMシステムの需要が落ち込みました。しかし、産業界がリモート・モニタリングソリューションに順応するにつれて、インフラの安全性を確保する上でのSHMの重要性に対する認識が高まった。当局が将来の混乱を防ぎ、重要インフラの回復力を確保しようとしているためです。
予測期間中はソフトウェアセグメントが最大になる見込み
構造ヘルスモニタリング市場におけるソフトウェアセグメントは、いくつかの要因によって大きく成長しています。センサー技術の進歩によりデータ収集が増加し、処理と解析のための高度なソフトウェアソリューションが必要とされています。さらに、人工知能と機械学習アルゴリズムの統合により、構造上の問題をより高い精度で検出・予測するSHMソフトウェアの機能が強化されています。さらに、インフラが老朽化し安全規制が厳しくなるにつれて、SHMソフトウェアの採用は増加の一途をたどると予想されます。
橋梁・ダムセグメントは予測期間中に最も高いCAGRが見込まれる
構造ヘルスモニタリング市場の橋梁・ダムセグメントの成長は、主に世界のインフラの老朽化に対する懸念の高まりが原動力となっています。政府や組織は、橋やダムの安全性と完全性を確保するためにモニタリングシステムに多額の投資を行っています。光ファイバーや無線システムなどの高度なセンサー技術は、橋やダムの構造健全性に関するリアルタイムのデータを提供するために導入されており、予防的なメンテナンスやリスク軽減戦略につながっています。さらに、SHMソリューションの採用は、厳格な安全規制や、構造物の故障に伴うダウンタイムと補修コストを最小限に抑える必要性によって加速しています。
北米の構造健全性モニタリング市場は、橋、ダム、建物などのインフラプロジェクトへの投資の増加により大きな成長を遂げ、安全性と長寿命を確保するためのSHMシステムへの需要が高まっています。構造物の安全性に関する厳しい規制や基準が、さまざまな産業でSHM技術の採用を後押ししています。さらに、センサー技術、データ分析、無線通信の進歩により、SHMシステムの効率とコスト効率が向上し、市場の拡大に拍車をかけています。さらに、予知保全とリアルタイム・モニタリングの利点に対する認識が高まっていることも、SHMソリューションへの投資を後押ししています。
アジア太平洋は、中国、インド、東南アジア諸国などの急速な都市化とインフラ整備によって大きく成長し、建物、橋梁、その他の重要インフラの安全性と完全性を確保するSHMシステムの需要が高まっています。さらに、この地域は地震などの自然災害の影響を受けやすいため、高度なモニタリングソリューションの必要性が高まっており、インフラの回復力と安全基準の強化に重点を置く政府の取り組みが市場の成長をさらに後押ししています。先端技術の登場と無線センサーネットワークの採用拡大も、アジア太平洋におけるSHM市場の拡大に寄与しています。
Note: Tables for North America, Europe, APAC, South America, and Middle East & Africa Regions are also represented in the same manner as above.
According to Stratistics MRC, the Global Structural Health Monitoring Market is accounted for $3.14 billion in 2023 and is expected to reach $11.79 billion by 2030 growing at a CAGR of 20.8% during the forecast period. Structural Health Monitoring (SHM) is a proactive approach to assessing the condition of infrastructure such as bridges, buildings, and pipelines in real-time or periodically. It involves the use of sensors, data analysis techniques, and predictive algorithms to detect damage, degradation, or abnormalities in structures. By continuously monitoring key parameters like strain, vibration, and temperature, SHM aims to identify potential issues before they escalate, thereby enhancing safety, reducing maintenance costs, and extending the lifespan of assets. SHM systems can be wired or wireless, and they provide valuable insights into structural performance, aiding in informed decision-making for maintenance and repairs. Its applications range from civil engineering to aerospace, offering a comprehensive solution for ensuring the integrity and reliability of critical infrastructure.
According to Federal Highway Administration (FHWA), in the U.S., more than 30.0% of structures, including bridges and dams, have surpassed their 50 years of infrastructure design life.
Need for asset management
Asset management is a key driver of the structural health monitoring market due to its crucial role in optimizing the performance and longevity of infrastructure assets. By implementing SHM solutions, asset managers can proactively monitor the health and integrity of structures such as bridges, buildings, and dams in real-time. This proactive approach enables timely detection of structural issues, minimizes maintenance costs, and enhances safety. Additionally, SHM facilitates data-driven decision-making, enabling asset managers to prioritize repairs and allocate resources efficiently. Overall, integrating SHM into asset management strategies helps organizations ensure the reliability and resilience of their infrastructure assets.
Complexity
The complexity restraint refers to challenges arising from the intricate nature of implementing monitoring systems in diverse structural environments. This encompasses factors such as varying structural designs, material compositions, and operational conditions. Managing this complexity requires robust sensor technologies, sophisticated data analytics, and adaptable monitoring strategies. Additionally, integration with existing infrastructure and compatibility with different architectural styles add layers of intricacy. Overcoming these complexities demands innovative approaches, interdisciplinary collaboration, and continuous advancements in SHM technology to ensure accurate and reliable structural assessments.
Emerging applications in aerospace and defense
SHM technology offers real-time monitoring of structural integrity, which is crucial for ensuring safety and efficiency in aerospace and defense operations. In these sectors, where even minor structural defects can have catastrophic consequences, SHM provides proactive maintenance, reducing downtime and maintenance costs. Moreover, with the growing complexity of aerospace structures and the increasing demand for autonomous systems, SHM plays a pivotal role in ensuring continuous operation and mission success. This presents a ripe market for advanced SHM solutions tailored to the unique requirements of aerospace and defense applications, fostering innovation and investment in the sector.
High initial costs
The high initial cost threats are the significant upfront investment required to implement SHM systems. These costs encompass purchasing sensors, data acquisition systems, software, installation, and ongoing maintenance. For potential clients, especially in sectors like civil infrastructure or aerospace, these expenses can act as a barrier to adoption, deterring them from investing in SHM solutions despite their long-term benefits. Addressing this threat requires SHM providers to emphasize the cost-effectiveness and long-term savings of their systems, offer flexible pricing models, and continually innovate to lower the entry costs for prospective clients.
The COVID-19 pandemic has significantly impacted the structural health monitoring market. Initially, there was a slowdown in projects due to supply chain disruptions and construction halts, leading to a dip in demand for SHM systems. However, as industries adapted to remote monitoring solutions, there emerged a heightened awareness of the importance of SHM in ensuring infrastructure safety. This awareness has driven investments in SHM technologies, particularly in sectors like transportation, energy, and civil engineering, as authorities seek to prevent future disruptions and ensure the resilience of critical infrastructure.
The software segment is expected to be the largest during the forecast period
The software segment within the structural health monitoring market has seen significant growth due to several factors. Advancements in sensor technology have led to an increase in data collection, necessitating sophisticated software solutions for processing and analysis. Additionally, the integration of artificial intelligence and machine learning algorithms has enhanced the capabilities of SHM software in detecting and predicting structural issues with greater accuracy. Furthermore, as infrastructure ages and safety regulations become more stringent, the adoption of SHM software is expected to continue its upward trajectory.
The bridges and dams segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The growth in the Bridges and Dams segment of the Structural Health Monitoring market is primarily driven by increasing concerns about the aging infrastructure worldwide. Governments and organizations are investing significantly in monitoring systems to ensure the safety and integrity of bridges and dams. Advanced sensor technologies, such as fiber optics and wireless systems, are being deployed to provide real-time data on the structural health of bridges and dams, leading to proactive maintenance and risk mitigation strategies. Additionally, the adoption of SHM solutions is being accelerated by stringent safety regulations and the need to minimize downtime and repair costs associated with structural failures.
The structural health monitoring market in North America has experienced significant growth due to increasing investments in infrastructure projects, such as bridges, dams, and buildings, which has driven the demand for SHM systems to ensure safety and longevity. Stringent regulations and standards regarding structural safety have propelled the adoption of SHM technologies across various industries. Additionally, advancements in sensor technology, data analytics, and wireless communication have made SHM systems more efficient and cost-effective, further fueling market expansion. Moreover, growing awareness about the benefits of predictive maintenance and real-time monitoring has encouraged organizations to invest in SHM solutions.
The Asia-Pacific region has witnessed significant growth due to rapid urbanization and infrastructural development across countries like China, India, and Southeast Asian nations which led to increased demand for SHM systems to ensure the safety and integrity of buildings, bridges, and other critical infrastructure. Moreover, the region's susceptibility to natural disasters like earthquakes has heightened the need for advanced monitoring solutions, government initiatives focusing on enhancing infrastructure resilience and safety standards have further propelled market growth. The emergence of advanced technologies and the growing adoption of wireless sensor networks have also contributed to the expansion of the SHM market in the Asia Pacific.
Key players in the market
Some of the key players in Structural Health Monitoring market include Campbell Scientific, Inc., Cowi A/S, Digi-Texx, Geocomp, Inc., Geokon, GeoSIG Ltd, James Fisher and Sons plc., Kinemetrics, National Instruments Corp., Nova Ventures Group, Sixense, Structural Monitoring Systems Plc and Xylem.
In April 2024, Xylem introduces new mobile technology that will help water utilities meet compliance requirements for emerging drinking water contaminants such as PFAS. The Environmental Protection Agency (EPA) passed new regulations for Maximum Contaminant Levels (MCLs) for PFAS related contaminants in drinking water on April 10, 2024. Meeting new requirements can often lead to the implementation of new equipment. Xylem and Evoqua, now one company, have developed the MitiGATOR Mobile System that aims at filtering out new contaminants such as PFAS.