구조 상태 모니터링(SHM) 시장 규모, 점유율, 성장 및 산업 분석, 애플리케이션별(교량 및 댐, 건물 및 경기장, 선박 및 플랫폼, 기체 및 풍력 터빈 및 기타), 솔루션별(하드웨어 및 소프트웨어), 기술별( 무선 및 유선) 및 지역 분석, 2024-2031

구조적 상태 모니터링 시장 규모

전 세계 SHM(구조적 상태 모니터링) 시장 규모는 2023년에 23억 4,800만 달러로 평가되었으며, 2024년 2,682.3백만 달러에서 2031년까지 7,886.5백만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 16.66%를 나타낼 것으로 예상됩니다. 작업 범위에서 보고서에는 Nova Metrix LLC, Campbell Scientific, Inc., COWI, Geocomp Corporation, Acellent Technologies, Inc., Sixense, Pure Technologies(Xylem, Inc.), Digitex, SGS와 같은 회사에서 제공하는 솔루션이 포함됩니다. SA, Kinemetrics 및 기타.

시장의 성장은 인프라의 안전과 수명을 보장해야 한다는 필요성에 의해 주도됩니다. 구조 상태 모니터링(SHM)은 고급 센서와 데이터 분석을 활용하여 구조적 무결성을 실시간으로 감지 및 평가하여 잠재적인 오류를 예방하고 유지 관리 일정을 최적화함으로써 위험을 줄이고 운영 효율성을 향상시킵니다.

구조적 상태 모니터링 시장은 인프라 안전, 수명 및 운영 효율성에 대한 요구가 증가함에 따라 크게 성장하고 있습니다. 도시화가 전 세계적으로 가속화됨에 따라 인프라에 대한 막대한 투자로 인해 고급 SHM 시스템에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 인프라 개발에 대한 상당한 자본 유입은 인프라 개선에 대한 전 세계적 강조를 강조합니다.

인공 지능(AI) 및 기계 학습(ML)과 같은 기술을 활용하는 SHM 시스템은 구조 상태 모니터링, 이상 징후 감지 및 예측 유지 관리를 위한 중요한 기능을 제공합니다. 이를 통해 가동 중지 시간이 최소화되고 리소스 할당이 최적화됩니다. 이러한 기술의 통합은 데이터 기반 통찰력을 제공하고 중요 자산의 수명을 연장하는 데 필수적인 사전 유지 관리 전략을 가능하게 합니다.

기술 발전과 인프라 투자 증가로 인해 도시 환경의 안전과 지속 가능성이 보장되면서 시장은 상당한 성장을 이룰 준비가 되어 있습니다.구조 상태 모니터링은 건물, 교량, 댐, 파이프라인과 같은 구조물의 상태와 성능을 지속적으로 또는 주기적으로 모니터링하는 엔지니어링 분야입니다.

SHM은 다양한 센서, 데이터 수집 시스템 및 분석 기술을 사용하여 실시간으로 또는 장기간에 걸쳐 구조물의 무결성과 상태를 평가합니다.SHM의 주요 목표는 안전성, 신뢰성 또는 기능성을 손상시킬 수 있는 구조적 특성의 변경, 손상 또는 악화를 감지하고 평가하는 것입니다.

SHM은 구조적 동작과 성능을 모니터링함으로써 결함이나 이상 징후를 조기에 감지하고 적시에 유지 관리 또는 수리하여 치명적인 오류를 방지하고 인프라 자산의 수명을 연장할 수 있습니다.SHM은 토목, 기계 및 항공우주 구조물의 안전성, 탄력성 및 수명을 보장하는 데 중요한 역할을 하며 건축 환경의 전반적인 지속 가능성에 크게 기여합니다.

분석가의 리뷰

구조적 상태 모니터링의 발전은 인프라 관리의 중요한 발전을 나타냅니다. SHM은 첨단 센서 기술과 정교한 데이터 분석을 통합하여 교량, 건물, 댐과 같은 구조물의 상태를 지속적으로 모니터링합니다. 이러한 사전 예방적 접근 방식은 잠재적인 문제를 조기에 감지하여 안전성을 강화하고 유지 관리 노력을 최적화하며 중요 자산의 수명을 연장합니다. SHM 시스템을 구현하면 이해관계자가 데이터 중심 의사결정을 내릴 수 있으므로 운영 효율성이 향상되고 예상치 못한 오류로 인한 가동 중지 시간이 줄어듭니다.

• 예를 들어, 2022년 10월 스미토모 중공업 해양 엔지니어링(SHI-ME)은 Light Structures AS와 제휴하여 Samos Steamship용으로 건조된 일련의 원유 유조선 중 세 번째 선박에 SENSFIBTM 구조 상태 모니터링 시스템을 선택했습니다.

이번 협력은 선박 안전과 성능을 향상시키기 위해 첨단 기술을 통합하려는 SHI-ME의 의지를 강조했습니다. SENSFIBTM 시스템을 구현함으로써 선박의 선장과 항해사는 작업 중 휘핑, 슬래밍, 전단과 같은 동적 힘을 예측하고 해결하는 실시간 데이터에 액세스할 수 있게 되었습니다. 또한 예측 모델링 및 인공 지능의 지속적인 개발은 SHM의 기능을 향상시켜 보다 정확한 평가와 예측 유지 관리 전략을 제공합니다.

구조적 상태 모니터링 시장 성장 요인

급속한 도시화와 인프라에 대한 투자 증가는 구조적 상태 모니터링 시스템을 채택할 수 있는 중요한 기회를 제공합니다.

• 세계은행 보고서에 따르면 인프라에 대한 민간 참여(PPI) 투자는 409개 프로젝트에서 967억 달러에 이르렀으며, 5년 평균 투자액은 1,035억 달러입니다. 특히, 개발도상국 프로젝트 후원의 약 19%가 중국 기반 기업에서 이루어졌으며, 이는 인프라 개발의 상당한 성장을 강조합니다.

이러한 투자와 도시화의 급증은 SHM 시스템에 대한 수요를 강화할 것으로 예상됩니다. 이러한 기술은 신규 및 기존 인프라의 안전성, 수명 및 운영 효율성을 보장하는 데 중요한 역할을 하기 때문입니다. SHM 시스템이 제공하는 향상된 모니터링 기능은 증가하는 도시 인프라의 복잡성과 규모를 관리하는 데 필수적일 수 있으며, 이를 통해 구조적 상태 모니터링 시장에 상당한 성장 기회를 제공합니다.

그러나 시장에서 중요한 과제는 다양한 센서 기술과 데이터 관리 시스템을 통합하는 것입니다. 이러한 복잡성은 센서 간의 통신 프로토콜, 데이터 형식 및 전력 요구 사항의 변화로 인해 발생합니다. 대용량의 실시간 데이터를 관리하는 것은 더욱 어려운 과제이며 강력한 저장, 처리, 분석 솔루션의 필요성이 강조됩니다.

다양한 센서 유형과 모니터링 애플리케이션 전반에 걸쳐 호환성과 확장성을 보장하려면 표준화된 접근 방식과 상호 운용 가능한 시스템이 필요합니다. 이러한 통합 문제를 해결하지 못하면 SHM 시스템이 단편화되고 데이터 정확성이 저하되며 구현 비용이 증가하게 됩니다.

이러한 장애물을 극복하기 위해 업계 이해관계자들은 상호 운용 가능한 센서 기술, 표준화된 통신 프로토콜 및 포괄적인 데이터 관리 플랫폼에 투자하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이를 통해 원활한 통합과 데이터 상호 운용성을 보장하는 동시에 다양한 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 있는 확장 가능하고 응집력 있는 SHM 솔루션을 개발하기 위한 협업을 촉진합니다.

구조적 상태 모니터링 시장 동향

안전하고 오래 지속되는 인프라에 대한 중요한 요구로 인해 구조적 상태 모니터링에 대한 수요가 늘어나고 있습니다. 이 기술은 첨단 센서 네트워크를 통해 수집된 실시간 데이터를 통해 구조물의 상태를 지속적으로 모니터링합니다. SHM 센서 기술 분야는 다양한 유무선 옵션을 통해 지속적으로 발전하고 있습니다.

로드 셀, LVDT, 광섬유 센서, 스트레인 게이지를 포함한 이러한 센서는 구조 분석을 위한 정확한 데이터를 수집하는 데 중요한 역할을 합니다. 센서 개발 분야의 선두 기업들은 데이터 정확성을 높이고 전반적인 구조 평가를 개선하기 위해 새로운 기술을 적극적으로 탐색하고 있습니다. 이 분야에서 주목할만한 혁신 중 하나는 Toshiba Corporation이 개척한 AE(Acoustic Emission) 방식입니다.

이 방법은 교량에서 차량을 움직일 때 발생하는 진동을 활용하여 균열의 존재와 위치를 감지합니다. AE 센서는 이러한 탄성파를 감지하여 교량 구조의 내부 검사 도구 역할을 효과적으로 수행합니다. AE 방법은 빗방울이 도로 표면에 미치는 영향을 감지하는 데에도 효과적인 것으로 입증되었으며, 이는 다용도성을 입증합니다.

구조적 상태 모니터링 분야는 AI와 ML의 통합으로 인해 혁신적인 변화를 겪고 있습니다. 이러한 통합은 데이터 기반 통찰력의 생성을 촉진하고 인프라 관리를 크게 향상시킵니다. AI 알고리즘은 지속적인 센서 데이터를 분석하여 향후 문제를 나타낼 수 있는 미묘한 문제를 식별하고 사전 개입을 지원하며 비용이 많이 드는 오류를 방지함으로써 이상 탐지를 강화합니다.

기계 학습과거 및 실시간 데이터를 기반으로 훈련된 모델은 예측 유지 관리를 용이하게 하여 유지 관리 활동의 전략적 계획을 허용함으로써 자원 할당을 최적화하고 가동 중지 시간을 최소화합니다. 또한 AI와 ML은 인프라 관리자에게 방대한 SHM 데이터에서 얻은 귀중한 통찰력을 제공하여 수리, 업그레이드 및 전반적인 관리에 대한 전략적 결정을 안내합니다.

이러한 데이터 기반 접근 방식은 리소스 할당을 최적화하고, 위험 평가를 기반으로 수리 우선순위를 지정하며, 중요 인프라 자산의 수명을 연장합니다. AI와 ML의 통합은 구조적 상태 모니터링 시장의 성장을 촉진하여 유지 관리 강화, 의사 결정 개선, 비용 최적화를 제공하여 인프라 안전성, 수명 및 운영 효율성을 보장할 것으로 예상됩니다.

세분화 분석

글로벌 시장은 애플리케이션, 솔루션, 기술 및 지역을 기준으로 분류됩니다.

애플리케이션 별

응용 분야에 따라 SHM 시장은 교량 및 댐, 건물 및 경기장, 선박 및 플랫폼, 기체 및 풍력 터빈, 대형 기계 및 장비 등으로 분류됩니다. 교량 및 댐 부문은 2023년에 8억 5,580만 달러로 가장 높은 수익을 올렸습니다. 전 세계 교량 및 댐의 상당 부분이 수명이 거의 끝나가고 있습니다.

SHM은 사전 모니터링을 위한 비용 효율적인 솔루션을 제공하여 문제가 공공 안전과 경제적 복지에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 치명적인 오류로 확대되기 전에 문제를 조기에 감지할 수 있도록 합니다. 엄격한 규정에 따라 이러한 중요 구조물에 대한 정기 검사와 데이터 기반 유지 관리 계획이 요구되고 있습니다. SHM 시스템은 안전 규정 준수를 입증하는 실시간 데이터를 제공하여 규정 준수를 위한 강력한 플랫폼을 제공합니다.

SHM은 목표 유지 관리를 통해 주요 고장을 방지하고 중단을 최소화함으로써 교량 및 댐 소유자에게 상당한 비용 절감 효과를 제공합니다. 인프라 안전 및 규제 준수에 대한 강조가 증가함에 따라 교량 및 댐 부문은 향후 몇 년 동안 상당한 성장을 목격할 것으로 예상됩니다.

솔루션별

솔루션에 따라 시장은 하드웨어와 소프트웨어로 구분됩니다. 하드웨어 부문은 2023년 62.34%로 가장 큰 구조적 상태 모니터링 시장 점유율을 차지했습니다. 이러한 구성 요소는 데이터 수집 및 전송에 중요한 역할을 하며 전체 SHM 시스템의 효율성에 큰 영향을 미칩니다. 소형화 및 무선 기능을 포함한 센서 기술의 발전은 부문별 성장을 지원하는 핵심 요소로, 보다 쉬운 배포와 실시간 데이터 수집을 촉진합니다.

안정적인 통신 인프라는 중앙 모니터링 시스템으로의 원활한 데이터 전송을 보장하며, 센서 및 시스템 작동에는 일관된 전원 공급이 필수적입니다. 시장 참여자들은 하드웨어 솔루션의 비용 효율성을 향상시키고 센서 기술의 발전에 적응하기 위해 지속적으로 혁신하여 SHM의 범위를 더 광범위한 구조로 확장하고 있습니다. 실시간 모니터링과 비용 효과적인 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 하드웨어 부문은 견실한 성장을 경험할 것으로 예상됩니다.

기술별

기술에 따라 시장은 무선과 유선으로 구분됩니다. 무선 부문은 2031년까지 67.84%의 최대 구조적 상태 모니터링 시장 점유율을 차지할 예정입니다. 무선 센서, 통신 시스템 및 데이터 전송 프로토콜로 구성된 이 부문은 다양한 구조에 걸쳐 유연하고 쉬운 배포를 촉진합니다. 가속도계 및 스트레인 게이지와 같은 센서는 설치 복잡성을 최소화하면서 안정적인 데이터 수집 기능을 제공합니다.

통신 시스템은 다음과 같은 무선 프로토콜을 사용합니다.Wi-Fi, Bluetooth 및 셀룰러 네트워크를 통해 중앙 모니터링 시스템에 원활한 데이터 전송을 제공함으로써 운영 효율성을 높이고 유지 관리 비용을 절감합니다. 실시간 모니터링 솔루션에 대한 수요 증가와 인프라 관리에 IoT 기술이 널리 채택되면서 이 부문은 상당한 성장을 경험하고 있습니다.

시장 참가자들은 에너지 효율적인 센서 및 클라우드 기반 데이터 분석 플랫폼을 포함하여 SHM 요구 사항에 맞는 혁신적인 무선 솔루션을 개발하기 위해 R&D에 막대한 투자를 하고 있습니다. 인프라 소유자가 안전과 신뢰성을 우선시함에 따라 무선 SHM 솔루션에 대한 수요가 급증하여 시장 참여자에게 수익성 있는 기회를 창출할 것으로 예상됩니다.

구조적 상태 모니터링 시장 지역 분석

지역에 따라 글로벌 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, MEA 및 라틴 아메리카로 분류됩니다.

북미 구조적 상태 모니터링 시장 점유율은 2023년 글로벌 시장에서 약 33.78%를 차지했으며, 평가액은 7억 9,320만 달러입니다. 엄격한 안전 규정과 더불어 이 지역의 첨단 인프라는 교량, 건물, 댐, 터널 등 다양한 부문에서 SHM 기술에 대한 수요를 촉진합니다.

센서, 데이터 분석 및 IoT의 기술 발전은 SHM 시스템의 효율성과 효과를 향상시키는 데 중추적인 역할을 하여 지속적인 모니터링과 구조적 이상 징후의 조기 감지를 보장합니다. 인프라 탄력성과 안전성을 목표로 하는 정부 이니셔티브는 업계 관계자, 대학, 연구 기관 간의 협력을 촉진하여 지역 시장 성장을 더욱 강화합니다.

유럽은 예측 기간 동안 CAGR 20.50%의 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 이러한 주목할만한 확장은 에너지 기반 인프라에 대한 투자 급증과 기술 혁신에 대한 의지에 의해 추진되었습니다. 덴마크와 같은 국가는 에너지 믹스에 재생 에너지 보급을 위한 야심찬 목표를 설정하고 재생 에너지원으로의 전환을 주도하고 있습니다.

• 2028년까지 유럽 7개국의 가변 재생에너지 보급률이 50%를 넘어설 것으로 예상됩니다. 덴마크는 풍력 및 태양광 발전(PV) 에너지를 전력망에 90% 통합할 것으로 예상됩니다.

재생 가능 에너지로의 전환에는 인프라에 대한 강력한 모니터링 및 유지 관리가 필요하며, 이는 SHM 시스템에 대한 수요 증가로 이어집니다. 유럽 ​​전역에서 에너지 기반 인프라에 대한 투자가 계속 증가함에 따라 SHM 시스템에 대한 수요도 증가할 것으로 예상됩니다.

경쟁 환경

구조적 상태 모니터링(SHM) 시장 보고서는 업계의 세분화된 특성에 중점을 두고 귀중한 통찰력을 제공할 것입니다. 저명한 기업들은 제품 포트폴리오를 확장하고 다양한 지역에서 시장 점유율을 높이기 위해 파트너십, 인수 합병, 제품 혁신, 합작 투자와 같은 몇 가지 주요 비즈니스 전략에 집중하고 있습니다.

기업들은 서비스 확장, 연구 개발(R&D) 투자, 새로운 서비스 제공 센터 설립, 서비스 제공 프로세스 최적화 등 시장 성장을 위한 새로운 기회를 창출할 수 있는 영향력 있는 전략적 이니셔티브를 구현하고 있습니다.

구조적 상태 모니터링 시장의 주요 회사 목록

• 노바 메트릭스 LLC
• 캠벨 사이언티픽, Inc.
• 코위
• 지오콤프 주식회사
• 아셀런트 테크놀로지스, Inc.
• 식스센스
• 퓨어 테크놀로지스(Xylem, Inc.)
• 디지텍스
• SGS SA
• 운동학

주요 산업 발전

• 2023년 6월(승인):삼성중공업은 ABS SMART Tier 2 표준에 따라 선체 응력 모니터링 시스템(HSMS)에 대해 ABS로부터 원칙적 승인(AIP)을 받음으로써 중요한 이정표를 달성했습니다. 이러한 성과는 스마트 선박 기술을 통해 선체 안전성 향상에 초점을 맞춘 ABS와의 공동 개발 노력에 따른 것입니다. AIP는 설계의 타당성과 ABS SMART Tier 2 기준 준수 여부를 검증합니다. 여기에는 선박별 하중 및 작동 모니터링, 구조 조건에 대한 정기적인 업데이트 제공, 물리학 기반 분석을 사용하여 구조 상태를 종합적으로 평가 및 예측하는 작업이 포함됩니다.

전 세계 구조 상태 모니터링 시장은 다음과 같이 분류됩니다.

애플리케이션 별

• 교량과 댐
• 건물 및 경기장
• 선박 및 플랫폼
• 기체 및 풍력 터빈
• 대형 기계 및 장비
• 기타

솔루션별

• 하드웨어
• 소프트웨어

기술별

• 무선 전화
• 열광한

지역별

• 북아메리카
  • 우리를.
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 프랑스
  • 영국
  • 스페인
  • 독일
  • 이탈리아
  • 러시아 제국
  • 유럽의 나머지 지역
• 아시아태평양
  • 중국
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• 라틴 아메리카
  • 브라질
  • 아르헨티나
  • 라틴 아메리카의 나머지 지역