Raport o rynku monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach 2025: Szczegółowa analiza integracji sztucznej inteligencji, dynamiki rynku i globalnych perspektyw wzrostu. Poznaj kluczowe trendy, prognozy i strategiczne możliwości kształtujące branżę.

• Podsumowanie wykonawcze i przegląd rynku
• Kluczowe trendy technologiczne w monitorowaniu zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach
• Krajobraz konkurencyjny i wiodący gracze
• Prognozy wzrostu rynku i prognozy przychodów (2025–2030)
• Analiza regionalna: Udział w rynku i pojawiające się obszary wzrostu
• Perspektywy przyszłości: innowacje i strategiczna mapa drogowa
• Wyzwania, ryzyka i możliwości dla interesariuszy
• Źródła i odniesienia

Podsumowanie wykonawcze i przegląd rynku

Monitorowanie zdrowia strukturalnego oparte na wibracjach (VSHM) odnosi się do wykorzystania danych wibracyjnych i technik analizy do oceny integralności, wydajności i bezpieczeństwa struktur takich jak mosty, budynki, tamy i aktywa przemysłowe. Poprzez ciągłe lub okresowe monitorowanie dynamicznej reakcji struktur na obciążenia operacyjne lub środowiskowe, systemy VSHM mogą wcześnie wykrywać uszkodzenia, degradację lub zmiany w zachowaniu strukturalnym, umożliwiając terminowe utrzymanie i redukując ryzyko katastrofalnych awarii.

Globalny rynek VSHM jest gotowy na silny wzrost w 2025 roku, napędzany rosnącymi inwestycjami w infrastrukturę, zaostrzonymi regulacjami bezpieczeństwa oraz rosnącą adopcją inteligentnych technologii monitorowania. Zgodnie z MarketsandMarkets, całkowity rynek monitorowania zdrowia strukturalnego ma osiągnąć wartość 3,8 miliarda USD do 2025 roku, przy czym rozwiązania oparte na wibracjach stanowią znaczący i rosnący segment ze względu na ich efektywność w wykrywaniu uszkodzeń w czasie rzeczywistym oraz efektywność kosztową.

Główne czynniki napędzające rynek to starzejąca się infrastruktura krytyczna w rozwiniętych gospodarkach, potrzeba odporności na katastrofy w obszarach narażonych na trzęsienia ziemi i powodzie oraz integracja Internetu Rzeczy (IoT) i bezprzewodowych sieci sensorowych. Rządy i właściciele aktywów coraz częściej nakładają obowiązek wdrażania systemów VSHM w celu przestrzegania norm bezpieczeństwa i wydłużania okresu użytkowania aktywów. Na przykład, amerykańska administracja ds. dróg krajowych i Komisja Europejska priorytetowo traktują finansowanie zaawansowanych technologii monitorowania w projektach infrastruktury publicznej (Federal Highway Administration, European Commission).

Postęp technologiczny dodatkowo przyspiesza adopcję rynku. Rozprzestrzenienie się tanich akcelerometrów MEMS, analityki opartej na chmurze oraz algorytmów uczenia maszynowego uczyniło VSHM bardziej dostępnym i skalowalnym. Wiodący gracze w branży, tacy jak Siemens, National Instruments oraz HBM, inwestują w zintegrowane platformy sprzętowo-programowe, które umożliwiają automatyczne zbieranie danych, diagnostykę w czasie rzeczywistym i utrzymanie predykcyjne.

Regionalnie, region Azji i Pacyfiku ma być świadkiem najszybszego wzrostu, napędzanego rozwojem infrastruktury na dużą skalę w Chinach, Indiach i Azji Południowo-Wschodniej, podczas gdy Ameryka Północna i Europa pozostają dojrzałymi rynkami z planowanymi modernizacjami istniejących aktywów (Frost & Sullivan). Krajobraz konkurencyjny charakteryzuje się współpracą między dostawcami technologii, firmami inżynieryjnymi i instytucjami badawczymi w celu dostarczania dostosowanych rozwiązań VSHM dla różnych zastosowań.

Kluczowe trendy technologiczne w monitorowaniu zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach

Monitorowanie zdrowia strukturalnego oparte na wibracjach (SHM) szybko się rozwija, napędzane postępem w technologii sensorowej, analizie danych i komunikacji bezprzewodowej. W 2025 roku szereg kluczowych trendów technologicznych kształtuje krajobraz monitorowania SHM opartego na wibracjach, umożliwiając dokładniejsze, w czasie rzeczywistym i ekonomiczne monitorowanie krytycznej infrastruktury, takiej jak mosty, budynki i aktywa przemysłowe.

• Integracja bezprzewodowych sieci sensorowych (WSN): Adopcja bezprzewodowych sieci sensorowych obniża koszty instalacji i utrzymania, jednocześnie umożliwiając dużą skalę, rozproszone monitorowanie. Nowoczesne WSN wykorzystują protokoły komunikacyjne o niskim zużyciu energii i zbieranie energii, co pozwala na długoterminowe wdrażanie w odległych lub trudno dostępnych lokalizacjach. Trend ten wspierała rosnąca dostępność solidnych, miniaturowych sensorów oraz możliwości przetwarzania na krawędzi, jak podkreślono przez U.S. Department of Energy.
• Postęp w technologii sensorów MEMS: Mikrosystemy elektromechaniczne (MEMS) akcelerometry i żyroskopy stają się bardziej wrażliwe, niezawodne i przystępne cenowo. Te sensory są teraz powszechnie wykorzystywane do zbierania danych wibracyjnych o wysokiej wierności, umożliwiając wczesne wykrywanie anomalii strukturalnych. Rozprzestrzenienie technologii MEMS ułatwia gęste wdrożenia sensorów, jak zauważyło STMicroelectronics.
• Analizy danych oparte na AI: Sztuczna inteligencja i algorytmy uczenia maszynowego są coraz częściej stosowane w danych wibracyjnych w celu automatycznego wykrywania uszkodzeń, rozpoznawania wzorców i utrzymania predykcyjnego. Narzędzia te mogą przetwarzać ogromne zbiory danych w czasie rzeczywistym, identyfikując subtelne zmiany w zachowaniu strukturalnym, które mogą wskazywać na pojawiające się błędy. Zgodnie z prognozami Gartnera, analizy oparte na AI mają stać się standardem w platformach SHM do 2025 roku.
• Platformy monitorowania oparte na chmurze: Komputeryzacja w chmurze umożliwia scentralizowane przechowywanie danych, zdalny dostęp i wspólną analizę. Chmurowe platformy SHM pozwalają interesariuszom monitorować zdrowie infrastruktury z dowolnego miejsca, co ułatwia szybkie podejmowanie decyzji i alokację zasobów. Microsoft i Google Cloud są wśród dostawców technologii wspierających te rozwiązania.
• Integracja z cyfrowymi bliźniakami: Wykorzystanie cyfrowych bliźniaków – wirtualnych replik aktywów fizycznych – umożliwia symulację i porównywanie danych wibracyjnych zmierzonych z oczekiwaną wydajnością w czasie rzeczywistym. Ta integracja zwiększa dokładność diagnostyczną i wspiera proaktywną strategię utrzymania, jak pokazują projekty cytowane przez Siemens.

Te trendy wspólnie przyczyniają się do przyspieszenia adopcji SHM opartego na wibracjach, poprawiając odporność i bezpieczeństwo infrastruktury, jednocześnie obniżając koszty cyklu życia.

Krajobraz konkurencyjny i wiodący gracze

Krajobraz konkurencyjny rynku monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach (SHM) w 2025 roku charakteryzuje się mieszanką ustabilizowanych konglomeratów inżynieryjnych, wyspecjalizowanych producentów sensorów oraz innowacyjnych startupów technologicznych. Rynek jest napędzany rosnącymi inwestycjami w infrastrukturę, rygorystycznymi regulacjami bezpieczeństwa oraz rosnącą adopcją cyfryzacji w zarządzaniu aktywami. Kluczowi gracze koncentrują się na rozszerzaniu portfolio produktów, integracji zaawansowanej analityki i tworzeniu strategicznych partnerstw w celu wzmocnienia swoich pozycji na rynku.

Wiodący gracze w tym sektorze to Siemens AG, General Electric Company oraz Hottinger Brüel & Kjær (HBK). Firmy te wykorzystują swoją globalną obecność oraz rozległe możliwości badawczo-rozwojowe, aby oferować kompleksowe rozwiązania SHM, w tym sensory wibracyjne, systemy akwizycji danych oraz chmurowe platformy analityki. Siemens, na przykład, zintegrował technologie IoT i analitykę opartą na AI w swoich ofertach SHM, co pozwala na monitorowanie w czasie rzeczywistym i utrzymanie predykcyjne dla krytycznej infrastruktury, takiej jak mosty i kolej.

Wyspecjalizowane firmy, takie jak National Instruments Corporation oraz Campbell Scientific, Inc., są znane z wysokoprecyzyjnego sprzętu akwizycji danych i dostosowywanych systemów monitorowania. Firmy te obsługują niszowe zastosowania w inżynierii lądowej, energii i transporcie, często współpracując z instytucjami akademickimi i agencjami rządowymi w celu opracowania dostosowanych rozwiązań.

Nowi gracze i startupy również zdobywają znaczną pozycję, szczególnie w integracji bezprzewodowych sieci sensorowych i interpretacji danych opartych na AI. Firmy takie jak sensemetrics oraz Structural Technologies zyskują uznanie, oferując skalowalne, chmurowe platformy SHM, które obniżają koszty instalacji i poprawiają dostępność danych dla właścicieli aktywów.

• Strategiczne partnerstwa i fuzje są powszechnym zjawiskiem, jak w przypadku współpracy między Bentley Systems a Topcon Positioning Systems w celu integracji danych SHM z cyfrowymi bliźniakami.
• Regionalni gracze w Azji i Pacyfiku, tacy jak Tokyo Keiki Inc., szybko się rozwijają, napędzani projektami infrastruktury na dużą skalę oraz inicjatywami rządowymi w krajach takich jak Chiny i Indie.
• Innowacje w miniaturyzacji sensorów i komunikacji bezprzewodowej są kluczowym czynnikiem wyróżniającym, a firmy intensywnie inwestują w badania i rozwój, aby rozwiązać problemy związane z zużyciem energii i bezpieczeństwem danych.

Ogólnie rzecz biorąc, krajobraz konkurencyjny w 2025 roku jest dynamiczny, z liderami rynku wzmacniającymi swoje pozycje poprzez integrację technologii i rozwijanie usług, podczas gdy zwinni nowicjusze napędzają innowacje i zakłócają tradycyjne modele biznesowe.

Prognozy wzrostu rynku i prognozy przychodów (2025–2030)

Rynek monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach (SHM) jest gotowy na silny wzrost w 2025 roku, napędzany rosnącymi inwestycjami w bezpieczeństwo infrastruktury, starzejącą się infrastrukturą cywilną oraz integracją zaawansowanych technologii sensorowych. Zgodnie z recentną analizą rynku, globalny rynek SHM – w którego skład wchodzą systemy oparte na wibracjach jako istotny segment – ma osiągnąć wartość około 3,5 miliarda USD do 2025 roku, przy czym rozwiązania oparte na wibracjach stanowią istotny udział ze względu na ich skuteczność w wczesnym wykrywaniu uszkodzeń i optymalizacji utrzymania MarketsandMarkets.

Prognozy przychodów dla systemów SHM opartych na wibracjach w 2025 roku wskazują na skumulowaną roczną stopę wzrostu (CAGR) na poziomie 14–16% w stosunku do poziomów z 2023 roku, co przewyższa niektóre inne modality SHM. Ten przyspieszony wzrost przypisywany jest szerokiemu przyjęciu bezprzewodowych sieci sensorowych, postępom w analizie danych oraz rosnącemu naciskowi na utrzymanie predykcyjne w takich sektorach jak transport, energia i budownictwo Grand View Research. Oczekuje się, że region Azji i Pacyfiku poprowadzi ekspansję rynku, napędzany projektami infrastruktury na dużą skalę w Chinach, Indiach i Azji Południowo-Wschodniej, a także rządowymi nakazami dotyczącymi zgodności z bezpieczeństwem Fortune Business Insights.

• Infrastruktura transportowa: W 2025 roku mosty, tunele i kolej będą nadal największym segmentem końcowego użytkownika dla monitorowania SHM opartego na wibracjach, przy czym rządy priorytetowo traktują monitorowanie w czasie rzeczywistym, aby zapobiec katastrofalnym awariom i zmniejszyć koszty utrzymania.
• Sektor energetyczny: Turbiny wiatrowe i elektrownie coraz częściej wdrażają SHM oparte na wibracjach, aby wydłużyć żywotność aktywów i zapewnić niezawodność operacyjną, co przyczynia się do znacznych przychodów.
• Budynek komercyjny: Przyjęcie SHM opartego na wibracjach w wysokościowcach i krytycznych obiektach ma wzrosnąć, szczególnie w rejonach narażonych na trzęsienia ziemi.

Kluczowi gracze na rynku mają zwiększyć inwestycje w badania i rozwój w 2025 roku, koncentrując się na analizach opartych na AI i przetwarzaniu na krawędzi, aby poprawić dokładność i skalowalność rozwiązań SHM opartych na wibracjach. Oczekuje się również, że strategiczne partnerstwa między dostawcami technologii a właścicielami infrastruktury będą napędzać penetrację rynku i wzrost przychodów. Ogólnie rzecz biorąc, 2025 rok będzie kluczowym rokiem dla rynku SHM opartego na wibracjach, ustanawiając podstawy do dalszej ekspansji do 2030 roku.

Analiza regionalna: Udział w rynku i pojawiające się obszary wzrostu

Globalny rynek monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach (SHM) doświadcza dynamicznych regionalnych przesunięć w udziale w rynku i pojawianiu się nowych obszarów wzrostu, ponieważ inwestycje w infrastrukturę i przyjęcie technologii przyspieszają. W 2025 roku Ameryka Północna nadal dominuje na rynku, napędzana solidnymi inwestycjami w inteligentną infrastrukturę, starzejącymi się mostami i rygorystycznymi regulacjami bezpieczeństwa. Stany Zjednoczone, w szczególności, stanowią znaczącą część rynku, a federalne i stanowe inicjatywy wspierają wdrażanie zaawansowanych systemów SHM w obszarach transportowych i infrastrukturze cywilnej (MarketsandMarkets).

Europa pozostaje silnym konkurentem, z krajami takimi jak Niemcy, Wielka Brytania i Francja, które prowadzą w integracji monitorowania SHM opartego na wibracjach zarówno w nowych, jak i istniejących budynkach. Skupienie Unii Europejskiej na zrównoważonej infrastrukturze oraz fala renowacji w ramach Europejskiego Zielonego Ładu przyspiesza przyjęcie technologii SHM, szczególnie w mostach, tunelach i budynkach zabytkowych (Fortune Business Insights).

Region Azji i Pacyfiku rozwija się jako najszybciej rosnący region, z Chinami, Japonią i Koreą Południową na czołowej pozycji. Ogromne projekty rozwoju infrastruktury, urbanizacja i rządowe nakazy dotyczące monitorowania bezpieczeństwa napędzają wzrost rynku. Inicjatywa Pasa i Szlaku w Chinach oraz japońskie skoncentrowanie na infrastrukturze odpornej na trzęsienia ziemi mają szczególne znaczenie w napędzaniu popytu na rozwiązania SHM oparte na wibracjach (Research and Markets).

Na Bliskim Wschodzie i w Afryce rynek zyskuje na znaczeniu, szczególnie w krajach członkowskich Rady Współpracy Zatoki (GCC), gdzie megaprojekty takie jak NEOM w Arabii Saudyjskiej i Expo 2025 w ZEA integrują systemy SHM już na etapie projektowania. Ameryka Łacińska, choć wciąż w początkowej fazie, odnotowuje zwiększoną adopcję w Brazylii i Meksyku, głównie w infrastrukturze transportowej i energetycznej.

• Ameryka Północna: Największy udział w rynku, dojrzała adopcja, skupienie na monitorowaniu mostów i autostrad.
• Europa: Silny wzrost w projektach renowacyjnych i zielonej infrastrukturze.
• Azja-Pacyfik: Najszybszy wskaźnik wzrostu, napędzany nową budową i monitorowaniem sejsmicznym.
• Bliski Wschód i Afryka: Pojawiający się obszar wzrostu, napędzany megaprojektami i inicjatywami inteligentnych miast.
• Ameryka Łacińska: Wczesna adopcja, z potencjałem w sektorach energii i transportu.

Ogólnie rzecz biorąc, w 2025 roku zauważalna jest wyraźna tendencja do regionalnej dywersyfikacji, przy czym Azja-Pacyfik i Bliski Wschód wykazują się kluczowymi obszarami wzrostu wśród ustabilizowanych rynków w Ameryce Północnej i Europie.

Perspektywy przyszłości: innowacje i strategiczna mapa drogowa

Perspektywy przyszłości dla monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach (SHM) w 2025 roku kształtowane są przez szybki rozwój technologiczny oraz strategiczne przesunięcie w kierunku zintegrowanego, opartego na danych zarządzania aktywami. W miarę jak infrastruktura starzeje się na całym świecie, a zapotrzebowanie na odporne i bezpieczne struktury wzrasta, rynek SHM ma szansę na znaczący wzrost, a rozwiązania oparte na wibracjach znajdą się w czołówce ze względu na ich zdolność do dostarczania diagnostyki w czasie rzeczywistym i bezinwazyjnej.

Kluczowe innowacje przewidywane na 2025 rok obejmują rozprzestrzenienie się bezprzewodowych sieci sensorowych (WSN) oraz integrację platform Internetu Rzeczy (IoT). Te osiągnięcia umożliwiają ciągłe, zdalne monitorowanie krytycznej infrastruktury, takiej jak mosty, tunele i wysokościowce, redukując potrzebę manualnych inspekcji i minimalizując przestoje. Oczekuje się również przyspieszenia adopcji przetwarzania na krawędzi, co pozwoli na przetwarzanie danych na miejscu i szybsze wykrywanie anomalii, co jest istotne dla systemów wczesnego ostrzegania i strategii prewencyjnego utrzymania.

Sztuczna inteligencja (AI) i uczenie maszynowe (ML) mają odegrać transformacyjną rolę w monitorowaniu SHM opartym na wibracjach. Wykorzystując duże zbiory danych zbierane z rozproszonych sensorów, algorytmy AI mogą identyfikować subtelne wzorce i przewidywać awarie strukturalne z większą dokładnością. Ta zdolność przewidywania jest szczególnie cenna dla właścicieli aktywów i operatorów, którzy dążą do optymalizacji harmonogramów utrzymania i wydłużenia okresu użytkowania aktywów infrastrukturalnych. Zgodnie z prognozami MarketsandMarkets, globalny rynek SHM ma osiągnąć wartość 3,8 miliarda USD do 2025 roku, przy czym systemy oparte na wibracjach stanowią znaczący udział ze względu na swoją wszechstronność i efektywność kosztową.

• Strategiczne partnerstwa między dostawcami technologii, firmami budowlanymi i agencjami rządowymi mają na celu promowanie standaryzacji i interoperacyjności, ułatwiając szerszą adopcję rozwiązań SHM.
• Nowe materiały, takie jak samoładujące się sensory piezoelektryczne, są opracowywane w celu zwiększenia trwałości sensorów i zmniejszenia wymagań dotyczących utrzymania, co dodatkowo obniża całkowity koszt posiadania.
• Ramy regulacyjne ewoluują w kierunku wymuszenia wdrażania SHM w krytycznych projektach infrastrukturalnych, szczególnie w sejsmicznych i wysokiego ryzyka rejonach, co podkreślają inicjatywy Federal Highway Administration.

Podsumowując, strategiczna mapa drogowa dla monitorowania SHM opartego na wibracjach w 2025 roku charakteryzuje się transformacją cyfrową, analizą predykcyjną i ekosystemami współpracy. Te trendy są gotowe do redefiniowania sposobu monitorowania zdrowia infrastruktury, zapewniając bezpieczniejsze, inteligentniejsze i bardziej zrównoważone środowiska zbudowane.

Wyzwania, ryzyka i możliwości dla interesariuszy

Monitorowanie zdrowia strukturalnego oparte na wibracjach (SHM) jest coraz częściej uznawane za technologię krytyczną dla zapewnienia bezpieczeństwa i trwałości infrastruktury, takiej jak mosty, budynki i aktywa przemysłowe. Jednak interesariusze – w tym właściciele aktywów, dostawcy technologii i organy regulacyjne – stają przed złożoną rzeczywistością wyzwań, ryzyk i możliwości, gdy rynek ewoluuje w 2025 roku.

Wyzwania i ryzyka

• Jakość danych i interpretacja: Dokładność monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach zależy od wysokiej jakości danych sensorowych i solidnych modeli analitycznych. Zmienność warunków środowiskowych, dryf sensorów i hałas mogą wpłynąć na jakość danych, prowadząc do fałszywych pozytywów lub pominiętych detekcji. To wyzwanie jest szczególnie istotne w przypadku starzejącej się infrastruktury, gdzie dane bazowe mogą być niekompletne lub niepewne (National Institute of Standards and Technology).
• Integracja z systemami dziedzictwa: Wiele istniejących struktur nie ma cyfrowej infrastruktury potrzebnej do płynnej integracji SHM. Modernizacja tych aktywów za pomocą nowoczesnych sensorów i sieci komunikacyjnych może być kosztowna i technicznie skomplikowana, szczególnie w odległych lub niebezpiecznych środowiskach (Federal Highway Administration).
• Ciberbezpieczeństwo i prywatność danych: W miarę jak systemy SHM stają się bardziej połączone, stają się coraz bardziej podatne na zagrożenia cybernetyczne. Zapewnienie integralności i poufności danych strukturalnych staje się rosnącym problemem, szczególnie dla infrastruktury krytycznej i zastosowań obronnych (Cybersecurity and Infrastructure Security Agency).
• Luki w regulacjach i standardach: Brak powszechnie uznawanych standardów dla monitorowania zdrowia strukturalnego opartego na wibracjach utrudnia zakup, wdrażanie i współpracę międzynarodową. Niepewność regulacyjna może opóźniać zatwierdzenie projektów i zwiększać koszty zgodności (International Organization for Standardization).

Możliwości

• Utrzymanie predykcyjne i oszczędności kosztów: Zaawansowane analizy i uczenie maszynowe umożliwiają dokładniejsze przewidywanie degradacji strukturalnej, pozwalając właścicielom aktywów przejść od reaktywnego do predykcyjnego utrzymania. Może to znacznie obniżyć koszty cyklu życia i nieplanowe przestoje (McKinsey & Company).
• Ekspansja rynku: Globalny nacisk na odporność infrastruktury i inteligentne miasta napędza popyt na rozwiązania SHM, otwierając nowe rynki zarówno w krajach rozwiniętych, jak i wschodzących (MarketsandMarkets).
• Innowacje w czujnikach i analizach: Postępy w zakresie bezprzewodowych sensorów, przetwarzania na krawędzi i diagnostyki opartej na AI zwiększają skalowalność i efektywność monitorowania SHM opartego na wibracjach, tworząc możliwości dla dostawców technologii i integratorów (International Data Corporation (IDC)).

Źródła i odniesienia

• MarketsandMarkets
• Federal Highway Administration
• European Commission
• Siemens
• HBM
• Frost & Sullivan
• U.S. Department of Energy
• STMicroelectronics
• Microsoft
• Google Cloud
• General Electric Company
• Campbell Scientific, Inc.
• Structural Technologies
• Topcon Positioning Systems
• Grand View Research
• Fortune Business Insights
• Research and Markets
• National Institute of Standards and Technology
• International Organization for Standardization
• McKinsey & Company
• International Data Corporation (IDC)