2034年までの構造健全性モニタリング用材料市場の予測―材料の種類、モニタリング技術、導入形態、用途、エンドユーザー、および地域別の世界分析

Stratistics MRCによると、世界の構造健全性監視用材料市場は2026年に26億米ドル規模となり、2034年までに58億米ドルに達すると予想されており、予測期間中はCAGR10.6％で成長すると見込まれています。

構造健全性監視（SHM）用材料とは、土木インフラ、航空宇宙機、エネルギーシステム、産業用機器における構造の健全性を継続的かつリアルタイムに評価できるように設計された、特殊な機能性材料およびセンサー一体型基板のことです。光ファイバーセンシング材料、圧電トランスデューサー基板、アコースティックエミッション材料、ひずみ検知複合材料、ワイヤレスセンサーノード材料などを網羅するこれらのコンポーネントは、損傷を検知し、構造の劣化を追跡し、予知保全措置を可能にするSHMシステムの物理的な基盤を形成しています。

状態に基づく監視と保守の最適化を必要とする、世界のインフラの老朽化

橋梁、ダム、パイプライン、建築物など、世界中の土木インフラの相当な割合が、当初の設計耐用年数をすでに超えているか、あるいはその期限に近づいており、費用のかかる物理的な点検へのアクセスを必要とせずに、構造状態を継続的に評価できる構造健全性モニタリングソリューションに対する需要が急務となっています。SHMの材料ベースのモニタリングシステムにより、インフラ運営者は、固定間隔の点検スケジュールから、状態に応じたメンテナンスへの移行が可能となり、安全性の確保を向上させながら、運用コストを大幅に削減できます。北米、欧州、アジアの各国政府は、近代化された資産管理プログラムの標準的な構成要素としてSHMシステムの導入を含む、大規模なインフラ更新予算を割り当てています。

設置の複雑さとデータ解釈の専門知識の必要性

複雑な土木構造物や産業構造物に構造健全性モニタリング（SHM）材料システムを導入するには、専門的なセンサー設置手順、カスタマイズされたデータ収集ハードウェア、そして生のセンサー出力から実用的な構造状態情報を抽出するための高度な信号処理の専門知識が必要となります。標準化されたセンサー設置手順やデータ解釈の枠組みが欠如していることは、SHM導入の拡張性を制限し、エンドユーザーへの多大なトレーニング投資を必要としています。多くのインフラ所有者や運営者は、SHMシステムを効果的に管理するために必要な社内専門知識を欠いており、そのため、専任の技術サポートリソースが利用可能で、資産の重要度に見合ったコストが正当化される特殊な用途以外での導入が制限されています。

予測型インフラ管理に向けたSHM材料とデジタルツインプラットフォームの統合

SHMセンシング材料と、デジタルツインモデリング、クラウドコンピューティング、AIを活用した構造解析プラットフォームとの融合により、単なる異常検知を超えた、インフラの予測管理のための強力なフレームワークが構築されつつあります。埋め込まれた光ファイバーおよび圧電式モニタリングネットワークからのリアルタイムのセンサーデータにより、高精度な構造シミュレーションモデルを継続的に更新することが可能となり、インフラ運営者は、残存耐用年数を定量化し、将来の荷重シナリオをシミュレーションし、これまでにない精度で保守スケジュールを最適化できるようになります。土木工学、航空宇宙、エネルギーインフラ管理の各分野でデジタルツインの導入が加速するにつれ、これらのデジタルモデルに情報を提供する高性能センシング材料への需要は、大幅に増加すると予想されます。

重要インフラ用途における無線SHMセンサーネットワークのサイバー脆弱性

現代のSHM材料システムにおいて、無線通信プロトコルやクラウドベースのデータ管理への依存度が高まるにつれ、サイバーセキュリティ上の脆弱性が生じています。橋梁、原子力施設、航空機、および産業用プロセス機器の監視には安全上極めて重要な意味があるため、こうした脆弱性は特に重大な影響を及ぼす可能性があります。構造状態データが改ざんされたり、偽造されたりすると、誤った保守判断、構造劣化の未検出、あるいは安全上極めて重要なインフラへの意図的な破壊行為につながる恐れがあります。SHMデータの通信および管理プラットフォームを適切に保護するために必要なサイバーセキュリティへの投資は、システムのライフサイクルコストを増大させるだけでなく、SHMインフラの導入および管理を担当する調達・運用チームに、さらなる技術的な複雑さを課すことになります。

新型コロナウイルス（COVID-19）の影響：

COVID-19のパンデミックは、インフラへの物理的なアクセスが制限されていた期間において、自動化されたSHMシステムの運用上およびコスト面での利点を実証することで、遠隔構造状態監視の価値を浮き彫りにしました。ロックダウン期間中の点検活動の減少は、手動による点検体制のみに依存することのリスクを浮き彫りにしました。パンデミック後、世界のインフラ刺激策により、橋梁、トンネル、ダムの監視システムの導入が加速し、SHM材料が近代化された資産管理フレームワークの標準的な構成要素として組み込まれています。また、建設および航空宇宙セクターの回復に伴い、新しい構造物への組み込みや航空機の複合材監視用途に向けたSHMセンサー材料の調達も再び活発化しています。

予測期間中、「スマートマテリアル」セグメントが最大の市場規模を占めると予想されます

スマートマテリアルセグメントは、統合型構造健全性監視システムの能動的な検知・作動コンポーネントとしての基本的な役割に牽引され、予測期間中に最大の市場シェアを占めると予想されます。超音波導波の発生と検出の両方が可能な圧電スマート材料は、最も包括的な構造物検査機能を提供し、金属および複合材料構造物における層間剥離、亀裂、腐食損傷の検出を可能にします。航空宇宙、土木インフラ、エネルギー分野におけるSHM導入への幅広い適用性が、構造健全性監視材料市場における同材料の主導的な地位を支えています。

光ファイバー材料セグメントは、予測期間中に最も高いCAGRを示すと予想されます

予測期間中、光ファイバー材料セグメントは、広範囲の測定領域において、空間的に連続的で、電気的に受動的かつ電磁干渉の影響を受けない構造ひずみ、温度、および音響モニタリングを実現する、ファイバーブラッググレーティングおよび分散型センシングシステムが持つ固有の利点に後押しされ、最も高い成長率を示すと予測されています。分散型音響センシング技術の進歩や、低コストの光ファイバー測定ユニットの登場により、土木インフラ用途における光ファイバーSHMシステムの経済的な利用可能性が拡大しています。風力タービンブレードのモニタリング、石油・ガスパイプラインの健全性評価、鉄道線路の状態評価などでの採用拡大により、特殊センシング用光ファイバー材料の応用分野と需要量が拡大しています。

最大のシェアを占める地域：

予測期間中、北米地域は最大の市場シェアを維持すると予想されます。これは、橋梁、トンネル、ダムのモニタリングシステムのアップグレードを目的とした大規模な連邦政府のインフラ投資プログラム、複合材料構造へのSHM導入プログラムが活発な成熟した航空宇宙産業、およびパイプライン、風力タービン、洋上プラットフォームの健全性管理にSHMソリューションを導入している高度に発達したエネルギー部門に支えられているためです。同地域には、SHM技術企業や大学の研究プログラムが堅固な基盤を築いており、先進的なインフラ監視に対する政府機関の支援も相まって、商業面およびイノベーション面において好ましいエコシステムが形成されています。

CAGRが最も高い地域：

予測期間中、アジア太平洋地域は最も高いCAGRを示すと予想されます。これは、中国、インド、日本、および東南アジア諸国における大規模なインフラ建設・更新プログラムが牽引するものであり、これらの国々では、新しい橋梁、トンネル、ダムのプロジェクトにおいてSHMシステムが標準的な構成要素として組み込まれています。中国の広範な高速鉄道網および大規模な都市インフラ開発プログラムは、光ファイバーおよび圧電式SHM材料の主要な需要要因となっています。また、同地域で拡大を続ける風力発電セクターにおけるSHMの採用拡大や、航空業界の複合材製航空機フリートのメンテナンスプログラムも、さらなる高成長アプリケーション分野をもたらしています。

無料カスタマイズサービス：

本レポートをご購入いただいたすべてのお客様は、以下の無料カスタマイズオプションのうち1つをご利用いただけます：

• 企業プロファイリング
  • 追加の市場プレイヤー（最大3社）に関する包括的なプロファイリング
  • 主要企業（最大3社）のSWOT分析
• 地域別セグメンテーション
  • お客様のご要望に応じて、主要な国における市場推計・予測、およびCAGR（注：実現可能性の確認次第となります）
• 競合ベンチマーキング
  • 製品ポートフォリオ、地理的展開、戦略的提携に基づく主要企業のベンチマーキング

目次

第1章 エグゼクティブサマリー

• 市場概況と主なハイライト
• 促進要因、課題、機会
• 競合情勢の概要
• 戦略的洞察と提言

第2章 調査フレームワーク

• 調査目的と範囲
• 利害関係者分析
• 調査前提条件と制約
• 調査手法

第3章 市場力学と動向分析

• 市場定義と構造
• 主要な市場促進要因
• 市場抑制要因と課題
• 成長機会と投資の注目分野
• 業界の脅威とリスク評価
• 技術とイノベーションの見通し
• 新興市場・高成長市場
• 規制および政策環境
• COVID-19の影響と回復展望

第4章 競合環境と戦略的評価

• ポーターのファイブフォース分析
  • 供給企業の交渉力
  • 買い手の交渉力
  • 代替品の脅威
  • 新規参入業者の脅威
  • 競争企業間の敵対関係
• 主要企業の市場シェア分析
• 製品のベンチマークと性能比較

第5章 世界の構造健全性モニタリング用材料市場：素材のタイプ別

• スマートマテリアル
• 光ファイバー材料
• 複合材料
• ナノ材料
• 導電性材料

第6章 世界の構造健全性モニタリング用材料市場：モニタリング技術別

• 光ファイバーセンシング材料
• 圧電センシング材料
• 音響エミッションモニタリング用材料
• ひずみ検知材料
• 振動モニタリング用材料
• ワイヤレスセンサー材料

第7章 世界の構造健全性モニタリング用材料市場：展開タイプ別

• 組み込み型モニタリング材料
• 表面実装型モニタリング材料
• ポータブルモニタリング材料

第8章 世界の構造健全性モニタリング用材料市場：用途別

• 損傷検出
• ひび割れモニタリング
• 腐食モニタリング
• ひずみおよび応力モニタリング
• 疲労モニタリング
• 振動モニタリング
• 温度モニタリング

第9章 世界の構造健全性モニタリング用材料市場：エンドユーザー別

• 航空宇宙・防衛
• 土木インフラ
• エネルギー・電力
• 輸送
• 工業製造
• 鉱業
• その他のエンドユーザー

第10章 世界の構造健全性モニタリング用材料市場：地域別

• 北米
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ
• 欧州
  • 英国
  • ドイツ
  • フランス
  • イタリア
  • スペイン
  • オランダ
  • ベルギー
  • スウェーデン
  • スイス
  • ポーランド
  • その他の欧州諸国
• アジア太平洋
  • 中国
  • 日本
  • インド
  • 韓国
  • オーストラリア
  • インドネシア
  • タイ
  • マレーシア
  • シンガポール
  • ベトナム
  • その他のアジア太平洋諸国
• 南米
  • ブラジル
  • アルゼンチン
  • コロンビア
  • チリ
  • ペルー
  • その他の南米諸国
• 世界のその他の地域（RoW）
  • 中東
    • サウジアラビア
    • アラブ首長国連邦
    • カタール
    • イスラエル
    • その他の中東諸国
  • アフリカ
    • 南アフリカ
    • エジプト
    • モロッコ
    • その他のアフリカ諸国

第11章 戦略的市場情報

• 産業価値ネットワークとサプライチェーン評価
• 空白領域と機会マッピング
• 製品進化と市場ライフサイクル分析
• チャネル、流通業者、および市場参入戦略の評価

第12章 業界動向と戦略的取り組み

• 合併・買収
• パートナーシップ、提携、および合弁事業
• 新製品発売と認証
• 生産能力の拡大と投資
• その他の戦略的取り組み

第13章 企業プロファイル

• Honeywell International Inc.
• Siemens AG
• ABB Ltd.
• Yokogawa Electric Corporation
• Luna Innovations Incorporated
• Hottinger Bruel & Kjaer（HBK）
• GEOKON, Inc.
• Nova Metrix LLC
• Campbell Scientific, Inc.
• Acellent Technologies, Inc.
• Omnisens SA
• Sensuron LLC
• Smart Fibres Ltd.
• Structural Monitoring Systems Plc
• Encardio-Rite Electronics Pvt. Ltd.