结构健康监测 (SHM) 市场规模、份额、增长和行业分析，按应用（桥梁和水坝、建筑物和体育场、船舶和平台、机身和风力涡轮机等）、按解决方案（硬件和软件）、按技术（无线和有线）和区域分析， 2024-2031

结构健康监测市场规模

2023年，全球结构健康监测（SHM）市场规模为23.48亿美元，预计将从2024年的26.823亿美元增长到2031年的78.865亿美元，预测期内复合年增长率为16.66%。在工作范围内，该报告包括 Nova Metrix LLC、Campbell Scientific, Inc.、COWI、Geocomp Corporation、Acellent Technologies, Inc.、Sixense、Pure Technologies (Xylem, Inc.)、Digitex、SGS 等公司提供的解决方案SA、运动学等。

确保基础设施安全和寿命的迫切需求推动了市场的增长。结构健康监测 (SHM) 利用先进的传感器和数据分析来实时检测和评估结构完整性，预防潜在故障并优化维护计划，从而降低风险并提高运营效率。

结构健康监测市场正在经历强劲增长，很大程度上归因于对基础设施安全、寿命和运营效率的需求不断增长。随着全球城市化进程的加快，对基础设施的大量投资正在推动对先进健康管理系统的需求。大量资本流入基础设施发展凸显了全球对加强基础设施的重视。

SHM 系统利用人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 等技术，提供监控结构健康、检测异常和实现预测性维护的关键功能。这可以最大限度地减少停机时间并优化资源分配。这些技术的集成提供了数据驱动的见解，并支持主动维护策略，这对于延长关键资产的使用寿命至关重要。

随着技术进步和基础设施投资增加推动广泛采用，确保城市环境的安全和可持续性，市场有望出现显着增长。结构健康监测是一个工程领域，涉及对建筑物、桥梁、大坝和管道等结构的状况和性能进行连续或定期监测。

SHM 采用各种传感器、数据采集系统和分析技术来实时或长时间评估结构的完整性和健康状况。SHM 的主要目标是检测和评估可能损害安全性、可靠性或功能的结构特性的任何变化、损坏或恶化。

通过监控结构行为和性能，SHM 能够及早发现缺陷或异常，从而及时进行维护或维修，以防止灾难性故障并延长基础设施资产的使用寿命。SHM 在确保土木、机械和航空航天结构的安全性、弹性和寿命方面发挥着至关重要的作用，为建筑环境的整体可持续性做出了重大贡献。

分析师评论

结构健康监测的进步代表了基础设施管理的重要演变。 SHM 集成了先进的传感器技术和复杂的数据分析，可以持续监控桥梁、建筑物和水坝等结构的状况。这种主动方法通过及早发现潜在问题来增强安全性，优化维护工作，并延长关键资产的使用寿命。 SHM系统的实施使利益相关者能够做出数据驱动的决策，从而提高运营效率并减少由于意外故障而导致的停机时间。

• 例如，2022 年 10 月，住友重工船舶工程 (SHI-ME) 与 Light Structures AS 合作，为 Samos Steamship 建造的一系列原油油轮中的第三艘船选择了 SENSFIBTM 结构健康监测系统。

此次合作凸显了 SHI-ME 致力于整合先进技术以提高船舶安全性和性能的承诺。通过实施 SENSFIBTM 系统，船长和导航员可以访问实时数据，预测并解决操作过程中的鞭打、砰击和剪切等动态力。此外，预测建模和人工智能的持续发展增强了 SHM 的能力，提供更精确的评估和预测性维护策略。

结构健康监测市场增长因素

快速城市化和基础设施投资的增加为采用结构健康监测系统提供了重要机会。

• 世界银行报告显示，私人参与基础设施（PPI）投资达967亿美元，涉及409个项目，五年平均投资额为1035亿美元。值得注意的是，发展中国家约 19% 的项目赞助来自中国实体，突显了基础设施发展的大幅增长。

投资和城市化的激增预计将增加对健康管理系统的需求，因为这些技术在确保新建和现有基础设施的安全、寿命和运营效率方面发挥着至关重要的作用。 SHM 系统提供的增强监测能力对于管理日益复杂和规模的城市基础设施可能至关重要，从而为结构健康监测市场提供重大增长机会。

然而，市场上的一个重大挑战是集成不同的传感器技术和数据管理系统。这种复杂性源于传感器之间的通信协议、数据格式和功率要求的变化。管理大量实时数据增加了挑战，凸显了对强大的存储、处理和分析解决方案的需求。

确保不同传感器类型和监控应用程序之间的兼容性和可扩展性需要标准化的方法和可互操作系统。未能解决这些集成挑战会导致 SHM 系统支离破碎、数据准确性受损并增加实施成本。

为了克服这一障碍，行业利益相关者致力于投资可互操作的传感器技术、标准化通信协议和全面的数据管理平台，从而促进协作，开发可扩展且有凝聚力的 SHM 解决方案，能够满足不同的应用需求，同时确保无缝集成和数据互操作性。

结构健康监测市场趋势

对安全和持久基础设施的迫切需求正在推动对结构健康监测的需求。该技术通过先进传感器网络收集的实时数据持续监控结构的健康状况。 SHM 传感器技术领域不断发展，提供各种有线和无线选项。

这些传感器（包括称重传感器、LVDT、光纤传感器和应变仪）在收集用于结构分析的准确数据方面发挥着至关重要的作用。传感器开发领域的领先公司正在积极探索新技术，以提高数据准确性并改善整体结构评估。 该领域的一项值得注意的创新是东芝公司首创的声发射 (AE) 方法。

该方法利用桥梁上移动车辆产生的振动来检测裂缝的存在和位置。 AE 传感器检测这些弹性波，有效地充当桥梁结构的内部检查工具。 AE 方法在检测雨滴撞击路面的影响方面也被证明是有效的，这证明了它的多功能性。

由于人工智能和机器学习的集成，结构健康监测领域正在经历一场变革。这种集成正在推动数据驱动洞察的生成，并显着增强基础设施的管理。人工智能算法通过分析连续传感器数据来识别可能预示未来问题的细微问题，从而增强异常检测能力，从而实现主动干预并防止代价高昂的故障。

机器学习基于历史和实时数据训练的模型有助于预测性维护，从而通过对维护活动进行战略规划来优化资源分配并最大限度地减少停机时间。此外，人工智能和机器学习为基础设施管理者提供了来自大量 SHM 数据的宝贵见解，从而指导有关维修、升级和整体管理的战略决策。

这种数据驱动的方法可以优化资源分配，根据风险评估确定修复的优先级，并延长关键基础设施资产的使用寿命。人工智能和机器学习的集成预计将促进结构健康监测市场的增长，提供增强的维护、改进的决策和成本优化，从而确保基础设施的安全、寿命和运营效率。

细分分析

全球市场根据应用、解决方案、技术和地理位置进行细分。

按申请

根据应用，安全健康管理市场分为桥梁和水坝、建筑和体育场馆、船舶和平台、机身和风力涡轮机、大型机器和设备等。桥梁和水坝部门在 2023 年获得了最高收入，达到 8.558 亿美元。世界上很大一部分桥梁和水坝已接近其使用寿命。

SHM 为主动监控提供了一种经济高效的解决方案，能够在问题升级为可能对公共安全和经济福祉产生不利影响的灾难性故障之前及早发现问题。严格的法规正在推动对这些关键结构进行定期检查和数据驱动的维护计划。 SHM 系统提供了一个强大的合规平台，提供实时数据来证明遵守安全法规。

通过有针对性的维护来预防重大故障并最大程度地减少中断，SHM 为桥梁和大坝业主节省了大量成本。随着人们对基础设施安全和监管合规性的日益重视，桥梁和水坝领域预计在未来几年将出现显着增长。

按解决方案

根据解决方案，市场分为硬件和软件。 2023年，硬件部分占据了最大的结构健康监测市场份额，达到62.34%。这些组件在数据采集和传输方面发挥着至关重要的作用，显着影响整个SHM系统的有效性。传感器技术的进步，包括小型化和无线功能，是支持细分市场增长、促进更轻松的部署和实时数据收集的关键因素。

可靠的通信基础设施可确保将数据无缝传输到中央监控系统，而稳定的电源对于传感器和系统的运行至关重要。市场参与者不断创新，以提高硬件解决方案的成本效益并适应传感器技术的进步，从而将 SHM 的覆盖范围扩展到更广泛的结构。随着对实时监控和经济高效的解决方案的需求不断增长，硬件领域预计将经历强劲增长。

按技术

根据技术，市场分为无线和有线。到 2031 年，无线细分市场将占据最大的结构健康监测市场份额，达到 67.84%。该细分市场由无线传感器、通信系统和数据传输协议组成，有助于在各种结构中灵活、轻松地部署。这些传感器（例如加速度计和应变计）提供可靠的数据收集功能，同时最大限度地降低安装复杂性。

通信系统利用无线协议，例如无线上网、蓝牙和蜂窝网络，用于将数据无缝传输到中央监控系统，从而提高运营效率并降低维护成本。由于对实时监控解决方案的需求不断增长以及物联网技术在基础设施管理中的广泛采用，该领域经历了显着增长。

市场参与者正在大力投资研发，以开发适合 SHM 要求的创新无线解决方案，包括节能传感器和基于云的数据分析平台。随着基础设施所有者优先考虑安全性和可靠性，对无线 SHM 解决方案的需求预计将激增，为市场参与者创造利润丰厚的机会。

结构健康监测市场区域分析

按地区划分，全球市场分为北美、欧洲、亚太地区、MEA 和拉丁美洲。

2023年，北美结构健康监测市场份额占全球市场的33.78%左右，估值为7.932亿美元。该地区先进的基础设施加上严格的安全法规，推动了桥梁、建筑、水坝和隧道等各个领域对健康管理技术的需求。

传感器、数据分析和物联网方面的技术进步在提高健康监测系统的效率和有效性、确保结构异常的持续监测和早期检测方面发挥着关键作用。旨在促进基础设施弹性和安全的政府举措通过促进行业参与者、大学和研究机构之间的合作，进一步促进区域市场的增长。

预计欧洲在预测期内将以 20.50% 的复合年增长率大幅增长。 这一显着的扩张是由能源基础设施投资激增和对技术创新的承诺推动的。丹麦等国家正在带头向可再生能源转型，并为可再生能源在能源结构中的渗透制定了雄心勃勃的目标。

• 预测表明，到 2028 年，七个欧洲国家的可变可再生能源渗透率可能会超过 50%。 丹麦预计将引领 90% 的风能和太阳能光伏 (PV) 能源并入其电网。

这种向可再生能源的转变需要对基础设施进行强有力的监控和维护，从而导致对健康管理系统的需求增加。随着整个欧洲对能源基础设施的投资持续增加，对健康管理系统的需求预计将会增长。

竞争格局

结构健康监测（SHM）市场报告将提供有价值的见解，重点关注该行业的分散性。知名企业正专注于合作伙伴关系、并购、产品创新和合资企业等几个关键业务战略，以扩大其产品组合并增加在不同地区的市场份额。

公司正在实施有影响力的战略举措，例如扩大服务、投资研发 (R&D)、建立新的服务交付中心以及优化服务交付流程，这可能会为市场增长创造新的机会。

结构健康监测市场重点企业名单

• 诺瓦梅特里克斯有限责任公司
• 坎贝尔科学公司
• 科威
• 吉欧康普公司
• Acellent 技术公司
• 西克斯森
• Pure Technologies（赛莱默公司）
• 数码科技
• 通标公司
• 运动学

重点产业发展

• 2023 年 6 月（批准）：三星重工有限公司的船体应力监测系统 (HSMS) 根据 ABS SMART Tier 2 标准获得 ABS 的原则批准 (AIP)，实现了一个重要的里程碑。这一成就是与 ABS 合作开发的成果，重点是通过智能船舶技术提高船体安全性。 AIP 验证了设计的可行性及其是否符合 ABS SMART Tier 2 标准，其中包括监测船舶特定负载和操作、定期更新结构状况，以及采用基于物理的分析来全面评估和预测结构健康状况。

全球结构健康监测市场细分为：

按申请

• 桥梁和水坝
• 建筑物和体育场馆
• 船舶和平台
• 机身和风力涡轮机
• 大型机器和设备
• 其他的

按解决方案

• 硬件
• 软件

按技术

• 无线的
• 有线

按地区

• 北美
  • 我们。
  • 加拿大
  • 墨西哥
• 欧洲
  • 法国
  • 英国。
  • 西班牙
  • 德国
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  • 俄罗斯
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  • 亚太其他地区
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  • 中东和非洲其他地区
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  • 阿根廷
  • 拉丁美洲其他地区