Размер рынка Структурный мониторинг состояния здоровья (SHM), доля, рост и анализ отрасли, по приложениям (мосты и плотины, здания и стадионы, суда и платформы, планеры и ветряные турбины и другие), по решениям (аппаратное и программное обеспечение), по технологиям ( Беспроводная и проводная связь) и региональный анализ, 2024-2031

Размер рынка структурного мониторинга здоровья

Объем мирового рынка мониторинга состояния конструкций (SHM) оценивался в 2 348,0 млн долларов США в 2023 году и, по прогнозам, вырастет с 2 682,3 млн долларов США в 2024 году до 7 886,5 млн долларов США к 2031 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 16,66% в течение прогнозируемого периода. В объем работ в отчет вошли решения, предлагаемые такими компаниями, как Nova Metrix LLC, Campbell Scientific, Inc., COWI, Geocomp Corporation, Acellent Technologies, Inc., Sixense, Pure Technologies (Xylem, Inc.), Digitex, SGS. SA, Kinemetrics и другие.

Рост рынка обусловлен необходимостью обеспечения безопасности и долговечности инфраструктуры. Мониторинг состояния конструкций (SHM) использует передовые датчики и анализ данных для обнаружения и оценки целостности конструкции в режиме реального времени, упреждая потенциальные сбои и оптимизируя графики технического обслуживания, тем самым снижая риски и повышая эксплуатационную эффективность.

Рынок структурного мониторинга состояния здоровья переживает устойчивый рост, во многом обусловленный растущей потребностью в безопасности, долговечности и эксплуатационной эффективности инфраструктуры. Поскольку урбанизация ускоряется во всем мире, значительные инвестиции в инфраструктуру повышают спрос на передовые системы SHM. Значительный приток капитала в развитие инфраструктуры подчеркивает глобальный акцент на совершенствовании инфраструктуры.

Системы SHM, использующие такие технологии, как искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО), предлагают критически важные возможности для мониторинга состояния конструкций, обнаружения аномалий и обеспечения возможности профилактического обслуживания. Это сводит к минимуму время простоя и оптимизирует распределение ресурсов. Интеграция этих технологий обеспечивает аналитику на основе данных и реализует стратегии упреждающего обслуживания, которые необходимы для продления срока службы критически важных активов.

Рынок готов стать свидетелем значительного роста, поскольку технологические достижения и увеличение инвестиций в инфраструктуру способствуют широкому внедрению, обеспечивая безопасность и устойчивость городской среды.Мониторинг состояния конструкций — это область техники, которая включает непрерывный или периодический мониторинг состояния и производительности таких конструкций, как здания, мосты, плотины и трубопроводы.

SHM использует различные датчики, системы сбора данных и аналитические методы для оценки целостности и состояния конструкций в режиме реального времени или в течение длительных периодов времени.Основная цель SHM — обнаружить и оценить любые изменения, повреждения или ухудшение свойств конструкции, которые могут поставить под угрозу безопасность, надежность или функциональность.

Контролируя поведение и производительность конструкции, SHM обеспечивает раннее обнаружение дефектов или аномалий, позволяя своевременно проводить техническое обслуживание или ремонт, чтобы предотвратить катастрофические сбои и продлить срок службы инфраструктурных активов.SHM играет решающую роль в обеспечении безопасности, устойчивости и долговечности гражданских, механических и аэрокосмических конструкций, внося значительный вклад в общую устойчивость построенной среды.

Обзор аналитика

Развитие структурного мониторинга состояния представляет собой решающую эволюцию в управлении инфраструктурой. SHM объединяет передовые сенсорные технологии и сложную аналитику данных для постоянного мониторинга состояния таких конструкций, как мосты, здания и плотины. Такой упреждающий подход повышает безопасность за счет раннего обнаружения потенциальных проблем, оптимизирует усилия по техническому обслуживанию и продлевает срок службы критически важных активов. Внедрение систем SHM позволяет заинтересованным сторонам принимать решения на основе данных, тем самым повышая операционную эффективность и сокращая время простоев из-за непредвиденных сбоев.

• Например, в октябре 2022 года компания Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering (SHI-ME) заключила партнерское соглашение с Light Structures AS, выбрав систему мониторинга состояния конструкций SENSFIBTM для третьего судна в серии танкеров для сырой нефти, построенных для пароходства Самос.

Это сотрудничество подчеркнуло стремление SHI-ME к интеграции передовых технологий для повышения безопасности и производительности судов. Внедрив систему SENSFIBTM, капитаны и штурманы кораблей получили доступ к данным в реальном времени, которые прогнозируют и учитывают динамические силы, такие как удары, удары и сдвиг во время операций. Более того, постоянное развитие прогнозного моделирования и искусственного интеллекта расширяет возможности SHM, предлагая более точные оценки и стратегии прогнозного обслуживания.

Факторы роста рынка структурного мониторинга здоровья

Быстрая урбанизация и увеличение инвестиций в инфраструктуру открывают значительные возможности для внедрения структурных систем мониторинга здоровья.

• Согласно отчету Всемирного банка, инвестиции частного участия в инфраструктуре (PPI) достигли 96,7 млрд долларов США по 409 проектам, при этом средний объем инвестиций за пять лет составил 103,5 млрд долларов США. Примечательно, что около 19% спонсорской помощи проектам в развивающихся странах поступило от компаний, базирующихся в Китае, что свидетельствует о значительном росте развития инфраструктуры.

Ожидается, что этот всплеск инвестиций и урбанизация повысят спрос на системы SHM, поскольку эти технологии играют решающую роль в обеспечении безопасности, долговечности и эксплуатационной эффективности новой и существующей инфраструктуры. Расширенные возможности мониторинга, обеспечиваемые системами SHM, вероятно, будут иметь важное значение для управления растущей сложностью и масштабом городской инфраструктуры, тем самым предлагая значительные возможности роста для рынка структурного мониторинга состояния здоровья.

Однако серьезной проблемой на рынке является интеграция различных сенсорных технологий и систем управления данными. Эта сложность возникает из-за различий в протоколах связи, форматах данных и требованиях к питанию датчиков. Управление большими объемами данных в режиме реального времени усложняет задачу, подчеркивая необходимость в надежных решениях для хранения, обработки и анализа.

Обеспечение совместимости и масштабируемости различных типов датчиков и приложений мониторинга требует стандартизированных подходов и совместимых систем. Неспособность решить эти проблемы интеграции приводит к фрагментации систем SHM, снижению точности данных и увеличению затрат на внедрение.

Чтобы преодолеть это препятствие, заинтересованные стороны отрасли стремятся инвестировать в совместимые сенсорные технологии, стандартизированные протоколы связи и комплексные платформы управления данными, тем самым способствуя сотрудничеству в разработке масштабируемых и связных решений SHM, способных удовлетворить разнообразные потребности приложений, обеспечивая при этом плавную интеграцию и взаимодействие данных.

Тенденции рынка структурного мониторинга здоровья

Острая потребность в безопасной и долговечной инфраструктуре стимулирует спрос на мониторинг состояния конструкций. Эта технология постоянно контролирует состояние конструкции с помощью данных в реальном времени, собираемых сетью современных датчиков. Область сенсорных технологий SHM постоянно развивается, доступны различные проводные и беспроводные варианты.

Эти датчики, в том числе тензодатчики, LVDT, оптоволоконные датчики и тензодатчики, играют решающую роль в сборе точных данных для структурного анализа. Ведущие компании по разработке датчиков активно изучают новые технологии для повышения точности данных и улучшения общих структурных оценок. Одним из заметных нововведений в этой области является метод акустической эмиссии (АЭ), впервые разработанный корпорацией Toshiba.

Этот метод использует вибрации, создаваемые движущимися транспортными средствами по мостам, для обнаружения наличия и расположения трещин. Датчики АЭ обнаруживают эти упругие волны, эффективно служа инструментом внутреннего контроля конструкции моста. Метод АЭ также доказал свою эффективность при обнаружении воздействия капель дождя на поверхность дороги, что демонстрирует его универсальность.

В сфере структурного мониторинга состояния здоровья происходят революционные изменения из-за интеграции искусственного интеллекта и машинного обучения. Эта интеграция способствует генерированию аналитической информации на основе данных и значительно улучшает управление инфраструктурой. Алгоритмы искусственного интеллекта улучшают обнаружение аномалий, анализируя непрерывные данные датчиков для выявления тонких проблем, которые могут указывать на будущие проблемы, обеспечивая упреждающее вмешательство и предотвращая дорогостоящие сбои.

Машинное обучениемодели, обученные на исторических данных и данных в реальном времени, облегчают профилактическое обслуживание, тем самым оптимизируя распределение ресурсов и сводя к минимуму время простоя, позволяя стратегическое планирование мероприятий по техническому обслуживанию. Кроме того, искусственный интеллект и машинное обучение предоставляют менеджерам инфраструктуры ценную информацию из обширных данных SHM, тем самым помогая принимать стратегические решения по ремонту, модернизации и общему управлению.

Этот подход, основанный на данных, оптимизирует распределение ресурсов, определяет приоритетность ремонтов на основе оценок рисков и продлевает срок службы критически важных инфраструктурных активов. Ожидается, что интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения будет способствовать росту рынка мониторинга состояния конструкций, предлагая улучшенное обслуживание, более эффективное принятие решений и оптимизацию затрат, тем самым обеспечивая безопасность, долговечность и эксплуатационную эффективность инфраструктуры.

Анализ сегментации

Глобальный рынок сегментирован по приложениям, решениям, технологиям и географическому положению.

По применению

В зависимости от применения рынок SHM подразделяется на мосты и плотины, здания и стадионы, суда и платформы, планеры и ветряные турбины, крупные машины и оборудование и другие. Сегмент мостов и плотин получил самый высокий доход в 855,8 млн долларов США в 2023 году. Срок службы значительной части мостов и плотин в мире приближается к концу.

SHM предлагает экономичное решение для упреждающего мониторинга, позволяющее раннее обнаружение проблем до того, как они перерастут в катастрофические сбои, которые могут отрицательно повлиять на общественную безопасность и экономическое благополучие. Строгие правила требуют регулярных проверок и составления планов технического обслуживания этих критически важных структур на основе данных. Системы SHM обеспечивают надежную платформу для обеспечения соответствия требованиям, предоставляя данные в реальном времени, демонстрирующие соблюдение правил безопасности.

Предотвращая крупные сбои и сводя к минимуму простои за счет целевого технического обслуживания, SHM обеспечивает значительную экономию средств владельцам мостов и плотин. Ожидается, что в связи с растущим вниманием к безопасности инфраструктуры и соблюдению нормативных требований в сегменте мостов и плотин в ближайшие годы ожидается значительный рост.

По решению

В зависимости от решения рынок делится на аппаратное и программное обеспечение. В 2023 году сегмент аппаратного обеспечения занял наибольшую долю рынка мониторинга состояния конструкций — 62,34%. Эти компоненты играют жизненно важную роль в сборе и передаче данных, существенно влияя на эффективность всей системы SHM. Достижения в области сенсорных технологий, включая миниатюризацию и возможности беспроводной связи, являются ключевыми факторами, поддерживающими рост сегмента, облегчающими развертывание и сбор данных в реальном времени.

Надежная инфраструктура связи обеспечивает бесперебойную передачу данных в центральную систему мониторинга, а стабильное электропитание необходимо для работы датчиков и системы. Участники рынка постоянно внедряют инновации, чтобы повысить экономическую эффективность аппаратных решений и адаптироваться к достижениям в области сенсорных технологий, тем самым расширяя сферу применения SHM на более широкий спектр структур. Ожидается, что в связи с растущим спросом на мониторинг в реальном времени и экономически эффективные решения сегмент аппаратного обеспечения будет устойчиво расти.

По технологии

В зависимости от технологии рынок делится на беспроводной и проводной. Сегмент беспроводной связи должен занять наибольшую долю рынка мониторинга состояния конструкций (67,84 %) к 2031 году. Включая беспроводные датчики, системы связи и протоколы передачи данных, этот сегмент обеспечивает гибкое и простое развертывание в различных структурах. Эти датчики, такие как акселерометры и тензодатчики, обеспечивают надежный сбор данных, сводя при этом к минимуму сложность установки.

Системы связи используют беспроводные протоколы, такие какWi-Fi, Bluetooth и сотовые сети для бесперебойной передачи данных в центральные системы мониторинга, тем самым повышая эффективность работы и снижая затраты на техническое обслуживание. В этом сегменте наблюдается значительный рост благодаря растущему спросу на решения для мониторинга в реальном времени и широкому внедрению технологий Интернета вещей в управлении инфраструктурой.

Участники рынка вкладывают значительные средства в исследования и разработки для разработки инновационных беспроводных решений, адаптированных к требованиям SHM, включая энергоэффективные датчики и облачные платформы анализа данных. Поскольку владельцы инфраструктуры отдают приоритет безопасности и надежности, ожидается, что спрос на беспроводные решения SHM будет расти, создавая выгодные возможности для игроков рынка.

Региональный анализ рынка структурного мониторинга здоровья

В зависимости от региона мировой рынок подразделяется на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африка и Латинскую Америку.

В 2023 году доля рынка структурного мониторинга здоровья Северной Америки на мировом рынке составила около 33,78% при оценке в 793,2 миллиона долларов США. Развитая инфраструктура региона в сочетании со строгими правилами безопасности стимулирует спрос на технологии SHM в различных секторах, включая мосты, здания, плотины и туннели.

Технологические достижения в области датчиков, анализа данных и Интернета вещей играют ключевую роль в повышении эффективности и результативности систем SHM, обеспечивая непрерывный мониторинг и раннее обнаружение структурных аномалий. Правительственные инициативы, направленные на устойчивость и безопасность инфраструктуры, еще больше способствуют росту регионального рынка за счет развития сотрудничества между игроками отрасли, университетами и исследовательскими институтами.

Ожидается, что в течение прогнозируемого периода в Европе произойдет существенный рост со среднегодовым темпом роста 20,50%. Это заметное расширение обусловлено ростом инвестиций в энергетическую инфраструктуру и приверженностью технологическим инновациям. Такие страны, как Дания, возглавляют переход к возобновляемым источникам энергии, поставив амбициозные цели по проникновению возобновляемых источников энергии в энергетический баланс.

• Прогнозы показывают, что к 2028 году семь европейских стран скорее всего превысят 50 % проникновение переменных возобновляемых источников энергии. Ожидается, что Дания станет лидером с ожидаемым 90% включением энергии ветра и солнечной фотоэлектрической (PV) энергии в свою электросеть.

Этот переход к возобновляемым источникам энергии требует тщательного мониторинга и обслуживания инфраструктуры, что приводит к увеличению спроса на системы SHM. Поскольку инвестиции в энергетическую инфраструктуру продолжают расти по всей Европе, прогнозируется, что спрос на системы SHM будет расти.

Конкурентная среда

Отчет о рынке структурного мониторинга здоровья (SHM) предоставит ценную информацию с акцентом на фрагментированный характер отрасли. Выдающиеся игроки сосредотачивают внимание на нескольких ключевых бизнес-стратегиях, таких как партнерство, слияния и поглощения, инновации продуктов и совместные предприятия, чтобы расширить портфель своих продуктов и увеличить свою долю рынка в различных регионах.

Компании реализуют эффективные стратегические инициативы, такие как расширение услуг, инвестиции в исследования и разработки (НИОКР), создание новых центров предоставления услуг и оптимизация процессов предоставления услуг, которые, вероятно, создадут новые возможности для роста рынка.

Список ключевых компаний на рынке структурного мониторинга здоровья

• ООО «Нова Метрикс»
• Кэмпбелл Сайентифик, Инк.
• КОУИ
• Корпорация Геокомп
• Аселлент Технологии, Инк.
• Сиксенсе
• Pure Technologies (Xylem, Inc.)
• Дигитекс
• СГС СА
• Кинеметрика

Ключевое развитие отрасли

• Июнь 2023 г. (утверждение):Компания Samsung Heavy Industries Co., Ltd. достигла важной вехи, получив принципиальное одобрение (AIP) от ABS на свою систему мониторинга напряжения корпуса (HSMS) в соответствии со стандартами ABS SMART Tier 2. Это достижение стало результатом совместных усилий по разработке с ABS, направленных на повышение безопасности корпуса с помощью интеллектуальных судовых технологий. AIP проверяет осуществимость проекта и его соответствие критериям ABS SMART Tier 2, которые включают мониторинг нагрузок и операций конкретного судна, регулярное предоставление обновленной информации о структурных состояниях и использование физического анализа для всесторонней оценки и прогнозирования структурного состояния.

Мировой рынок структурного мониторинга здоровья сегментирован следующим образом:

По применению

• Мосты и плотины
• Здания и стадионы
• Суда и платформы
• Планеры и ветряные турбины
• Большие машины и оборудование
• Другие

По решению

• Аппаратное обеспечение
• Программное обеспечение

По технологии

• Беспроводная связь
• Проводной

По регионам

• Северная Америка
  • НАС.
  • Канада
  • Мексика
• Европа
  • Франция
  • Великобритания
  • Испания
  • Германия
  • Италия
  • Россия
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Южная Корея
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Ближний Восток и Африка
  • GCC
  • Северная Африка
  • ЮАР
  • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Аргентина
  • Остальная часть Латинской Америки