構造健全性モニタリング（SHM）市場規模、シェア、成長および業界分析、アプリケーション別（橋梁とダム、建物とスタジアム、船舶とプラットフォーム、機体と風力タービンなど）、ソリューション別（ハードウェアとソフトウェア）、テクノロジー別（無線および有線）、および地域分析、 2024-2031

構造健全性モニタリング市場規模

世界の構造健全性モニタリング（SHM）市場規模は、2023年に23億4,800万米ドルと評価され、2024年の26億8,230万米ドルから2031年までに78億8,650万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に16.66％のCAGRを示します。このレポートには、Nova Metrix LLC、Campbell Scientific, Inc.、COWI、Geocomp Corporation、Acellent Technologies, Inc.、Sixense、Pure Technologies (Xylem, Inc.)、Digitex、SGS などの企業が提供するソリューションが含まれています。 SA、キネメトリクスなど。

市場の成長は、インフラストラクチャの安全性と長寿命を確保するという緊急性によって推進されています。構造健全性モニタリング (SHM) は、高度なセンサーとデータ分析を活用して構造の完全性をリアルタイムで検出および評価し、潜在的な障害を事前に回避し、メンテナンス スケジュールを最適化することで、リスクを軽減し、運用効率を向上させます。

構造健全性モニタリング市場は堅調な成長を遂げており、これは主にインフラストラクチャの安全性、寿命、運用効率に対するニーズの高まりに起因しています。世界的に都市化が加速する中、インフラストラクチャへの多額の投資により、高度な SHM システムの需要が高まっています。インフラ開発への多額の資本流入は、インフラの強化が世界的に重視されていることを浮き彫りにしています。

SHM システムは、人工知能 (AI) や機械学習 (ML) などのテクノロジーを活用し、構造の健全性を監視し、異常を検出し、予知保全を可能にする重要な機能を提供します。これにより、ダウンタイムが最小限に抑えられ、リソース割り当てが最適化されます。これらのテクノロジーを統合すると、データに基づいた洞察が得られ、重要な資産の寿命を延ばすために不可欠な予防的なメンテナンス戦略が可能になります。

技術の進歩とインフラ投資の増加により普及が促進され、都市環境の安全性と持続可能性が確保されるため、市場は大幅な成長を遂げる態勢が整っています。構造健全性モニタリングは、建物、橋、ダム、パイプラインなどの構造物の状態と性能を継続的または定期的に監視するエンジニアリング分野です。

SHM は、さまざまなセンサー、データ収集システム、分析技術を使用して、リアルタイムまたは長期間にわたって構造物の完全性と健全性を評価します。SHM の主な目的は、安全性、信頼性、機能性を損なう可能性のある構造特性の変化、損傷、劣化を検出して評価することです。

SHM は構造の動作とパフォーマンスを監視することで、欠陥や異常を早期に検出し、タイムリーなメンテナンスや修理を可能にして、壊滅的な故障を防ぎ、インフラストラクチャ資産の寿命を延ばします。SHM は、民間、機械、航空宇宙構造物の安全性、回復力、寿命を確保する上で重要な役割を果たし、建築環境全体の持続可能性に大きく貢献します。

アナリストのレビュー

構造健全性モニタリングの進歩は、インフラストラクチャ管理における重要な進化を表しています。 SHM は、高度なセンサー技術と高度なデータ分析を統合して、橋、建物、ダムなどの構造物の状態を継続的に監視します。このプロアクティブなアプローチにより、潜在的な問題を早期に検出することで安全性が向上し、メンテナンス作業が最適化され、重要な資産の寿命が延びます。 SHM システムの実装により、関係者はデータに基づいて意思決定を行うことができるため、運用効率が向上し、予期せぬ障害によるダウンタイムが削減されます。

• たとえば、2022年10月、住友重機械マリン＆エンジニアリング（SHI-ME）はLight Structures ASと提携し、サモス汽船向けに建造された一連の原油タンカーの3隻目にSENSFIBTM構造健全性モニタリングシステムを選択しました。

このコラボレーションは、船舶の安全性と性能を向上させるために高度な技術を統合するというSHI-MEの取り組みを強調しました。 SENSFIBTM システムを導入することにより、船長と航海士は、運航中のむち打ち、叩きつけ、せん断などの動的力を予測して対処するリアルタイム データにアクセスできるようになりました。さらに、予測モデリングと人工知能の継続的な開発により SHM の機能が強化され、より正確な評価と予知保全戦略が提供されます。

構造健全性モニタリング市場の成長要因

急速な都市化とインフラへの投資の増加は、構造健全性監視システムの導入に大きなチャンスをもたらしています。

• 世界銀行の報告書によると、インフラ（PPI）への民間参加投資は409のプロジェクトにわたって967億ドルに達し、5年間の平均投資額は1,035億ドルとなっています。特に、発展途上国におけるプロジェクトのスポンサーシップの約 19% が中国に拠点を置く団体からのものであり、インフラ開発の大幅な成長を浮き彫りにしています。

この投資と都市化の急増により、SHM システムの需要が高まることが予想されます。これらの技術は、新規および既存のインフラの安全性、寿命、運用効率を確保する上で重要な役割を果たしているからです。 SHM システムによって提供される強化された監視機能は、都市インフラの複雑さと規模の増大を管理する上で不可欠となる可能性が高く、それによって構造健全性監視市場に大きな成長の機会がもたらされます。

しかし、市場における重要な課題は、多様なセンサー技術とデータ管理システムを統合することです。この複雑さは、センサー間の通信プロトコル、データ形式、および電力要件の違いから生じます。大量のリアルタイム データの管理は課題をさらに増大させ、堅牢なストレージ、処理、分析ソリューションの必要性を浮き彫りにしています。

さまざまなセンサータイプや監視アプリケーション間で互換性と拡張性を確保するには、標準化されたアプローチと相互運用可能なシステムが必要です。これらの統合の課題に対処できないと、SHM システムが断片化し、データの精度が損なわれ、実装コストが増加します。

この障害を克服するために、業界の関係者は、相互運用可能なセンサー技術、標準化された通信プロトコル、包括的なデータ管理プラットフォームに投資することを目指しており、それにより、シームレスな統合とデータの相互運用性を確保しながら、多様なアプリケーションのニーズを満たすことができる、拡張性と一貫性のある SHM ソリューションを開発するためのコラボレーションを促進します。

構造健全性モニタリング市場動向

安全で長持ちするインフラストラクチャに対する重要なニーズにより、構造的健全性モニタリングの需要が高まっています。このテクノロジーは、高度なセンサーのネットワークによって収集されたリアルタイム データを通じて、構造物の健全性を継続的に監視します。 SHM センサー技術の分野は常に進化しており、さまざまな有線および無線のオプションが利用可能です。

ロード セル、LVDT、光ファイバー センサー、ひずみゲージなどのセンサーは、構造解析のための正確なデータを収集する上で重要な役割を果たします。センサー開発の大手企業は、データの精度を高め、全体的な構造評価を向上させるための新技術を積極的に模索しています。 この分野における注目すべき革新の 1 つは、株式会社東芝が開発したアコースティック エミッション (AE) 手法です。

この方法は、橋の上を走行する車両によって発生する振動を利用して、亀裂の存在と位置を検出します。 AE センサーはこれらの弾性波を検出し、橋梁構造の内部検査ツールとして効果的に機能します。 AE法は、路面に当たった雨滴の衝撃検出にも有効であることが実証されており、その汎用性が実証されています。

構造的健全性モニタリングの分野は、AI と ML の統合により変革を迎えています。この統合により、データ駆動型の洞察の生成が促進され、インフラストラクチャの管理が大幅に強化されます。 AI アルゴリズムは、継続的なセンサー データを分析して将来の問題を示す可能性のある微妙な問題を特定することで異常検出を強化し、プロアクティブな介入を可能にし、コストのかかる障害を防ぎます。

機械学習履歴データとリアルタイム データに基づいてトレーニングされたモデルは、予知保全を容易にし、それにより、保守活動の戦略的な計画を可能にすることで、リソースの割り当てを最適化し、ダウンタイムを最小限に抑えます。さらに、AI と ML は、インフラストラクチャ管理者に膨大な SHM データから貴重な洞察を提供し、修理、アップグレード、全体的な管理に関する戦略的決定を導きます。

このデータ主導のアプローチにより、リソースの割り当てが最適化され、リスク評価に基づいて修理に優先順位が付けられ、重要なインフラストラクチャ資産の寿命が延長されます。 AI と ML の統合により、構造健全性モニタリング市場の成長が促進され、メンテナンスの強化、意思決定の改善、コストの最適化が実現し、それによってインフラストラクチャの安全性、寿命、運用効率が確保されることが期待されています。

セグメンテーション分析

世界市場は、アプリケーション、ソリューション、テクノロジー、地理に基づいて分割されています。

用途別

SHM市場は用途に基づいて、橋とダム、建物と競技場、船舶とプラットフォーム、機体と風力タービン、大型機械と装置などに分類されます。橋とダム部門は、2023 年に 8 億 5,580 万米ドルの最高収益を上げました。世界の橋とダムの大部分は耐用年数の終わりに近づいています。

SHM は、プロアクティブなモニタリングのための費用対効果の高いソリューションを提供し、公共の安全や経済的幸福に悪影響を与える可能性のある致命的な障害に発展する前に、問題を早期に検出できるようにします。厳しい規制により、これらの重要な構造物に対する定期的な検査とデータに基づいたメンテナンス計画が求められています。 SHM システムは、コンプライアンスのための堅牢なプラットフォームを提供し、安全規制の順守を示すリアルタイム データを提供します。

SHM は、目標を絞ったメンテナンスによって重大な障害を防止し、中断を最小限に抑えることで、橋とダムの所有者に大幅なコスト削減をもたらします。インフラの安全性と規制順守がますます重視されるようになり、橋とダムの分野は今後数年間で大幅な成長を遂げると予想されています。

ソリューション別

ソリューションに基づいて、市場はハードウェアとソフトウェアに分けられます。ハードウェア部門は、2023 年に構造健全性監視市場で 62.34% という最大のシェアを獲得しました。これらのコンポーネントはデータの取得と送信において重要な役割を果たし、SHM システム全体の有効性に大きく影響します。小型化やワイヤレス機能などのセンサー技術の進歩は、セグメントの成長をサポートする重要な要素であり、導入の容易化とリアルタイムのデータ収集を促進します。

信頼性の高い通信インフラストラクチャにより、中央監視システムへのシームレスなデータ送信が保証されますが、センサーとシステムの動作には安定した電源が不可欠です。市場関係者は、ハードウェア ソリューションの費用対効果を高め、センサー技術の進歩に適応するために継続的に革新を行っており、それによって SHM の範囲をより広範囲の構造に拡大しています。リアルタイム監視とコスト効率の高いソリューションに対する需要の高まりにより、ハードウェア部門は堅調な成長を遂げると予想されます。

テクノロジー別

テクノロジーに基づいて、市場は無線と有線に分けられます。無線セグメントは、2031 年までに 67.84% という最大の構造健全性監視市場シェアを獲得する予定です。無線センサー、通信システム、データ送信プロトコルで構成されるこのセグメントは、さまざまな構造物にわたる柔軟かつ簡単な導入を促進します。加速度計やひずみゲージなどのこれらのセンサーは、設置の複雑さを最小限に抑えながら、信頼性の高いデータ収集機能を提供します。

通信システムは、次のような無線プロトコルを利用します。Wi-Fi、Bluetooth、およびセルラーネットワークを使用して中央監視システムにシームレスにデータを送信できるため、運用効率が向上し、メンテナンスコストが削減されます。このセグメントは、リアルタイム監視ソリューションに対する需要の高まりと、インフラストラクチャ管理における IoT テクノロジーの普及により、大幅な成長を遂げています。

市場関係者は、エネルギー効率の高いセンサーやクラウドベースのデータ分析プラットフォームなど、SHM 要件に合わせた革新的なワイヤレス ソリューションを開発するための研究開発に多額の投資を行っています。インフラストラクチャ所有者が安全性と信頼性を優先するにつれて、ワイヤレス SHM ソリューションの需要が急増すると予想され、市場関係者にとって有利な機会が生まれます。

構造健全性モニタリング市場の地域分析

地域に基づいて、世界市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、MEA、ラテンアメリカに分類されます。

北米の構造健全性モニタリング市場シェアは、2023 年の世界市場で約 33.78% となり、評価額は 7 億 9,320 万米ドルに達しました。この地域の先進的なインフラと厳しい安全規制により、橋、建物、ダム、トンネルなどのさまざまな分野で SHM 技術の需要が高まっています。

センサー、データ分析、IoT における技術の進歩は、SHM システムの効率と有効性を強化し、構造異常の継続的な監視と早期検出を確実にする上で極めて重要な役割を果たします。インフラストラクチャの回復力と安全性を目的とした政府の取り組みは、業界関係者、大学、研究機関間の協力を促進することにより、地域市場の成長をさらに促進します。

ヨーロッパは、予測期間中に 20.50% の CAGR で大幅な成長を遂げると予想されます。 この注目すべき拡大は、エネルギーベースのインフラへの投資の急増と技術革新への取り組みによって推進されています。デンマークなどの国々は、エネルギーミックスへの再生可能エネルギーの普及に野心的な目標を設定し、再生可能エネルギー源への移行の先頭に立っている。

• 2028 年までに、欧州 7 か国で変動再生可能エネルギーの普及率が 50% を超える可能性が高いと予測されています。 デンマークは、電力網に風力および太陽光発電（PV）エネルギーを90％導入すると予想されており、先頭に立つと見込まれています。

この再生可能エネルギーへの移行により、インフラストラクチャの堅牢な監視とメンテナンスが必要となり、SHM システムの需要の増加につながります。ヨーロッパ全土でエネルギーベースのインフラへの投資が増加し続けるにつれ、SHM システムの需要は増加すると予測されています。

競争環境

構造健全性モニタリング（SHM）市場レポートは、業界の細分化された性質に重点を置いた貴重な洞察を提供します。著名な企業は、製品ポートフォリオを拡大し、さまざまな地域での市場シェアを拡大​​するために、パートナーシップ、合併と買収、製品革新、合弁事業などのいくつかの主要なビジネス戦略に焦点を当てています。

企業は、サービスの拡大、研究開発（R&D）への投資、新しいサービス提供センターの設立、サービス提供プロセスの最適化など、影響力のある戦略的取り組みを実施しており、これらは市場成長の新たな機会を生み出す可能性があります。

構造健全性モニタリング市場の主要企業のリスト

• ノバ メトリックス LLC
• キャンベルサイエンティフィック社
• カウィ
• 株式会社ジオコンプ
• エイセレント・テクノロジーズ株式会社
• シックスセンス
• Pure Technologies (ザイレム社)
• デジテックス
• SGS SA
• キネメトリクス

主要産業の発展

• 2023 年 6 月 (承認):Samsung Heavy Industries Co., Ltd. は、ABS SMART Tier 2 規格に基づいて船体応力監視システム (HSMS) の原則承認 (AIP) を ABS から取得することで、重要なマイルストーンを達成しました。この成果は、スマートシップ技術による船体の安全性の向上に焦点を当てた ABS との共同開発努力の結果として得られました。 AIP は、設計の実現可能性と ABS SMART Tier 2 基準への準拠を検証します。この基準には、船舶固有の荷重と動作の監視、構造状態の定期的な最新情報の提供、構造の健全性を包括的に評価および予測するための物理ベースの分析の採用が含まれます。

世界の構造健全性モニタリング市場は次のように分類されます。

用途別

• 橋とダム
• 建物とスタジアム
• 船舶とプラットフォーム
• 機体と風力タービン
• 大型機械・設備
• その他

ソリューション別

• ハードウェア
• ソフトウェア

テクノロジー別

• 無線
• 有線

地域別

• 北米
  • 私たち。
  • カナダ
  • メキシコ
• ヨーロッパ
  • フランス
  • イギリス
  • スペイン
  • ドイツ
  • イタリア
  • ロシア
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