Markt für Vibrationssensoren Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Der weltweite Markt für Vibrationssensoren wurde im Jahr 2023 auf 6.034,1 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2032 einen Wert von 10.635,5 Milliarden US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,5 % während des Prognosezeitraums (2024–2032) entspricht.

Ein Vibrationssensor wandelt Vibrationen in einen elektrischen Ausgang um, der direkt proportional zur erfassten Vibration ist. Diese Sensoren werden in rotierenden Maschinen installiert, um die Vibrationspegel zu überwachen. Die Überwachung und Analyse von Vibrationen ist für die Qualitätssicherung von entscheidender Bedeutung. Ein typischer Vibrationssensor erfasst Vibrationspegel anhand von drei Parametern, nämlich Beschleunigung, Verschiebung und Geschwindigkeit. Die Auswahl der Vibrationssensoren hängt von der Häufigkeit und Intensität dieser drei Parameter in Bezug auf das Gerät ab.

Vibrationssensoren werden zunehmend zur Überwachung des Zustands hochwertiger Schwermaschinen wie Industriepumpen, Windmühlen, HLK-Systemen und Kompressoren eingesetzt. Ebenso besteht eine Nachfrage nach Vibrationssensoren für kleinere Systeme wie Förderbänder, Werkzeugmaschinen und Maschinenspindeln, die eine vorausschauende Wartung erfordern. Verschiedene Anbieter von Vibrationssensoren bemühen sich, Vibrationssensoren für die vorausschauende Wartung bereitzustellen. So kündigte beispielsweise Vocal Zoom, ein Anbieter von Vibrationssensoren, im März 2019 die Einführung von Sensoren für die vorausschauende Wartung für das IIoT an. Die Sensoren lieferten Messungen der Vibrationen der Maschinen, um mechanische Ausfälle zu verhindern und vorherzusagen.

Marktdynamik

Markttreiber für Vibrationssensoren

• Kontinuierlicher Übergang von der vorbeugenden zur vorausschauenden Wartung

Aufgrund verschiedener Vorteile wird die vorausschauende Wartung in der globalen Fertigungsindustrie voraussichtlich schnell an Popularität gewinnen. Einige Vorteile sind die Vermeidung oder Reduzierung ungeplanter Maschinenausfälle, eine höhere Produktionskapazität, geringere Wartungskosten und eine längere Lebensdauer der Geräte. Die Tools zur vorausschauenden Wartung werden in kapitalintensiven Branchen wie der Öl- und Gasindustrie sowie der Automobilindustrie in großem Maßstab implementiert.

Es stehen zahlreiche Techniken und Werkzeuge für die vorausschauende Wartung zur Verfügung, um den Zustand von Geräten und Maschinen effektiv zu überwachen und Anzeichen von Verschleiß und anderen Ausfällen zu erkennen. Dieser Wechsel von der vorbeugenden zur vorausschauenden Wartung dürfte erheblich zum Wachstum des Marktes für Vibrationssensoren beitragen. Die vorausschauende Wartung ermöglicht präventive Korrekturmaßnahmen, die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften und eine längere Lebensdauer der Anlagen. Verschiedene Unternehmen weltweit konzentrieren sich auf die Einführung einer Strategie für die vorausschauende Wartung, um zu verstehen, warum und wie Anlagenausfälle auftreten, und um die Warnsignale potenzieller Verluste zu erkennen.

Die oben genannten Faktoren werden voraussichtlich im Prognosezeitraum zum Wachstum des Vibrationssensormarktes beitragen.

• Steigende Akzeptanz des industriellen Internets der Dinge (IIoT)

Mit der Weiterentwicklung von Industrie 4.0 definiert die Automatisierungstechnologie Geschäftsmethoden auf der ganzen Welt neu. Darüber hinaus führt die vierte industrielle Revolution zur Automatisierung von Schwingungsüberwachungssensoren. Dies treibt das Wachstum des globalen Marktes für Schwingungssensoren voran. Eine Reihe von Faktoren, wie z. B. enorme Anwendungen in der Keramik-, Automobil-, Luftfahrt- und Fertigungsindustrie, beeinflussen das Wachstum des globalen Marktes für Schwingungssensoren. Es wird erwartet, dass das IIoT eine herausragende Rolle bei der weit verbreiteten Einführung innovativer Schwingungssensoren auf der ganzen Welt spielen wird.

Darüber hinaus wird der globale Marktanteil von Vibrationssensoren durch die Entwicklung und Weiterentwicklung des Internets der Dinge in zahlreichen Geschäftsbereichen vorangetrieben. Darüber hinaus sind Unternehmen auf der ganzen Welt jetzt mithilfe des IoT in der Lage, die von ihren Arbeitsmaschinen generierten Daten zu analysieren. Unternehmen können Unregelmäßigkeiten ableiten, indem sie die Informationsmuster analysieren. Für die Musteranalyse benötigen Unternehmen jedoch präzise und genaue Vibrationssensoren. Diese Vibrationssensoren können die während des Betriebs der Maschine erzeugten Vibrationen identifizieren. Daher wird erwartet, dass die Implementierung des IoT in zahlreichen Branchen das Wachstum des Vibrationssensormarktes im Prognosezeitraum vorantreiben wird.

Die steigenden Ausgaben für IIoT-Plattformen dürften im Prognosezeitraum Wachstumschancen für den Markt für Vibrationssensoren schaffen. IIoT-basierte Technologien wie präventive Software verlassen sich stark auf Vibrationssensoren, um zu erkennen, wann eine Gerätewartung erforderlich ist, bevor eine Maschine ausfällt. Diese Vibrationssensoren reduzieren Ausfallzeiten und machen routinemäßige Geräteprüfungen überflüssig. Vibrationssensoren sind auch wichtig, um Stöße und Vibrationen im Betrieb zu kontrollieren und zu überwachen. Dies wird auf die steigende Nachfrage nach Vibrationssensoren in verschiedenen Endverbrauchsbranchen zurückgeführt.

Marktbeschränkung für Vibrationssensoren

• Probleme im Zusammenhang mit dem Betrieb bei hohen Temperaturen

Die Anforderungen an Schwingungsmessungen in Hochtemperaturumgebungen sind inzwischen deutlich gestiegen. Diese extremen Umgebungen finden sich in den Bereichen Schwingungsmessung in der Luft- und Raumfahrt, der Industrie und der Automobilindustrie. In solchen Umgebungen müssen zahlreiche Sensoraspekte berücksichtigt werden, wie z. B. Gehäuse-/Steckerkonstruktion, Sensorelementmaterial, Signalaufbereitung und Verkabelung.

Laut The Modal Shop, Inc. ermöglichen etwa 80 % aller Schwingungsmessvorgänge bei Umgebungsbedingungen von weniger als 121 Grad Celsius (250 Grad Fahrenheit) den Standard-ICP-Betrieb mit integrierter Mikroelektronik, um die Anforderungen an Signal- und Stromaufbereitung zu vereinfachen. Diese Schwingungssensoren oder ICP-Beschleunigungsmesser-Designs umfassen einen mikroelektronischen JFET- oder MOSFET-Verstärker, um die hochohmige Ladungsänderung am Sensorkristall effektiv zu handhaben. Sie bieten eine geeignete niederohmige Spannung am Signalanschluss des Sensors, um ihn an ein Oszilloskop, einen Rekorder oder einen digitalen Signalanalysator anzuschließen.

Signal und Strom werden mithilfe eines einfachen Konstantstrom-Signalaufbereiters über dasselbe Kabel zurückgeführt und übertragen. Wenn die Temperatur jedoch durch das Zünden eines Verbrennungsmotors oder die Reibung bei mechanischem Betrieb steigt, können höhere Temperaturen für industrielle Prozesse zu einer Herausforderung werden.

Ohne geeignete Komponenten und Design führen erhöhte Temperaturen zu Kurzschlüssen in der internen Mikroelektronik. Aufgrund der höheren Temperatur sinkt die Vorspannung der Mikroelektronik und es kommt zu vermehrten Leckströmen durch das Gate des Verstärkers. Die oben genannten Faktoren sind Probleme im Zusammenhang mit dem Betrieb bei hohen Temperaturen. Dies dürfte im Prognosezeitraum eine Herausforderung für das Wachstum des Vibrationssensormarktes darstellen.

Welche zukünftigen Wachstumschancen gibt es auf dem globalen Markt für Vibrationssensoren?

• Entwicklung fortschrittlicher Sensortechnologien

Es wird erwartet, dass sich die Sensortechnologie im Prognosezeitraum rasch weiterentwickelt. Fortschrittliche Sensoren wie MEMS-Sensoren (Micro-Electro-Mechanical System), drahtlose Sensoren und faseroptische Sensoren verzeichnen weltweit ein kontinuierliches Wachstum. Darüber hinaus sind diese Sensoren widerstandsfähig gegenüber extremen klimatischen Bedingungen. Daher werden diese Sensoren hauptsächlich in Überwachungsanwendungen eingesetzt. Darüber hinaus sind zahlreiche Sensoren in den drahtlosen Sensornetzwerken verbunden, um genaue Ergebnisse zu liefern. Daher wird erwartet, dass diese fortschrittlichen Sensortechnologien eine Wachstumschance für den Markt für Vibrationssensoren darstellen.

Die Einführung fortschrittlicher Entwicklungen in den Bereichen Mikroelektronik, Sensoren, prädiktive Technologien und adaptive Signalverarbeitung hat den grundlegenden Ansatz zur Bewältigung von Reparatur- und herkömmlichen Wartungsproblemen in mehreren Endverbrauchsbranchen maßgeblich geprägt. Angetrieben von der Notwendigkeit einer höheren Zuverlässigkeit, Sicherheit, Plattformverfügbarkeit und verbesserten Leistung bei geringeren Kosten wird erwartet, dass erforderliche Sensortechnologien wie piezoelektrische Materialien, Formgedächtnislegierungen, magnetostriktive und elektrostriktive Materialien, optische Fasern, tribolumineszierende Materialien, vergleichende Vakuumüberwachung, Kohlenstoffnanoröhren sowie mikro- und nanoelektromechanische Systeme eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung von Diagnose-, Prognose- und Gesundheitsmanagementsystemen (DPHM) spielen werden.

In den meisten Fabriken, Werken und anderen Einrichtungen sind Maschinen installiert und seit Jahren in Betrieb. Diese Einrichtungen müssen den Zustand ihrer seit langem installierten Maschinen aufrechterhalten, um Ausfallzeiten zu minimieren und den Betrieb aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus kann es zeitaufwändig und schwierig sein, die geplanten Wartungs- und Wartungspläne für eine zunehmende Anzahl alternder Maschinen einzuhalten. Dies dürfte im Prognosezeitraum Wachstumschancen für Hersteller von Vibrationssensoren schaffen.

Regionalanalyse

Nach Regionen ist der globale Markt für Vibrationssensoren in Nordamerika, Lateinamerika, Asien-Pazifik, Europa sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt. Nordamerika ist der größte Markt für Vibrationssensoren. Es wird erwartet, dass dieser Markt bis 2030 3.199 Millionen USD erreicht und im Prognosezeitraum eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 4,45 % verzeichnet. Der Asien-Pazifik-Raum wird voraussichtlich die am schnellsten wachsende Region sein und bis 2030 2.730 Millionen USD und eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 7,5 % verzeichnen.

Die Präsenz bedeutender Anbieter von Vibrationssensoren wie IFM Efector, Inc. und Keller America, Inc. in Nordamerika treibt das Marktwachstum in der Region voran. Darüber hinaus schafft die steigende Nachfrage nach Elektroautos in Nordamerika den Bedarf an Vibrationssensoren zur Überwachung der mechanischen Vibrationen des Fahrzeugs. Die zunehmende Einführung von Vibrationssensorsystemen im Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungssektor in der Region wirkt sich ebenfalls positiv auf das regionale Marktwachstum aus.

Der asiatisch-pazifische Raum wird voraussichtlich die am schnellsten wachsende Region sein. Da sich die Automatisierung in vielen regionalen Sektoren ausbreitet, werden fortschrittliche Vibrationssensoren immer notwendiger. Darüber hinaus veranlassen niedrige Arbeitskosten multinationale Unternehmen dazu, ihre Produktionsanlagen in Ländern wie Südkorea, China und Indien auszubauen. Dies dürfte die Produktnachfrage des Fertigungssektors in der Region ankurbeln. Darüber hinaus gelten Länder wie China und Japan als Produktions- und Montagezentren für Unternehmen, die Unterhaltungselektronik herstellen, wie SAMSUNG und Sony Corporation. Vibrationssensoren werden in der Unterhaltungselektronik für Aufgaben wie Freifallsensoren und Orientierungserkennung eingesetzt.

Segmentanalyse

Der globale Marktanteil von Vibrationssensoren ist nach Typ, Technologie, Material, Endbenutzer und Region unterteilt.

Der globale Markt für Vibrationssensoren ist nach Typ in Beschleunigungsmesser, Geschwindigkeitssensoren und Wegsensoren unterteilt. Das Segment der Beschleunigungsmesser dominiert den Markt und wird voraussichtlich bis 2030 3.800 Millionen USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,5 % im Prognosezeitraum entspricht. Das Segment der Wegsensoren wird voraussichtlich im Prognosezeitraum das am schnellsten wachsende Segment sein. Die Zunahme von Wegsensoren in Aufzügen zum synchronen Öffnen von Türen wird voraussichtlich das Segmentwachstum vorantreiben.

Ein Beschleunigungsmesser ist ein kostengünstiger und vielseitiger Sensor, der zur Messung von Schwingungen verwendet wird. Beschleunigungsmesser werden in verschiedenen Branchen wie Gesundheitswesen, Bauwesen, Transport und Unterhaltungselektronik eingesetzt. Mehrere Unternehmen wie Polar und Nike haben Sportuhren für Läufer auf den Markt gebracht, die Beschleunigungsmesser enthalten, um die Distanz und Geschwindigkeit der Läufer zu bestimmen. Regierungsbehörden verschiedener Länder fördern Beschleunigungsmesser, was ebenfalls einer der Hauptfaktoren für das Wachstum dieses Segments ist.

So hat die belgische Regierung beispielsweise beschleunigungsbasierte Schrittzähler angekündigt, um die Menschen zu ermutigen, täglich tausend Schritte zu gehen. Die zunehmende Nutzung von Beschleunigungsmessern in der Unterhaltungselektronikbranche zur Erkennung der Ausrichtung von Geräten wie Tablets und Smartphones dürfte das Wachstum dieses Segments ankurbeln.

Im Prognosezeitraum wird der Markt für Wegsensoren voraussichtlich mit der höchsten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate wachsen. In allen Branchen, in denen Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Kostenwettbewerbsfähigkeit entscheidend sind, sind Wegsensoren sehr gefragt. Einer der Hauptgründe für das Marktwachstum ist die zunehmende Verwendung von Wegsensoren zur Fehlersuche in gestapelten Leiterplatten (PCBs) und die Platzierung elektronischer Komponenten auf PCBs. Das Marktwachstum wird zusätzlich durch den Einsatz von Wegsensoren in Aufzügen angekurbelt, um das Öffnen der Aufzugskabinentüren an die Höhe der Gebäudeetagen anzupassen.

Der globale Markt für Vibrationssensoren ist nach Technologie unterteilt in piezoresistive, Dehnungsmessstreifen-, variable Kapazitäts-, Handsonden-, optische, dreiachsige und andere. Die piezoresistive Technologie dominiert andere Technologien und wird voraussichtlich bis 2030 2.325 Millionen USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,8 % im Prognosezeitraum entspricht. Das dreiachsige Segment wird voraussichtlich das am schnellsten wachsende Segment sein.

Piezoresistive Vibrationssensoren werden bei Sicherheitstests im Automobilbereich, bei Messungen höherer Lagerbestände und bei Waffentests eingesetzt. Bei Sicherheitstests im Automobilbereich werden piezoresistive Beschleunigungsmesser bei Schlittentests, Dummytests und Sicherheitstests mit Fahrzeugen eingesetzt. Laut den Zahlen des Verbands der europäischen Automobilhersteller werden in Europa jährlich 18,5 Millionen Autos, Lastwagen und Lieferwagen hergestellt, was die Nachfrage nach piezoresistiven Vibrationssensoren derzeit antreibt.

Im Prognosezeitraum wird das Segment der Dreiachssensoren voraussichtlich mit der höchsten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate wachsen. Die Nachfrage nach Dreiachssensoren wird voraussichtlich branchenübergreifend steigen, da sie eine schnelle und präzise Phasenanalyse liefern können. Darüber hinaus wird die Diagnose von Zahnradfehlern in Fahrzeuggetrieben immer häufiger eingesetzt, was für die Entwicklung dieses Marktes günstig ist. Darüber hinaus konzentrieren sich Hersteller wie HILLCREST LABS und Micro-Epsilon auf die Entwicklung von 9-achsigen IMUs, die den Dreiachsmarkt voraussichtlich vorantreiben werden.

Nach Material ist der globale Markt für Vibrationssensoren in dotiertes Silizium, piezoelektrische Keramik und Quarz unterteilt. Das Quarzsegment soll bis 2030 voraussichtlich 4.100 Millionen USD erreichen und im Prognosezeitraum eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 6,5 % verzeichnen. Das Segment der piezoelektrischen Keramik dürfte sich im Prognosezeitraum als das am schnellsten wachsende Segment herausstellen. Eine steigende Nachfrage nach piezoelektrischen Quarzsensoren in Wiegesystemen während der Bewegung treibt derzeit das Segmentwachstum voran. In Wiegesystemen während der Bewegung bieten piezoelektrische Quarzsensoren Vorteile wie einen großen Messbereich, Haltbarkeit und Robustheit.

Im Prognosezeitraum wird für das Segment der piezoelektrischen Keramik ein deutlicher Anstieg erwartet. Das Wachstum des Segments wird voraussichtlich durch eine zunehmende Verwendung von piezoelektrischer Keramik in Branchen wie der Automobilindustrie und der Energiegewinnung vorangetrieben. Sie werden auch in dynamischen Radauswuchtgeräten eingesetzt, bei denen bei jeder Unwucht im Rad ein Signal im Sensor erzeugt wird. Darüber hinaus sind in den letzten Jahren Vibrationssensoren auf Basis piezoelektrischer Keramik in elektronischen Musikinstrumenten auf dem Vormarsch, was die Expansion des Segments vorantreibt. Da Beschleunigungsmesser auf Basis piezoelektrischer Keramik empfindlicher sind als solche aus Quarz, können sie zudem mit weniger Volumen gebaut werden, was zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung führt.

Wer sind die wichtigsten Endbenutzersegmente für den globalen Vibrationssensormarkt?

Nach Endverbraucher ist der globale Markt für Vibrationssensoren in die Bereiche Automobil, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Öl und Gas und andere unterteilt. Das Automobilsegment war 2021 Marktführer und soll bis 2030 2.475 Millionen USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,2 % im Prognosezeitraum entspricht. Das Segment Luft- und Raumfahrt und Verteidigung wird im Prognosezeitraum voraussichtlich das am schnellsten wachsende Segment sein.

Vibrationssensoren gewinnen bei Ingenieuren an Bedeutung, da sie es Ingenieuren ermöglichen, die Auswirkungen von straßenbedingten Vibrationen, der Lebensdauer von Motorkomponenten und Stößen auf die Leistung während der Fahrzeugentwicklung zu charakterisieren. Darüber hinaus schafft die Verwendung von Fahrzeugtelematikdaten durch Autoversicherungsunternehmen zur Überwachung des Fahrverhaltens Möglichkeiten für das Segmentwachstum. Der zunehmende Einsatz von Vibrationssensoren in Anwendungen wie Airbags und Motorvibrationsüberwachungseinheiten treibt das Wachstum des Automobilsegments voran. Darüber hinaus treibt der konsistente und effektive Betrieb von Pipelines und Geräten die Nachfrage nach Vibrationssensoren in der Öl- und Gasindustrie an.

Im Prognosezeitraum wird die Kategorie Luft- und Raumfahrt und Verteidigung voraussichtlich die schnellste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate aufweisen. Beschleunigungsmesser in der Luft- und Raumfahrt werden für verschiedene Zwecke eingesetzt, darunter Trägheitsnavigation, industrielle Messung sowie Führung und Steuerung. Da mechanische Ausfälle erheblich zu steigenden Wartungskosten in der Luft- und Raumfahrtindustrie beitragen, werden Vibrationssensoren auch zur Überwachung von Turbinentriebwerksausfällen eingesetzt. Um mechanische Ausfälle zu verhindern und Wartungskosten zu senken, implementieren Unternehmen im Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssektor zunehmend Prognostic & Health Management (PHM)-Systeme. Die Entwicklung von PHM-Systemen wird sich direkt auf das Marktwachstum auswirken, da Vibrationen das typischste Gesundheitsüberwachungsmerkmal in der Luft- und Raumfahrtindustrie sind.

Auswirkungen von COVID-19

Der Ausbruch der COVID-19-Pandemie hat bereits direkte Auswirkungen auf die globale und regionale Wirtschaft und wird voraussichtlich auch den Markt für Vibrationssensoren belasten. Die Störungen in der Lieferkette und auf dem Markt haben sich negativ auf die Produktion und Nachfrage nach Vibrationssensoren ausgewirkt. Die sich verschlechternde Pandemiesituation in mehreren europäischen Ländern, darunter Spanien, Frankreich, Deutschland, Großbritannien und Italien, veranlasst die Hersteller verschiedener elektronischer Komponenten, darunter Vibrationssensoren, dazu, die Gesundheits- und sonstigen Risiken zu bewerten, denen ihre Mitarbeiter potenziell ausgesetzt sein können.

Aufgrund der Lockdowns, die nach dem Ausbruch der COVID-19-Pandemie verhängt wurden, haben die auf dem Weltmarkt tätigen Unternehmen ihre Belegschaft reduziert. Mehrere Unternehmen verfügen über umfangreiche Produktionsstätten in China, was sich insbesondere auf die Produktion von Vibrationssensoren dieser Unternehmen ausgewirkt hat. Obwohl sich die Produktionskapazitäten in China verbessert haben, sind die Produktionsanlagen immer noch zu 50 % ausgelastet. Die Hersteller sind auch weiterhin bestrebt, die Auswirkungen von COVID-19 auf ihre Lieferkettenprozesse abzumildern.

jüngsten Entwicklungen

• Im November 2022 kündigte Analog Devices die weltweit ersten Single-Pair-Power-over-Ethernet-Lösungen (SPoE) mit großer Reichweite für die intelligente Gebäude- und Fabrikautomatisierung an.
• Im November 2022 arbeiten AUO und Analog Devices zusammen, um sichere, energieeffiziente Breitbild-Displays auf den Automobilmarkt zu bringen. Lokales Dimmen ist eine Funktion des branchenweit ersten Matrix-LED-Treibers von ADI, der Leistung und Sicherheit verbessert und gleichzeitig das Fahrerlebnis im Fahrzeug verbessert.
• Im September 2022 wurde die Übernahme von Dytran Instruments, Inc. durch Spectris nach Erhalt der erforderlichen behördlichen Genehmigung abgeschlossen. Dytran wird damit in das HBK-Geschäft integriert.
• Im Oktober 2022 hat Honeywell einen ökologischen Nachhaltigkeitsindex eingeführt, der die Wahrnehmung bisheriger Erfolge und erwarteter künftiger Entwicklungen hinsichtlich der Umweltziele des Unternehmens durch Nachhaltigkeitsführer zeigt.