構造ヘルスモニタリング市場 サイズと展望 2025-2033

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市場動向

運転手

1) 従来の方法と比較した構造健全性モニタリングの効率

運用中の構造物の構造的健全性とパフォーマンスをリアルタイムで評価する方法は、時とともに大きな注目を集めています。構造ヘルス モニタリング (SHM) は、定期メンテナンス検査を状態ベースのメンテナンスに置き換え、人手によるケアへの依存度を減らします。さらに、構造物の状態は、以前は視覚補助装置と非破壊検査 (NDT) によって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、不均一な検査、潜在的な脅威の認識の失敗など、限界があります。

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にデータを収集し、分析します。これにより、システムに生じた損傷や劣化の程度を把握し、特定することができます。さらに、建物の修理やメンテナンスの要件を決定し、恒久的な構造的損傷を回避して事故を回避するのにも役立ちます。このように、非破壊検査や目視検査などの従来の方法よりも SHM が効果的であることが、構造ヘルス モニタリング市場の成長を牽引しています。

2) センサー技術の発展

構造ヘルスモニタリングは、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物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きました。さまざまな無線および有線センサーが SHM アプリケーションに利用されており、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、線形可変差動トランスフォーマー (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、傾斜計などがあります。SHM 用センサーの開発に携わる大手企業は、より正確なデータを収集して構造分析を向上させるための新しいテクノロジーの実装に重点を置いています。

たとえば、日本に本社を置く東芝は、橋梁を走行する車両によって誘発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、AE センサーを使用して固体内部を検査するために放出される波を測定します。この方法は、弾性波を発生させる路面に当たる雨滴の影響を測定することでも役立つことが証明されています。このようなセンサー技術の発展は、構造ヘルス モニタリング市場の成長を促進します。

拘束

1) 導入コストが高い

構造ヘルスモニタリングの設置および実装コストは、他の土木インフラの状態監視方法に比べて比較的高くなっています。これらのコストのほとんどは、エンジニアリングと、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不足に関連しています。たとえば、構造ヘルス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 コストは 1 ユニットあたり約 700 米ドルで、1 つの SHM プロジェクトに大量に必要になる場合があります。このように、SHM のコストが高いため、この技術の主流への採用が制限され、構造ヘルスモニタリング市場の成長が抑制されています。

機会

1) インフラ投資の増加

都市化の進展とインフラ投資の急増は、構造健全性モニタリングの採用拡大にとって大きなチャンスです。世界銀行の報告書によると、民間インフラ投資（PPI）は409件のプロジェクトで合計967億米ドルに達しました。さらに、5年間の平均投資額は1,035億米ドルでした。発展途上国におけるプロジェクトスポンサーシップの約19％は、中国を拠点とする企業を通じて行われました。これは、インフラ開発活動の急成長を示しており、市場に成長の機会をもたらすことが期待されています。

分析

世界の構造健全性モニタリング市場シェアは、コンポーネント、接続性、エンドユーザー、地域別に区分されています。

コンポーネントの洞察

コンポーネント別に見ると、世界の構造健全性監視市場は、ハードウェア、ソフトウェア、およびサービスに分類されます。

ハードウェア コンポーネントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中に 14.2% の CAGR で成長すると予測されています。これは、センサー、データ収集、およびストレージ デバイスのコストが高いことに起因します。ハードウェア テクノロジの開発は、このセグメントの成長の重要な原動力です。センサー テクノロジは、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た SHM システムで広く利用されています。センサーは、温度変化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、航空宇宙でのアプリケーションをサポートします。ハードウェア テクノロジのこのような開発は、構造ヘルス モニタリング市場の成長を促進します。

サービス部門は最も急成長しているセグメントです。構造ヘルスモニタリング市場には、システムのインストール、リアルタイムの重要情報モニタリング、騒音および振動モニタリング、負荷テスト、損傷の特定と評価、トレーニング サービスが含まれます。構造ヘルスモニタリング 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を実現し、操業停止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ています。

ソフトウェア コンポーネントは 2 番目に大きなセグメントです。構造ヘルス モニタリング ソフトウェア プロバイダーは、発展する業界に対応するために、製品を常に更新する必要があります。CIVA は、特に複合材と金属用の弾性ガイド波モニタリング モジュールを備えています。このツールは、構造ヘルス モニタリング 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 キャンペーンの計算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。

エンドユーザーに関する洞察

エンドユーザー別に見ると、世界の構造健全性監視市場は、土木、航空宇宙、防衛、鉱業、エネルギー、その他に分類されます。

土木分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に14.3%のCAGRで成長すると予測されています。土木工学におけるSHMの需要の増加は、構造物とそれに関連する人命の安全を確保する必要性の高まりも引き起こしています。さらに、建設作業のコストが上昇しているため、現場の安全を確保することが必要です。さらに、センサーはほぼすべての建設活動に統合され、リアルタイムのデータの管理とアクセスが可能です。このような製品は、土木エンドユーザー業界でのSHMシステムの需要を押し上げます。

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関する認識の高まりにより、タービンシャフト、ローターなどの需要が増加すると予想されます。ヨーロッパやその他の国は、天然ガスの需要を克服するために代替発電方法に注目しています。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で、継続的なヘルスモニタリングを必要とする風車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ストラクチャの開発への注目が高まるこのような例は、予測期間中に構造ヘルス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ヘルスモニタリングには、死亡事故が発生する前に劣化や損傷を検出するために重要なコンポーネントを非破壊検査することが含まれます。さらに、Testia（オランダに拠点を置くエアバスの一部）や米国に本社を置くCURTISS-WRIGHTなどのプレーヤーは、航空宇宙産業の構造ヘルスモニタリングで強固な基盤を築いています。さらに、構造ヘルスモニタリングシステムは、機器が過酷で極端な機械動作条件に耐えるために必要なデータを提供することができます。したがって、航空宇宙産業への注目が高まると、構造ヘルスモニタリングシステムの需要が高まり、構造ヘルスモニタリング市場の成長が促進されると予想されます。

接続性に関する洞察

接続性によって、世界の構造健全性モニタリング市場は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のシェアを占めており、予測期間中に14.2％のCAGRで成長すると予測されています。有線構造ヘルスモニタリングは、非常に時間とコストがかかります。さらに、橋、ダム、高層構造物、海洋構造物などの構造物では、配線の配置が複雑です。周囲の環境に関係なく、配線間の接続を維持する必要があります。ただし、長期間にわたってデータを収集し、有線構造ヘルスモニタリングシステムの投資収益率が大幅に高い長期分析アプリケーションでは、有線SHMシステムが高く採用されています。これが構造ヘルスモニタリング市場の成長を促進します。

ワイヤレス分野は最も急速に成長しています。ワイヤレス構造ヘルス モニタリング システムは、構造ヘルス 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導入機能は、有線ネットワークの限界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、構造ヘルス モニタリング システムに大きく貢献するセンサーの全体的なコストが削減されています。

地域分析

地域別に、世界的な構造健全性モニタリング市場シェアは、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。

アジア太平洋地域の世界の他の地域に対する優位性

アジア太平洋地域は、最も成長が早く、支配的な地域です。予測期間中、15.2%のCAGRで成長すると推定されています。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、インフラと輸送への外国投資家の投資の増加により、構造ヘルスモニタリングの需要が高まると予想されます。アジア太平洋地域は、世界的に最も重要な建設市場です。建設業界の成長は、主に一人当たりの所得の急速な上昇、都市化、テクノロジーの高度な採用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、地元のインフラの改善に非常に力を入れています。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ヘルス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番目に大きな地域です。予測期間中に14.1％のCAGRで成長し、16億7,000万米ドルに達すると推定されています。構造ヘルスモニタリング市場は、主にインフラ、航空宇宙などの最新技術の採用率が高いため、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、米国でのエネルギーベースのインフラへの支出の急増は、構造ヘルスモニタリングシステムの需要を促進すると予想されています。さらに、再生可能エネルギー源を使用した発電は、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、SHMシステムの需要を押し上げると予想されるエネルギーベースのインフラ開発への投資の増加によるものです。これが構造ヘルスモニタリングシステム市場の成長を促進します。

ヨーロッパでは、老朽化したインフラの構造安全性への関心が高まっているため、構造ヘルスモニタリング市場がかなり普及すると予想されています。さらに、SHM システムは、さまざまなエンドユーザー産業における検査コストの削減に役立ちます。ヨーロッパ政府が最先端技術の開発と採用に力を入れていることが、構造ヘルスモニタリング システムの使用増加の主な原動力となっています。ヨーロッパ政府によるこのような取り組みが、この地域の SHM 市場の成長を牽引しています。

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構造ヘルスモニタリング市場のトップ競合他社

1. Digitexx Data Systems
2. Inc. National Instruments Corporation
3. Advitam Inc.
4. Nova Metrix LLC
5. COWI A/S
6. Acellent Technologies Inc.
7. Geocomp Corporation
8. Strainstall UK Limited
9. Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
10. Kinemetrics Inc.

最近の進展

• 2025年3月：COWIは、アイスランドのシガルダ水力発電所の65MW拡張工事のエンジニアリング設計契約を獲得しました。このプロジェクトは、アイスランドのグリーン移行を支援し、増加するエネルギー需要に対応することを目的としており、ダムと発電所の健全性のためのSHM（高信頼性モニタリング）を含む可能性のある大規模インフラプロジェクトへのCOWIの継続的な関与を示すものです。
• 2025年3月：IMAC 2025カンファレンスにおいて、シーメンスは高度な仮想点変換（VPT）手法に関する研究を発表しました。この研究開発は、複雑なエンジニアリングプロジェクトにおける構造評価の精度と信頼性を向上させるために不可欠な、周波数範囲を30%以上拡大することで振動測定技術を強化することを目的としています。