世界の構造健全性モニタリング市場規模は、2021 年に 22 億 1,000 万米ドルと評価されました。 2030 年までに 75 億 9,500 万米ドルに達すると予測されており、予測期間 (2022 ～ 2030 年) 中に14.7% の CAGRで成長します。
構造物または機器の耐用年数全体を通じて、構造健全性モニタリング (SHM) は、接続されている広範囲のセンサーから取得したデータを収集し、分析します。対象物の劣化状態を認識・定量化し、修理やメンテナンスの必要性を予測する非破壊で継続的なデータ収集手法です。リアルタイムのデータ収集と分析は、構造物における事故や前例のない障害を回避するための適切な決定を下すのに役立ちます。 SHM は、民間、航空宇宙、防衛、エネルギーなどに適用できます。
日本、米国、英国などの先進国ではインフラの老朽化により、構造的健全性監視ソリューションの需要が急増すると予想されています。さらに、従来の検査およびテスト方法に対するSHMの有効性も、構造健全性モニタリング市場の成長を促進する可能性があります。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2021 |
| 研究期間 | 2020-2030 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 14.7% |
| 市場規模 | 2021 |
| 急成長市場 | 北米 |
| 最大市場 | アジア太平洋地域 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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稼働中の構造物の構造的完全性とパフォーマンスをリアルタイムで評価することは、時間の経過とともに大きな注目を集めてきました。構造健全性モニタリング (SHM) は、計画的および定期的な保守検査を状態ベースの保守に置き換え、労働ベースのケアへの依存を軽減します。さらに、構造物の状態は視覚補助と非破壊検査 (NDT) によって以前に検査されていました。これらの方法には、光学的到達範囲の制限、不均一なテスト、潜在的な脅威の認識の失敗などの制限があります。
SHM はセンサーを利用して、構造物の耐用年数中のさまざまな期間でデータを収集および分析します。これは、システムに生じた損傷または劣化の量を受け取り、特定するのに役立ちます。さらに、これは、永久的な構造的損傷を回避して事故を回避するために、建物の修理とメンテナンスの要件を決定するのにも役立ちます。したがって、NDT や目視検査などの従来の方法に対する SHM の有効性が、構造健全性モニタリング市場の成長を促進します。
構造健全性モニタリングは、センサーを使用したリアルタイムのデータ収集を通じて構造の状態を継続的に監視するために実装および開発されています。 SHM アプリケーションにはさまざまな無線および有線センサーが利用されており、継続的な進歩とアップグレードが行われています。 SHM に使用される複数の種類のセンサーには、ロード セル、線形可変差動変圧器 (LVDT)、光ファイバー センサー、振動ワイヤ トランスデューサー、ひずみゲージ、温度センサー、傾斜計などが含まれます。 SHM 用のセンサー開発に携わる大手企業は、構造解析を改善するためにより正確なデータを収集するための新技術の導入に重点を置いています。
たとえば、日本に本社を置く東芝株式会社は、橋の上を走行する車両によって引き起こされる振動を弾性波の形で利用して、亀裂の位置を監視しています。この方法はアコースティックエミッション（AE）法と呼ばれており、AEセンサーを使用して固体の内部を検査するために発せられる波を測定します。この方法は、弾性波を発生させる雨滴が路面に当たる衝撃を測定することにも役立ちました。このようなセンサー技術の発展は、構造健全性モニタリング市場の成長を推進します。
構造物の健全性監視の設置および実施コストは、他の民間インフラの状態監視方法に比べて比較的高くなります。これらのコストのほとんどはエンジニアリングに関連しており、SHM システムを構造物に組み込むことに関連するリソースの利用可能性の欠如に関連しています。たとえば、2019 年に発行された構造健全性モニタリングの費用便益分析に関するレポートによると、2D 加速度計や 2D 傾斜計などのセンサーを含むハードウェアのコストは、1 台あたり約 700 米ドルかかり、単一の SHM プロジェクト。したがって、SHM のコストが高いため、この技術の主流の採用が制限されており、その結果、構造的な健全性監視市場の成長が抑制されています。
都市化の進展とインフラへの投資の急増は、構造健全性モニタリングの採用を増やす重要な機会となっています。 2019年に発表された世界銀行の報告書によると、インフラ（PPI）投資への民間参加は409件のプロジェクトで総額967億ドルに上った。さらに、5 年間の平均投資額は 1,035 億ドルでした。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% は、中国に拠点を置く団体を通じて提供されています。これはインフラ開発活動の高い成長を示しており、市場に成長の機会を提供すると予想されます。
世界の構造健全性監視市場シェアは、コンポーネント、接続性、エンドユーザー、および地域によって分割されています。
世界の構造健全性モニタリング市場は、コンポーネントごとにハードウェア、ソフトウェア、サービスに分割されています。
ハードウェア コンポーネントは最大の市場シェアを保持しており、予測期間中に 14.2% の CAGR で成長すると推定されています。これは、センサー、データ取得、ストレージ デバイスのコストが高いことが原因です。ハードウェア技術の発展は、この部門の成長の重要な推進力です。 SHM システムではセンサー技術が広く利用されており、構造物の状態に関するデータを継続的に監視および収集するために開発されました。このセンサーは、温度変動に対する耐性や最大 10,000 マイクロストレインの範囲などの機能を提供するほか、海洋環境、風力発電所、航空宇宙におけるアプリケーションをサポートします。このようなハードウェア技術の発展は、構造健全性監視市場の成長を推進します。
サービス コンポーネントは最も急速に成長しているセグメントです。構造健全性監視市場には、システムの設置、リアルタイムの重要情報監視、騒音と振動の監視、負荷試験、損傷の特定と評価、トレーニング サービスが含まれます。構造健全性監視サービスをアウトソーシングすることで、企業は大幅なコスト削減が可能になり、シャットダウンを回避することができます。このような要因が市場の成長に貢献します。
ソフトウェア コンポーネントは 2 番目に大きいセグメントです。構造健全性監視ソフトウェアプロバイダーは、発展途上の業界に追いつくために製品を常に更新する必要があります。 CIVA は、特に複合材料や金属向けの弾性誘導波モニタリング モジュールを備えています。これらのツールは、構造健全性監視システムの最適化に役立つことが期待されています。アップグレードされた CIVA ソフトウェアは、従来の方法と比較して大規模なシミュレーション キャンペーンのコンピューティング コストを節約するのにも役立ちます。このようなソフトウェア開発は、SHM 関連ソフトウェアの需要を促進し、市場の拡大を促進します。
世界の構造健全性モニタリング市場はエンドユーザーごとに、民間、航空宇宙、防衛、鉱業、エネルギー、その他に分類されます。
民生セグメントは市場に最も貢献しており、予測期間中に 14.3% の CAGR で成長すると推定されています。土木工学における SHM の需要の増加により、構造物とそれに関連する人命の安全を確保する必要性も高まっています。さらに、建設作業のコストが高くなるため、現場の安全性を確保する必要があります。さらに、センサーをほぼすべての建設活動に統合して、リアルタイム データを管理およびアクセスできます。このような製品は、民間エンドユーザー産業における SHM システムの需要を高めます。
エネルギーは最も急速に成長している分野です。再生可能技術に関連する利点に対する意識の高まりにより、タービンシャフトやローターなどの需要が増加すると予想されます。欧州およびその他の国は、天然ガスの需要を克服するために代替の発電方法に焦点を当てています。たとえば、過去 10 年間に中国、米国、インドで風力発電所が設置されたことにより、継続的な状態監視を必要とする風車のコンポーネントの需要が増加しました。風力やその他のエネルギー源のインフラ開発への注目の高まりのこのような例は、予測期間中に構造健全性モニタリング市場の拡大を促進すると予想されます。
航空宇宙産業における構造健全性モニタリングには、死亡事故が発生する前に劣化や損傷を検出するための重要なコンポーネントの非破壊検査が含まれます。さらに、Testia (オランダに本拠を置くエアバスの一部) や米国に本社を置く CURTISS-WRIGHT などの企業は、航空宇宙産業の構造健全性監視において強力な足場を築いています。さらに、構造健全性監視システムは、機器が過酷で極端な機械の動作条件に耐えるために必要なデータを提供できます。したがって、航空宇宙産業への注目の高まりにより、構造健全性モニタリングシステムの需要が高まり、構造健全性モニタリング市場の成長を促進すると予想されます。
世界の構造健全性監視市場は、接続性によって有線と無線に分類されます。
有線セグメントは市場の最大株主であり、予測期間中に 14.2% の CAGR で成長すると推定されています。有線による構造健全性モニタリングには、非常に時間とコストがかかります。また、橋梁、ダム、高層構造物、海洋構造物等の構造物においては、配線の取り回しが複雑となる。ワイヤ間の接続は、周囲の環境に関係なく維持される必要があります。ただし、データが長期間にわたって収集される長期分析アプリケーションでは、有線 SHM システムの採用率が高く、有線構造健全性監視システムの方が投資収益率が大幅に高くなります。これにより、構造的健全性モニタリング市場の成長が促進されます。
ワイヤレスセグメントが最も急速に成長しています。ワイヤレス構造健全性モニタリング システムは、構造健全性モニタリング業界で大きな注目を集めています。インテリジェントなワイヤレス ネットワークの簡単な展開機能は、有線ネットワークの制限を克服するのに役立ちます。ワイヤレスセンサー技術の頻繁な開発により、構造健全性監視システムに大きく貢献するセンサーの全体コストの削減が促進されています。
地域に基づいて、世界の構造健全性モニタリング市場シェアが北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAにわたって分析されています。
アジア太平洋地域は最も急速に成長している主要な地域です。予測期間中に 15.2% の CAGR で成長すると推定されています。これには、中国、日本、インド、その他のアジア太平洋地域が含まれます。都市化の急速な成長と、インフラや交通への海外投資家からの投資の増加により、構造健全性モニタリングの需要が高まることが予想されます。アジア太平洋地域には、世界で最も重要な建設市場があります。建設業界の成長は主に、一人当たり収入の急速な増加、都市化、テクノロジーの高度な導入によってもたらされています。ミャンマー、タイ、フィリピン、ベトナムなどの発展途上国は、現地のインフラ整備に熱心に取り組んでいます。したがって、特に発展途上国におけるインフラ開発の増加は、アジア太平洋地域の構造的健全性モニタリング市場の成長を促進すると予想されます。
北米は 2 番目に大きい地域です。予測期間中に14.1%のCAGRで成長し、14億7,000万米ドルに達すると推定されています。構造的健全性モニタリング市場は、主にインフラストラクチャ、航空宇宙などにおける最新テクノロジーの導入率の高さにより、米国やカナダなどの北米諸国でより普及しています。さらに、米国におけるエネルギーベースのインフラへの支出の急増により、構造健全性監視システムの需要が高まることが予想されます。さらに、再生可能資源を使用した発電量は2019年の18%から2020年には20%に急増し、2021年には22%に上昇すると予想されています。これは主に、エネルギーベースのインフラ開発に向けた投資の増加によるものです。 SHMシステムの需要を高めるため。これにより、構造健全性監視システム市場の成長が促進されます。
欧州地域では老朽化したインフラの構造的安全性への注目が高まっているため、欧州では構造健全性モニタリング市場が公正に採用されると予想されている。さらに、SHM システムは、さまざまなエンドユーザー業界における検査コストの削減を促進します。最先端技術の開発と導入に対する欧州政府の強い取り組みが、構造健全性監視システムの使用増加の主な原動力となっています。欧州政府によるこのような取り組みが、この地域の SHM 市場の成長を推進しています。
