Marktgröße, Anteil, Wachstum und Branchenanalyse für Structural Health Monitoring (SHM), nach Anwendung (Brücken und Dämme, Gebäude und Stadien, Schiffe und Plattformen, Flugzeugzellen und Windkraftanlagen und andere), nach Lösung (Hardware und Software), nach Technologie ( (drahtlos und kabelgebunden) und regionale Analyse, 2024-2031

Marktgröße für strukturelle Gesundheitsüberwachung

Die globale Marktgröße für Structural Health Monitoring (SHM) wurde im Jahr 2023 auf 2.348,0 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 2.682,3 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 auf 7.886,5 Millionen US-Dollar im Jahr 2031 wachsen, was einem CAGR von 16,66 % im Prognosezeitraum entspricht. Im Rahmen der Arbeit umfasst der Bericht Lösungen von Unternehmen wie Nova Metrix LLC, Campbell Scientific, Inc., COWI, Geocomp Corporation, Acellent Technologies, Inc., Sixense, Pure Technologies (Xylem, Inc.), Digitex, SGS SA, Kinemetrie und andere.

Das Wachstum des Marktes wird durch die Notwendigkeit vorangetrieben, die Sicherheit und Langlebigkeit der Infrastruktur zu gewährleisten. Structural Health Monitoring (SHM) nutzt fortschrittliche Sensoren und Datenanalysen, um die strukturelle Integrität in Echtzeit zu erkennen und zu bewerten, potenziellen Ausfällen vorzubeugen und Wartungspläne zu optimieren, wodurch Risiken reduziert und die betriebliche Effizienz gesteigert werden.

Der Markt für strukturelle Gesundheitsüberwachung verzeichnet ein robustes Wachstum, das größtenteils auf den steigenden Bedarf an Infrastruktursicherheit, Langlebigkeit und Betriebseffizienz zurückzuführen ist. Da sich die Urbanisierung weltweit beschleunigt, steigern erhebliche Investitionen in die Infrastruktur die Nachfrage nach fortschrittlichen SHM-Systemen. Der erhebliche Kapitalzufluss in die Infrastrukturentwicklung unterstreicht den weltweiten Schwerpunkt auf der Verbesserung der Infrastruktur.

SHM-Systeme, die Technologien wie künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) nutzen, bieten wichtige Funktionen zur Überwachung des strukturellen Zustands, zur Erkennung von Anomalien und zur Ermöglichung einer vorausschauenden Wartung. Dadurch werden Ausfallzeiten minimiert und die Ressourcenzuteilung optimiert. Die Integration dieser Technologien liefert datengesteuerte Erkenntnisse und ermöglicht proaktive Wartungsstrategien, die für die Verlängerung der Lebensdauer kritischer Anlagen unerlässlich sind.

Der Markt wird voraussichtlich ein erhebliches Wachstum verzeichnen, da technologische Fortschritte und verstärkte Infrastrukturinvestitionen zu einer breiten Akzeptanz führen und die Sicherheit und Nachhaltigkeit städtischer Umgebungen gewährleisten.Die Überwachung des strukturellen Zustands ist ein Bereich des Ingenieurwesens, der die kontinuierliche oder periodische Überwachung des Zustands und der Leistung von Bauwerken wie Gebäuden, Brücken, Dämmen und Pipelines umfasst.

SHM nutzt verschiedene Sensoren, Datenerfassungssysteme und Analysetechniken, um die Integrität und den Zustand von Strukturen in Echtzeit oder über längere Zeiträume zu bewerten.Das Hauptziel von SHM besteht darin, Veränderungen, Schäden oder Verschlechterungen struktureller Eigenschaften zu erkennen und zu bewerten, die die Sicherheit, Zuverlässigkeit oder Funktionalität beeinträchtigen könnten.

Durch die Überwachung des Strukturverhaltens und der Leistung ermöglicht SHM die frühzeitige Erkennung von Mängeln oder Anomalien und ermöglicht so eine rechtzeitige Wartung oder Reparatur, um katastrophale Ausfälle zu verhindern und die Lebensdauer von Infrastrukturanlagen zu verlängern.SHM spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit, Belastbarkeit und Langlebigkeit von zivilen, mechanischen und Luft- und Raumfahrtstrukturen und trägt erheblich zur allgemeinen Nachhaltigkeit gebauter Umgebungen bei.

Analystenbewertung

Die Weiterentwicklung der strukturellen Gesundheitsüberwachung stellt eine entscheidende Entwicklung im Infrastrukturmanagement dar. SHM integriert fortschrittliche Sensortechnologien und ausgefeilte Datenanalysen, um den Zustand von Bauwerken wie Brücken, Gebäuden und Dämmen kontinuierlich zu überwachen. Dieser proaktive Ansatz erhöht die Sicherheit, indem er potenzielle Probleme frühzeitig erkennt, den Wartungsaufwand optimiert und die Lebensdauer kritischer Anlagen verlängert. Die Implementierung von SHM-Systemen ermöglicht es den Beteiligten, datengesteuerte Entscheidungen zu treffen, wodurch die betriebliche Effizienz verbessert und Ausfallzeiten aufgrund unerwarteter Ausfälle reduziert werden.

• Beispielsweise ging Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering (SHI-ME) im Oktober 2022 eine Partnerschaft mit Light Structures AS ein und entschied sich für das SENSFIBTM Structural Health Monitoring System für das dritte Schiff in einer Reihe von Rohöltankern, die für Samos Steamship gebaut wurden.

Diese Zusammenarbeit unterstreicht das Engagement von SHI-ME, fortschrittliche Technologie zu integrieren, um die Sicherheit und Leistung von Schiffen zu verbessern. Durch die Implementierung des SENSFIBTM-Systems erhielten die Kapitäne und Navigatoren des Schiffes Zugriff auf Echtzeitdaten, die dynamische Kräfte wie Schlagen, Zuschlagen und Scheren während des Betriebs vorhersagen und berücksichtigen. Darüber hinaus verbessert die ständige Weiterentwicklung der prädiktiven Modellierung und der künstlichen Intelligenz die Fähigkeiten von SHM und bietet präzisere Bewertungen und prädiktive Wartungsstrategien.

Wachstumsfaktoren für den Markt für strukturelle Gesundheitsüberwachung

Die rasche Urbanisierung und zunehmende Investitionen in die Infrastruktur bieten erhebliche Chancen für die Einführung struktureller Gesundheitsüberwachungssysteme.

• Einem Bericht der Weltbank zufolge erreichte die private Beteiligung an Infrastrukturinvestitionen (PPI) in 409 Projekten 96,7 Milliarden US-Dollar, mit einer durchschnittlichen Fünfjahresinvestition von 103,5 Milliarden US-Dollar. Bemerkenswert ist, dass etwa 19 % des Projektsponsorings in Entwicklungsländern von in China ansässigen Unternehmen stammten, was ein deutliches Wachstum in der Infrastrukturentwicklung verdeutlicht.

Es wird erwartet, dass dieser Investitions- und Urbanisierungsschub die Nachfrage nach SHM-Systemen steigern wird, da diese Technologien eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit, Langlebigkeit und Betriebseffizienz neuer und bestehender Infrastruktur spielen. Die von SHM-Systemen bereitgestellten verbesserten Überwachungsfunktionen dürften für die Bewältigung der zunehmenden Komplexität und Größe der städtischen Infrastruktur von entscheidender Bedeutung sein und bieten damit erhebliche Wachstumschancen für den Markt für strukturelle Gesundheitsüberwachung.

Eine große Herausforderung auf dem Markt ist jedoch die Integration verschiedener Sensortechnologien und Datenmanagementsysteme. Diese Komplexität entsteht durch Unterschiede in den Kommunikationsprotokollen, Datenformaten und Leistungsanforderungen der Sensoren. Die Verwaltung großer Echtzeitdatenmengen stellt eine zusätzliche Herausforderung dar und unterstreicht den Bedarf an robusten Speicher-, Verarbeitungs- und Analyselösungen.

Um die Kompatibilität und Skalierbarkeit verschiedener Sensortypen und Überwachungsanwendungen sicherzustellen, sind standardisierte Ansätze und interoperable Systeme erforderlich. Wenn diese Integrationsherausforderungen nicht bewältigt werden, führt dies zu fragmentierten SHM-Systemen, beeinträchtigter Datengenauigkeit und erhöhten Implementierungskosten.

Um dieses Hindernis zu überwinden, wollen Branchenakteure in interoperable Sensortechnologien, standardisierte Kommunikationsprotokolle und umfassende Datenverwaltungsplattformen investieren und so die Zusammenarbeit zur Entwicklung skalierbarer und zusammenhängender SHM-Lösungen fördern, die unterschiedliche Anwendungsanforderungen erfüllen und gleichzeitig eine nahtlose Integration und Dateninteroperabilität gewährleisten können.

Markttrends für strukturelle Gesundheitsüberwachung

Der dringende Bedarf an sicherer und langlebiger Infrastruktur steigert die Nachfrage nach struktureller Gesundheitsüberwachung. Diese Technologie überwacht kontinuierlich den Zustand einer Struktur anhand von Echtzeitdaten, die von einem Netzwerk fortschrittlicher Sensoren erfasst werden. Der Bereich der SHM-Sensortechnologie entwickelt sich ständig weiter und es stehen verschiedene kabelgebundene und kabellose Optionen zur Verfügung.

Diese Sensoren, darunter Wägezellen, LVDTs, faseroptische Sensoren und Dehnungsmessstreifen, spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfassung genauer Daten für die Strukturanalyse. Führende Unternehmen in der Sensorentwicklung erforschen aktiv neue Technologien, um die Datengenauigkeit zu erhöhen und die Gesamtstrukturbewertungen zu verbessern. Eine bemerkenswerte Innovation in diesem Bereich ist die von der Toshiba Corporation entwickelte Methode der akustischen Emission (AE).

Diese Methode nutzt die Vibrationen, die durch fahrende Fahrzeuge auf Brücken erzeugt werden, um das Vorhandensein und die Position von Rissen zu erkennen. Die AE-Sensoren erkennen diese elastischen Wellen und dienen effektiv als internes Inspektionsinstrument für die Brückenstruktur. Die AE-Methode hat sich auch bei der Erkennung des Aufpralls von Regentropfen auf die Straßenoberfläche als wirksam erwiesen, was ihre Vielseitigkeit unter Beweis stellt.

Der Bereich der strukturellen Gesundheitsüberwachung durchläuft aufgrund der Integration von KI und ML einen transformativen Wandel. Diese Integration treibt die Generierung datengesteuerter Erkenntnisse voran und verbessert die Verwaltung der Infrastruktur erheblich. KI-Algorithmen verbessern die Anomalieerkennung, indem sie kontinuierliche Sensordaten analysieren, um subtile Probleme zu identifizieren, die auf zukünftige Probleme hinweisen können, was proaktive Eingriffe ermöglicht und kostspielige Ausfälle verhindert.

Maschinelles LernenModelle, die auf historischen und Echtzeitdaten trainiert werden, erleichtern die vorausschauende Wartung, optimieren dadurch die Ressourcenzuteilung und minimieren Ausfallzeiten, indem sie eine strategische Planung der Wartungsaktivitäten ermöglichen. Darüber hinaus liefern KI und ML Infrastrukturmanagern wertvolle Erkenntnisse aus umfangreichen SHM-Daten und leiten so strategische Entscheidungen zu Reparaturen, Upgrades und dem Gesamtmanagement.

Dieser datengesteuerte Ansatz optimiert die Ressourcenzuweisung, priorisiert Reparaturen auf der Grundlage von Risikobewertungen und verlängert die Lebensdauer kritischer Infrastrukturanlagen. Es wird erwartet, dass die Integration von KI und ML das Wachstum des Marktes für strukturelle Gesundheitsüberwachung ankurbelt und eine verbesserte Wartung, bessere Entscheidungsfindung und Kostenoptimierung bietet, wodurch die Sicherheit, Langlebigkeit und Betriebseffizienz der Infrastruktur gewährleistet wird.

Segmentierungsanalyse

Der globale Markt ist nach Anwendung, Lösung, Technologie und Geografie segmentiert.

Auf Antrag

Basierend auf der Anwendung wird der SHM-Markt in Brücken und Dämme, Gebäude und Stadien, Schiffe und Plattformen, Flugzeugzellen und Windkraftanlagen, große Maschinen und Geräte und andere eingeteilt. Das Segment Brücken und Dämme erzielte im Jahr 2023 mit 855,8 Millionen US-Dollar den höchsten Umsatz. Ein großer Teil der Brücken und Dämme weltweit nähert sich dem Ende ihrer Lebensdauer.

SHM bietet eine kostengünstige Lösung für die proaktive Überwachung und ermöglicht die Früherkennung von Problemen, bevor sie zu katastrophalen Ausfällen eskalieren, die sich negativ auf die öffentliche Sicherheit und das wirtschaftliche Wohlergehen auswirken könnten. Strenge Vorschriften fordern regelmäßige Inspektionen und datengesteuerte Wartungspläne für diese kritischen Strukturen. SHM-Systeme bieten eine robuste Plattform für Compliance und liefern Echtzeitdaten, die die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften belegen.

Durch die Vermeidung schwerwiegender Ausfälle und die Minimierung von Störungen durch gezielte Wartung ermöglicht SHM den Eigentümern von Brücken und Staudämmen erhebliche Kosteneinsparungen. Angesichts der wachsenden Bedeutung der Infrastruktursicherheit und der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften wird erwartet, dass das Segment Brücken und Dämme in den kommenden Jahren ein deutliches Wachstum verzeichnen wird.

Durch Lösung

Je nach Lösung wird der Markt in Hardware und Software unterteilt. Das Hardware-Segment erreichte im Jahr 2023 mit 62,34 % den größten Marktanteil bei der strukturellen Gesundheitsüberwachung. Diese Komponenten spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfassung und Übertragung von Daten und haben einen erheblichen Einfluss auf die Wirksamkeit des gesamten SHM-Systems. Fortschritte in der Sensortechnologie, einschließlich Miniaturisierung und drahtloser Fähigkeiten, sind Schlüsselfaktoren, die das Segmentwachstum unterstützen und eine einfachere Bereitstellung und Datenerfassung in Echtzeit ermöglichen.

Eine zuverlässige Kommunikationsinfrastruktur gewährleistet eine nahtlose Datenübertragung an das zentrale Überwachungssystem, während eine konsistente Stromversorgung für den Sensor- und Systembetrieb unerlässlich ist. Marktteilnehmer entwickeln kontinuierlich Innovationen, um die Kosteneffizienz von Hardwarelösungen zu verbessern und sich an Fortschritte in der Sensortechnologie anzupassen, wodurch die Reichweite von SHM auf ein breiteres Spektrum von Strukturen ausgeweitet wird. Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Echtzeitüberwachung und kostengünstigen Lösungen wird für das Hardware-Segment ein robustes Wachstum erwartet.

Durch Technologie

Basierend auf der Technologie wird der Markt in drahtlose und kabelgebundene Geräte unterteilt. Das drahtlose Segment soll bis 2031 mit 67,84 % den größten Marktanteil bei der strukturellen Gesundheitsüberwachung erobern. Dieses Segment umfasst drahtlose Sensoren, Kommunikationssysteme und Datenübertragungsprotokolle und ermöglicht eine flexible und einfache Bereitstellung in verschiedenen Strukturen. Diese Sensoren wie Beschleunigungsmesser und Dehnungsmessstreifen bieten zuverlässige Datenerfassungsfunktionen und minimieren gleichzeitig die Komplexität der Installation.

Kommunikationssysteme nutzen drahtlose Protokolle wie zW-lan, Bluetooth und Mobilfunknetze für eine nahtlose Datenübertragung an zentrale Überwachungssysteme, wodurch die betriebliche Effizienz gesteigert und die Wartungskosten gesenkt werden. Das Segment verzeichnet ein deutliches Wachstum aufgrund der steigenden Nachfrage nach Echtzeit-Überwachungslösungen und der weit verbreiteten Einführung der IoT-Technologie im Infrastrukturmanagement.

Marktteilnehmer investieren stark in Forschung und Entwicklung, um innovative, auf SHM-Anforderungen zugeschnittene drahtlose Lösungen zu entwickeln, darunter energieeffiziente Sensoren und cloudbasierte Datenanalyseplattformen. Da Infrastruktureigentümer Sicherheit und Zuverlässigkeit in den Vordergrund stellen, wird die Nachfrage nach drahtlosen SHM-Lösungen voraussichtlich stark ansteigen und lukrative Möglichkeiten für Marktteilnehmer schaffen.

Regionale Analyse des Marktes für strukturelle Gesundheitsüberwachung

Basierend auf der Region wird der globale Markt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, MEA und Lateinamerika unterteilt.

Der Marktanteil der strukturellen Gesundheitsüberwachung in Nordamerika lag im Jahr 2023 auf dem Weltmarkt bei rund 33,78 %, mit einer Bewertung von 793,2 Millionen US-Dollar. Die fortschrittliche Infrastruktur der Region, gepaart mit strengen Sicherheitsvorschriften, treibt die Nachfrage nach SHM-Technologien in verschiedenen Sektoren an, darunter Brücken, Gebäude, Dämme und Tunnel.

Technologische Fortschritte bei Sensoren, Datenanalysen und IoT spielen eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Effizienz und Effektivität von SHM-Systemen und gewährleisten eine kontinuierliche Überwachung und Früherkennung struktureller Anomalien. Regierungsinitiativen zur Stabilität und Sicherheit der Infrastruktur stärken das regionale Marktwachstum weiter, indem sie die Zusammenarbeit zwischen Branchenakteuren, Universitäten und Forschungseinrichtungen fördern.

Es wird erwartet, dass Europa im Prognosezeitraum ein erhebliches Wachstum mit einer jährlichen Wachstumsrate von 20,50 % verzeichnen wird. Diese bemerkenswerte Expansion wird durch einen Anstieg der Investitionen in energiebasierte Infrastruktur und ein Engagement für technologische Innovation vorangetrieben. Länder wie Dänemark sind Vorreiter beim Übergang zu erneuerbaren Energiequellen und haben sich ehrgeizige Ziele für die Durchdringung erneuerbarer Energiequellen im Energiemix gesetzt.

• Prognosen zufolge werden bis 2028 voraussichtlich sieben europäische Länder einen Anteil variabler erneuerbarer Energien von über 50 % erreichen. Es wird erwartet, dass Dänemark mit einer voraussichtlichen 90-prozentigen Einbindung von Wind- und Photovoltaikenergie (PV) in sein Stromnetz führend sein wird.

Dieser Wandel hin zu erneuerbaren Energien erfordert eine solide Überwachung und Wartung der Infrastruktur, was zu einer erhöhten Nachfrage nach SHM-Systemen führt. Da die Investitionen in energiebasierte Infrastruktur in ganz Europa weiter steigen, wird die Nachfrage nach SHM-Systemen voraussichtlich steigen.

Wettbewerbslandschaft

Der Marktbericht zur strukturellen Gesundheitsüberwachung (SHM) wird wertvolle Erkenntnisse liefern, wobei der Schwerpunkt auf der Fragmentierung der Branche liegt. Prominente Akteure konzentrieren sich auf mehrere wichtige Geschäftsstrategien wie Partnerschaften, Fusionen und Übernahmen, Produktinnovationen und Joint Ventures, um ihr Produktportfolio zu erweitern und ihre Marktanteile in verschiedenen Regionen zu erhöhen.

Unternehmen setzen wirkungsvolle strategische Initiativen um, wie z. B. den Ausbau von Dienstleistungen, Investitionen in Forschung und Entwicklung (F&E), die Einrichtung neuer Servicebereitstellungszentren und die Optimierung ihrer Servicebereitstellungsprozesse, die wahrscheinlich neue Möglichkeiten für das Marktwachstum schaffen.

Liste der wichtigsten Unternehmen im Markt für strukturelle Gesundheitsüberwachung

• Nova Metrix LLC
• Campbell Scientific, Inc.
• COWI
• Geocomp Corporation
• Acellent Technologies, Inc.
• Sixense
• Pure Technologies (Xylem, Inc.)
• Digitex
• SGS SA
• Kinemetrie

Wichtige Branchenentwicklung

• Juni 2023 (Genehmigung):Samsung Heavy Industries Co., Ltd. hat einen wichtigen Meilenstein erreicht, indem es von ABS die grundsätzliche Genehmigung (AIP) für sein Hull Stress Monitoring System (HSMS) gemäß den ABS SMART Tier 2-Standards erhalten hat. Dieser Erfolg ist das Ergebnis einer gemeinsamen Entwicklungsarbeit mit ABS, die sich auf die Verbesserung der Rumpfsicherheit durch intelligente Schiffstechnologie konzentriert. Das AIP überprüft die Machbarkeit des Entwurfs und seine Übereinstimmung mit den ABS SMART Tier 2-Kriterien, die die Überwachung schiffsspezifischer Lasten und Vorgänge, die Bereitstellung regelmäßiger Aktualisierungen der strukturellen Bedingungen und den Einsatz physikbasierter Analysen zur umfassenden Bewertung und Vorhersage des strukturellen Zustands umfassen.

Der globale Markt für strukturelle Gesundheitsüberwachung ist unterteilt in:

Auf Antrag

• Brücken und Dämme
• Gebäude und Stadien
• Schiffe und Plattformen
• Flugzeugzellen und Windkraftanlagen
• Große Maschinen und Geräte
• Andere

Durch Lösung

• Hardware
• Software

Durch Technologie

• Kabellos
• Verdrahtet

Nach Region

• Nordamerika
  • UNS.
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Frankreich
  • VEREINIGTES KÖNIGREICH.
  • Spanien
  • Deutschland
  • Italien
  • Russland
  • Restliches Europa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Japan
  • Indien
  • Südkorea
  • Rest der Asien-Pazifik-Region
• Naher Osten und Afrika
  • GCC
  • Nordafrika
  • Südafrika
  • Rest des Nahen Ostens und Afrikas
• Lateinamerika
  • Brasilien
  • Argentinien
  • Rest Lateinamerikas