Marktbericht für Schwingungssensoren: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Typ (Beschleunigungsmesser, Geschwindigkeitssensoren, Wegsensoren, Näherungssensoren), Technologie (piezoresistiv, Dehnungsmessstreifen, variable Kapazität, Handsonde, optisch, triaxial, Sonstige), Material (dotiertes Silizium, piezoelektrische Keramik, Quarz), Überwachungsverfahren (Online-Schwingungsüberwachung, tragbare Schwingungsüberwachung), Geräte (eingebettete Systeme, Schwingungsanalysatoren, Schwingungsmessgeräte), Netzwerktechnologie (kabelgebunden, Ethernet, WLAN, RFID, Sonstige) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika). Prognosen für 2025–2033.

Marktwachstumsfaktoren

Laufender Übergang von der präventiven zur vorausschauenden Instandhaltung

Vorausschauende Instandhaltung dürfte in der globalen Fertigungsindustrie aufgrund ihrer vielfältigen Vorteile rasch an Bedeutung gewinnen. Zu diesen Vorteilen zählen die Vermeidung oder Reduzierung ungeplanter Maschinenstillstände, eine gesteigerte Produktionskapazität, geringere Instandhaltungskosten und eine längere Lebensdauer der Anlagen. Vorausschauende Instandhaltungssysteme werden bereits in großem Umfang in kapitalintensiven Branchen wie der Öl-, Gas- und Automobilindustrie eingesetzt.

Zahlreiche Techniken und Werkzeuge für die vorausschauende Instandhaltung stehen zur Verfügung, um den Zustand von Anlagen und Maschinen effektiv zu überwachen und Verschleißerscheinungen sowie andere Ausfälle frühzeitig zu erkennen. Dieser Wandel von der präventiven zur vorausschauenden Instandhaltung wird voraussichtlich maßgeblich zum Wachstum des Marktes für Schwingungssensoren beitragen. Vorausschauende Instandhaltung ermöglicht präventive Korrekturmaßnahmen, die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften und eine längere Lebensdauer der Anlagen. Weltweit konzentrieren sich verschiedene Unternehmen auf die Implementierung einer Strategie der vorausschauenden Instandhaltung, um die Ursachen und Mechanismen von Anlagenausfällen zu verstehen und Warnsignale potenzieller Verluste frühzeitig zu erkennen. Die genannten Faktoren werden voraussichtlich zum Wachstum des Marktes für Schwingungssensoren im Prognosezeitraum beitragen.

Zunehmende Verbreitung des industriellen Internets der Dinge (IIoT)

Mit dem Fortschreiten von Industrie 4.0 verändert die Automatisierungstechnologie die Geschäftsmethoden weltweit. Darüber hinaus führt die vierte industrielle Revolution zur Automatisierung vonSchwingungsüberwachungSensoren. Dies treibt folglich das Wachstum des globalen Marktes für Vibrationssensoren an. Eine Reihe von Faktoren, wie beispielsweise die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten in der Keramik-, Automobil-, Luftfahrt- und Fertigungsindustrie, beeinflussen dieses Wachstum. Das industrielle Internet der Dinge (IIoT) wird voraussichtlich eine entscheidende Rolle bei der weltweiten Verbreitung innovativer Vibrationssensoren spielen.

Darüber hinaus wird der globale Marktanteil von Vibrationssensoren durch die Entwicklung des Internets der Dinge (IoT) in zahlreichen Branchen angetrieben. Mithilfe des IoT können Unternehmen weltweit die von ihren Maschinen generierten Daten analysieren und Unregelmäßigkeiten durch die Auswertung von Datenmustern erkennen. Für diese Musteranalyse benötigen sie jedoch präzise Vibrationssensoren, die die während des Maschinenbetriebs entstehenden Vibrationen erfassen. Daher wird erwartet, dass die Implementierung des IoT in zahlreichen Branchen das Wachstum des Vibrationssensormarktes im Prognosezeitraum deutlich beschleunigen wird.

Die steigenden Investitionen in IIoT-Plattformen dürften dem Markt für Vibrationssensoren im Prognosezeitraum Wachstumschancen eröffnen. IIoT-basierte Technologien, wie beispielsweise präventive Software, sind stark auf Vibrationssensoren angewiesen, um rechtzeitig Wartungsbedarf zu erkennen und Maschinenausfälle zu vermeiden. Diese Sensoren reduzieren Ausfallzeiten und machen routinemäßige Geräteprüfungen überflüssig. Vibrationssensoren sind zudem unerlässlich für die Kontrolle und Überwachung von Stößen und Vibrationen im Betrieb. Dies trägt maßgeblich zur steigenden Nachfrage nach Vibrationssensoren in verschiedenen Endverbraucherbranchen bei.

Marktbeschränkung

Probleme im Zusammenhang mit dem Betrieb bei hohen Temperaturen

Der Bedarf an Schwingungsmessungen in Hochtemperaturumgebungen ist sprunghaft angestiegen. Diese extremen Umgebungen finden sich in der Luft- und Raumfahrt, der Industrie und der Automobilindustrie. In solchen Umgebungen müssen zahlreiche Aspekte der Sensoren berücksichtigt werden, wie z. B. Gehäuse- und Steckerkonstruktion, Sensormaterial, Signalaufbereitung und Verkabelung.

Laut The Modal Shop, Inc. ermöglichen rund 80 % aller Schwingungsmessungen bei Umgebungstemperaturen unter 121 °C (250 °F) den Standardbetrieb mit integrierter Mikroelektronik, um die Signal- und Stromversorgung zu vereinfachen. Diese Schwingungssensoren bzw. ICP-Beschleunigungsmesser verfügen über einen mikroelektronischen JFET- oder MOSFET-Verstärker, der die hochohmigen Ladungsänderungen am Messkristall effektiv verarbeitet. Sie bieten eine geeignete niederohmige Spannung am Signalanschluss des Sensors zur Anbindung an ein Oszilloskop, einen Rekorder oder einen digitalen Signalanalysator.

Signal und Strom werden mithilfe eines einfachen Konstantstrom-Signalaufbereiters über dieselbe Leitung zurückgeführt und übertragen. Steigende Temperaturen, beispielsweise durch die Verbrennung eines Motors oder die Reibung mechanischer Prozesse, können jedoch für industrielle Prozesse problematisch werden.

Ohne geeignete Bauteile und Konstruktion führen erhöhte Temperaturen zu Kurzschlüssen in der internen Mikroelektronik. Aufgrund der höheren Temperatur sinkt die Vorspannung der Mikroelektronik, und der Leckstrom über das Gate des Verstärkers steigt. Diese Faktoren stellen Probleme im Zusammenhang mit dem Betrieb bei hohen Temperaturen dar. Es wird erwartet, dass dies das Wachstum des Marktes für Vibrationssensoren im Prognosezeitraum beeinträchtigen wird.

Marktchance

Entwicklung fortschrittlicher Sensortechnologien

Es wird erwartet, dass sich die Sensortechnologie im Prognosezeitraum rasant weiterentwickeln wird. Zu den fortschrittlichen Sensoren zählen beispielsweise MEMS-Sensoren (Mikroelektromechanische Systeme), drahtlose Sensoren und …faseroptische SensorenDie Nachfrage nach diesen Sensoren wächst weltweit kontinuierlich. Sie sind zudem widerstandsfähig gegenüber extremen Klimabedingungen und werden daher vorwiegend in Überwachungsanwendungen eingesetzt. Zahlreiche Sensoren sind in drahtlosen Sensornetzwerken verbunden, um präzise Ergebnisse zu liefern. Diese fortschrittlichen Sensortechnologien bieten somit ein erhebliches Wachstumspotenzial für den Markt für Vibrationssensoren.

Die rasante Entwicklung in der Mikroelektronik, Sensorik, prädiktiven Technologien und adaptiven Signalverarbeitung hat den grundlegenden Ansatz zur Bewältigung von Reparatur- und Wartungsproblemen in zahlreichen Endverbraucherbranchen maßgeblich geprägt. Angetrieben durch den Bedarf an erhöhter Zuverlässigkeit, Sicherheit, Plattformverfügbarkeit und verbesserter Leistung bei gleichzeitig reduzierten Kosten, sind Sensortechnologien wie piezoelektrische Materialien, Formgedächtnislegierungen und magnetostriktive Sensoren unerlässlich.elektrostriktive MaterialienOptische Fasern, tribolumineszente Materialien, vergleichende Vakuumüberwachung, Kohlenstoffnanoröhren sowie mikro- und nanoelektromechanische Systeme werden voraussichtlich eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung von Systemen für Diagnose, Prognose und Gesundheitsmanagement (DPHM) spielen.

Die meisten Fabriken, Werke und anderen Anlagen verfügen über Maschinen, die seit Jahren installiert und in Betrieb sind. Um Ausfallzeiten zu minimieren und einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, müssen diese Anlagen den einwandfreien Zustand ihrer langjährigen Maschinen erhalten. Darüber hinaus kann die Einhaltung der Wartungspläne und -routen für eine wachsende Anzahl älterer Maschinen zeitaufwändig und schwierig sein. Dies dürfte im Prognosezeitraum Wachstumschancen für Hersteller von Schwingungssensoren eröffnen.

Typenanalyse

Der globale Markt für Vibrationssensoren ist nach Sensortyp in Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und Wegsensoren unterteilt. Das Segment der Beschleunigungssensoren dominiert den Markt und wird bis 2030 voraussichtlich ein Volumen von 3,8 Milliarden US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,5 % im Prognosezeitraum entspricht. Das Segment der Wegsensoren dürfte sich im Prognosezeitraum als das am schnellsten wachsende Segment erweisen. Der zunehmende Einsatz von Wegsensoren in Aufzügen zur synchronen Türöffnung dürfte das Wachstum dieses Segments antreiben.

Ein Beschleunigungsmesser ist ein kostengünstiger und vielseitiger Sensor zur Vibrationsmessung. Er findet Anwendung in verschiedenen Branchen wie dem Gesundheitswesen, dem Bauwesen, dem Transportwesen und der Unterhaltungselektronik. Unternehmen wie Polar und Nike bieten Sportuhren für Läufer mit integrierten Beschleunigungsmessern an, um die zurückgelegte Strecke und Geschwindigkeit zu ermitteln. Auch staatliche Stellen verschiedener Länder fördern Beschleunigungsmesser, was maßgeblich zum Wachstum dieses Marktsegments beiträgt.

Die belgische Regierung kündigte beispielsweise Schrittzähler mit Beschleunigungsmessern an, um die Bevölkerung zu ermutigen, täglich tausend Schritte zu gehen. Es wird erwartet, dass die zunehmende Verwendung von Beschleunigungsmessern in der Unterhaltungselektronik zur Erfassung der Ausrichtung von Geräten wie Tablets und Smartphones das Wachstum dieses Segments weiter ankurbeln wird.

Im Prognosezeitraum wird für den Markt für Wegsensoren das schnellste jährliche Wachstum erwartet. In allen Branchen, in denen Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Kosteneffizienz entscheidend sind, besteht eine hohe Nachfrage nach Wegsensoren. Ein Hauptgrund für das Marktwachstum ist der zunehmende Einsatz von Wegsensoren zur Fehlererkennung in gestapelten Leiterplatten und zur Platzierung elektronischer Bauteile auf diesen. Zusätzlich trägt der Einsatz von Wegsensoren in Aufzügen zum Marktwachstum bei, indem die Öffnung der Aufzugstüren an die jeweilige Stockwerkshöhe angepasst wird.

Technologieanalyse

Technologisch lässt sich der globale Markt in piezoresistive, Dehnungsmessstreifen-, variable Kapazitäts-, Handsonden-, optische, triaxiale und sonstige Technologien unterteilen. Die piezoresistive Technologie dominiert die anderen Technologien und wird voraussichtlich bis 2030 ein Volumen von 2.325 Millionen US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,8 % im Prognosezeitraum entspricht. Das Segment der triaxialen Sensoren dürfte sich als das am schnellsten wachsende Segment erweisen.

Piezoresistive Vibrationssensoren werden in der Fahrzeugsicherheitsprüfung, bei Messungen höherer Bestände und in Waffentests eingesetzt. In der Fahrzeugsicherheitsprüfung kommen piezoresistive Beschleunigungsmesser in Schlittentests, Dummytests und Sicherheitstests mit Fahrzeugen zum Einsatz. Laut Angaben des Europäischen Automobilherstellerverbands (AEMA) werden in Europa jährlich 18,5 Millionen Pkw, Lkw und Transporter produziert, was die aktuelle Nachfrage nach piezoresistiven Vibrationssensoren antreibt.

Im Prognosezeitraum wird für das Segment der triaxialen Sensoren das stärkste Wachstum erwartet. Die Nachfrage nach triaxialen Sensoren dürfte branchenübergreifend steigen, da sie eine schnelle und präzise Phasenanalyse ermöglichen. Auch die Diagnose von Zahnradverzahnungsfehlern in Fahrzeuggetrieben gewinnt zunehmend an Bedeutung, was die Entwicklung dieses Marktes begünstigt. Darüber hinaus konzentrieren sich Hersteller wie HILLCREST LABS und Micro-Epsilon auf die Entwicklung von 9-Achsen-IMUs, die den Markt für triaxiale Sensoren voraussichtlich weiter ankurbeln werden.

Materialanalyse

Der globale Markt für Vibrationssensoren ist nach Material in dotiertes Silizium, piezoelektrische Keramik und Quarz unterteilt. Das Quarzsegment wird bis 2030 voraussichtlich ein Volumen von 4,1 Milliarden US-Dollar erreichen und im Prognosezeitraum eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 6,5 % verzeichnen. Das Segment der piezoelektrischen Keramik dürfte sich im Prognosezeitraum als das am schnellsten wachsende Segment erweisen. Die steigende Nachfrage nach piezoelektrischen Quarzsensoren inWiegesysteme in Bewegungist heutzutage ein wichtiger Wachstumstreiber in diesem Segment. In dynamischen Wiegesystemen bieten Quarz-Piezo-Sensoren Vorteile wie einen großen Messbereich, Langlebigkeit und Robustheit.

Im Prognosezeitraum wird für das Segment der piezoelektrischen Keramiken ein deutliches Wachstum erwartet. Dieses Wachstum dürfte durch den zunehmenden Einsatz piezoelektrischer Keramiken in Branchen wie der Automobilindustrie und der Energiegewinnung getrieben werden. Auch in dynamischen Radwuchtgeräten, bei denen für jede Unwucht am Rad ein Signal im Sensor erzeugt wird, kommen sie zum Einsatz. Darüber hinaus haben piezoelektrische Keramik-basierte Vibrationssensoren in elektronischen Musikinstrumenten in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen und so das Wachstum des Segments weiter beflügelt. Da piezoelektrische Keramik-basierte Beschleunigungsmesser zudem empfindlicher als Quarz-Beschleunigungsmesser sind, können sie kompakter gebaut werden, was zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung führt.

Endbenutzeranalyse

Der globale Markt für Vibrationssensoren ist nach Endnutzergruppen in die Bereiche Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt/Verteidigung, Öl und Gas sowie Sonstige unterteilt. Das Automobilsegment führte den Markt im Jahr 2021 an und wird Prognosen zufolge bis 2030 ein Volumen von 2.475 Millionen US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,2 % im Prognosezeitraum entspricht. Das Segment Luft- und Raumfahrt/Verteidigung dürfte im Prognosezeitraum das schnellste Wachstum verzeichnen.

Vibrationssensoren gewinnen für Ingenieure zunehmend an Bedeutung, da sie es ihnen ermöglichen, die Auswirkungen von straßenbedingten Vibrationen, die Lebensdauer von Motorkomponenten und Stößen auf die Fahrzeugleistung während der Entwicklung zu charakterisieren. Darüber hinaus eröffnet die Nutzung von Fahrzeugtelematikdaten durch Kfz-Versicherungen zur Überwachung des Fahrverhaltens Wachstumschancen in diesem Segment. Der vermehrte Einsatz von Vibrationssensoren in Anwendungen wie Airbags und Motorvibrationsüberwachungseinheiten treibt das Wachstum des Automobilsektors an. Auch der zuverlässige und effiziente Betrieb von Pipelines und Anlagen erhöht die Nachfrage nach Vibrationssensoren in der Öl- und Gasindustrie.

Im Prognosezeitraum wird für den Bereich Luft- und Raumfahrt/Verteidigung das schnellste durchschnittliche jährliche Wachstum (CAGR) erwartet. Beschleunigungsmesser in der Luft- und Raumfahrt werden für verschiedene Zwecke eingesetzt, darunter Trägheitsnavigation, industrielle Messtechnik sowie Führung und Steuerung. Da mechanische Ausfälle maßgeblich zu den steigenden Wartungskosten in der Luft- und Raumfahrtindustrie beitragen, werden auch Schwingungssensoren zur Überwachung von Turbinenausfällen verwendet. Um mechanische Störungen zu vermeiden und Wartungskosten zu senken, implementieren Unternehmen im Luft- und Raumfahrtsektor zunehmend Systeme für Prognose und Zustandsüberwachung (PHM). Die Entwicklung von PHM-Systemen wird das Marktwachstum direkt beeinflussen, da Schwingungen das typischste Merkmal für die Zustandsüberwachung in der Luft- und Raumfahrttechnik darstellen.

Regionalanalyse

Der globale Markt für Vibrationssensoren ist regional in Nordamerika, Lateinamerika, Asien-Pazifik, Europa sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt. Nordamerika ist der größte Markt für Vibrationssensoren. Es wird erwartet, dass er bis 2030 ein Volumen von 3.199 Millionen US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,45 % im Prognosezeitraum entspricht. Asien-Pazifik dürfte die am schnellsten wachsende Region sein und bis 2030 ein Volumen von 2.730 Millionen US-Dollar mit einer CAGR von 7,5 % erreichen.

Die Präsenz bedeutender Anbieter von Vibrationssensoren wie IFM Efector, Inc. und Keller America, Inc. in Nordamerika treibt das Marktwachstum in der Region an. Darüber hinaus führt die steigende Nachfrage nach Elektroautos in Nordamerika zu einem erhöhten Bedarf an Vibrationssensoren zur Überwachung der mechanischen Schwingungen der Fahrzeuge. Auch die zunehmende Nutzung von Vibrationssensorsystemen im Luft- und Raumfahrtsektor sowie im Verteidigungsbereich der Region wirkt sich positiv auf das regionale Marktwachstum aus.

Markttrends im asiatisch-pazifischen Raum

Der asiatisch-pazifische Raum gilt als die am schnellsten wachsende Region. Fortschrittliche Vibrationssensoren werden immer wichtiger, da die Automatisierung in vielen regionalen Sektoren voranschreitet. Niedrige Arbeitskosten veranlassen multinationale Konzerne zudem, ihre Produktionsstätten in Ländern wie Südkorea, China und Indien auszubauen. Dies dürfte die Produktnachfrage im verarbeitenden Gewerbe der Region ankurbeln. Darüber hinaus gelten Länder wie China und Japan als Produktions- und Montagezentren für Unternehmen, die Unterhaltungselektronik herstellen, beispielsweise Samsung und Sony. Vibrationssensoren werden in der Unterhaltungselektronik unter anderem zur Fallerkennung und Lagebestimmung eingesetzt.