市場主要受全球基礎設施老化和老化的推動。全球許多國家都面臨隧道、橋樑和建築物老化的挑戰，促使人們增加對結構健康監測 (SHM) 系統的投資，以便及早發現結構問題。在美國，美國土木工程師學會 (ASCE) 2021 年的報告將美國基礎設施評為 C 級，其中 42% 的橋樑已使用 50 年。因此，2021 年的《兩黨基礎設施法》撥款 400 億美元用於橋樑維修，其中一部分專門用於開發先進的結構健康監測 (SHM) 技術。
自然災害和引人注目的結構倒塌事故的日益頻繁，凸顯了對嚴格的先進監測系統的需求，以確保結構穩定性並防止人員傷亡。結構健康監測 (SHM) 有助於檢測結構壓力或損壞的早期預警訊號，從而防止災難性故障並挽救生命。因此，在交通運輸、能源和公共基礎設施等高風險領域和產業，SHM 系統的採用正在成長。 2021年，佛羅裡達州瑟夫賽德公寓大樓倒塌事故造成98人死亡。此後，佛羅裡達州和紐約州等美國各州提議對超過一定年限的建築物進行強制性結構檢查和監控。這鼓勵住宅和商業房地產領域採用結構健康監測 (SHM)。
結構健康監測產業的成長動力與挑戰
成長動力
- 政府法規和基礎設施投資計畫：國家和國際政策法規正在迫使公共和私人利益相關者實施結構監測系統，以確保符合安全標準。許多國家正在強制進行結構檢查，並鼓勵整合SHM解決方案。歐盟指令（EU）2020/1057規定，跨歐洲交通網絡（TEN-T）內的橋樑和交通基礎設施必須符合嚴格的安全和檢查規範。因此，德國和法國已根據這些政策部署了試點SHM計畫。
- 感測器、物聯網和人工智慧領域的技術進步：無線網路、人工智慧驅動的預測分析和即時雲端監控系統的創新極大地提高了SHM系統的準確性和成本效益。這些技術正在將SHM的應用擴展到新的領域，包括智慧城市、海上平台和高層建築。 2023年，華為與深圳市政府合作推出了基於人工智慧的結構健康監測（SHM）系統，該系統利用5G、雲端運算和人工智慧技術，即時監測300多座重點橋樑和隧道，並即時檢測裂縫和振動異常。
結構健康監測市場的主要技術創新
結構健康監測市場正在經歷快速發展，這得益於人工智慧、物聯網 (IoT)、無線感測器網路、無人機巡檢和區塊鏈等尖端技術的採用。這些技術進步顯著提高了各行業結構健康監測系統的精度、運作效率和預測能力。下表列出了一些採用技術創新的頂級公司或地區。
|
科技趨勢 |
產業採用與影響 |
|
人工智慧與機器學習 |
27% 的 SHM 系統採用機器學習進行預測分析和早期故障偵測。 |
|
無線感測器網路 |
32% 的新系統採用機器學習，降低了安裝和維護成本。 |
|
無人機檢查 |
利用熱成像和高解析度成像。 |
|
區塊鏈 |
透過透明、防篡改的記錄保存，確保SHM資料的安全。 |
|
物聯網整合 |
透過連接的感測器進行即時監控，可以更快地回應結構問題。 |
人工智慧與全球結構健康監測市場中結構健康監測 (SHM) 的機器學習趨勢
人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 正在透過實現更快、更準確的異常檢測和維護預測來改變結構健康監測 (SHM)。像卷積神經網路 (CNN) 這樣的深度學習模型可以處理應變和振動訊號等複雜數據，從而及早發現潛在故障。領先的公司正在將人工智慧用於結構模擬、供應鏈優化和數位孿生（一種預測即時效能的虛擬模型）。這些創新提高了檢查速度、準確性和合規性，同時減少了停機時間和營運成本。以下是一些範例。
|
公司 |
AI &機器學習整合 |
成果 |
|
Civils.ai |
基於英國橋樑資料的人工智慧模擬 |
橋樑健康評估速度提升 44% |
|
Senceive |
無線節點中的機器學習用於異常檢測 |
比手動方法檢測速度提高 32% |
|
Altair |
深度學習用於振動模式辨識 |
故障偵測準確率提升 30% |
|
Hexagon AB |
AI 用於 SHM 感測器供應鏈優化 |
物流成本降低 20% |
|
Strainstall |
用於海上維護計畫的預測性 AI |
維護計畫優化 36%，停機時間減少 |
限制
- 高昂的初始成本和複雜的整合：市場上最嚴峻的挑戰之一是高昂的初始成本和複雜的系統整合。實施全面的SHM系統涉及與先進感測器、數據採集單元、通訊基礎設施、軟體平台和熟練勞動力相關的費用。此外，將這些系統整合到現有基礎設施中可能存在技術難題和乾擾。這些高昂的前期成本可能會限制其應用，尤其是在中小型資產所有者或資金有限的地區。此外，儘管透過降低風險和優化維護，長期來看投資回報可觀，但回報可能不會立即顯現。
結構健康監測市場：關鍵見解
| 報告屬性 | 詳細資訊 |
|---|---|
|
基準年 |
2024 |
|
預測年份 |
2025-2037 |
|
複合年增長率 |
18.5% |
|
基準年市場規模（2024年） |
36億美元 |
|
預測年度市場規模（2037 年） |
325億美元 |
|
區域範圍 |
|
結構健康監測細分
科技（有線結構健康監測系統、無線結構健康監測系統）
預計到 2037 年底，有線結構健康監測系統在結構健康監測市場中的份額將達到 60%，這得益於其卓越的數據準確性和可靠性。這些系統通常使用同軸電纜和光纖等實體連接來傳輸數據，並確保訊號傳輸的連續、不間斷。它們能夠支援密集的感測器網路並提供不間斷電源，是長期持續監測的理想選擇。
最終用途（民用基礎設施、航空航太、能源、採礦、海事）
由於對橋樑、隧道和水壩等老化結構的監測需求迫切，預計民用基礎設施領域在預測期內將佔據 35% 的份額。持續的監測可以確保公共安全，防止災難性故障，避免人員傷亡。世界各國政府都在大力投資這些技術，以遵守嚴格的安全規則並延長關鍵基礎設施的使用壽命。此外，物聯網、人工智慧和智慧感測器等先進技術的整合提升了即時監控能力，使安全健康管理 (SHM) 系統更加高效且更具成本效益。自然災害頻繁以及對災害復原力的重視，進一步凸顯了結構健康監測 (SHM) 在民用基礎設施中的重要性。
我們對全球結構健康監測市場的深入分析涵蓋以下細分領域：
|
科技 |
|
|
結束用途 |
|
|
元件 |
|
|
產品 |
|
|
應用 |
|
Vishnu Nair
全球業務發展主管根據您的需求自訂本報告 — 與我們的顧問聯繫，獲得個人化的洞察與選項。
結構健康監測產業 - 區域概要
北美市場分析
由於在基礎設施開發和維護方面投入大量資金，預計到2037年北美市場將佔據38.2%的市場份額。市場擴張的動力源於對橋樑、水壩和隧道等老化基礎設施的迫切監測需求，這些需求有助於確保公共安全並優化維護計畫。人工智慧、物聯網和無線感測器系統的整合提升了即時監測能力，使結構健康監測系統更有效率且經濟高效。例如，伊利諾伊州結構健康監測計畫在開發用於即時監測民用基礎設施的低成本無線感測器網路方面取得了顯著進展，這反映了該地區對該領域創新的投入。
在美國，由於美國基礎設施老化，結構健康監測市場有望顯著成長，這需要精確的即時監測，以防止災難性的故障。美國陸軍工程兵團等政府措施在開發能夠持續提供關鍵基礎設施零件狀況資訊的感測器方面發揮了重要作用。此外，近期的產業發展，例如Kinemetrics與美國國家儀器公司（National Instruments）合作，利用先進的數據分析技術增強監測技術，凸顯了美國致力於整合尖端解決方案，增強基礎設施韌性的決心。
亞太市場分析
由於都市化進程加快以及對高品質基礎設施的需求不斷增長，預計亞太地區在2025年至2037年間將佔據25%的強勁份額。印度、日本和韓國等該地區的領先國家正在投資基礎建設，包括橋樑、建築和隧道。這有利於使用結構健康監測系統來確保基礎設施的安全穩定。此外，自然災害和結構性問題的增加也凸顯了即時監測的重要性。例如，在日本，頻繁的地震和自然災害促進了人們使用SHM技術來保護高聳的建築結構。此外，智慧城市的發展也促使人們將SHM系統納入現代城市規劃。
得益於現代基礎建設計劃和嚴格的安全法規，中國的SHM市場正在成長。包括「一帶一路」倡議在內的旨在實現基礎設施現代化的政府政策，推動了SHM系統在大型建設項目中的快速應用。這提高了這些關鍵基礎設施的安全性和耐用性。此外，建築業在經濟中發揮關鍵作用，促使公共和私營部門都採用先進的監測技術。透過優先考慮主動維護和即時數據分析，中國正在增強其基礎設施的可靠性和使用壽命。
主導結構健康監測領域的公司
- 公司概況
- 業務策略
- 主要產品
- 財務表現
- 關鍵績效指標
- 風險分析
- 近期發展
- 區域佈局
- SWOT 分析
該市場擁有許多全球參與者，每家都擁有獨特的優勢。西門子股份公司和 Nova Metrix LLC 等領先企業提供整合式 SHM 解決方案，並配備先進的感測器和分析技術。美國國家儀器公司和 Acellent Technologies 等創新企業專注於即時硬體和軟體改進。 COWI A/S 和 SIXENSE 等歐洲公司提供工程和專業的 SHM 服務，而 Structural Monitoring Systems Plc.（澳洲）和 Element Materials Technology（英國）等公司則提供利基監測和認證解決方案。在技術創新和日益增長的基礎設施安全需求的推動下，市場正在快速發展。以下列出了引領市場的全球頂級公司。
|
公司名稱 |
國家 |
預計市佔率 (%) |
|
西門子股公司 |
德國 |
13% |
|
Nova Metrix LLC |
美國 |
12% |
|
美國國家儀器公司 |
美國 |
10% |
|
Acellent Technologies, Inc. |
美國 |
8% |
|
Campbell Scientific, Inc. |
美國 |
7% |
|
COWI A/S |
丹麥 |
XX% |
|
結構監測系統有限公司 |
澳洲 |
XX% |
|
Hottinger Brüel & Kjär (HBK) |
德國 |
XX% |
|
Digitexx 資料系統公司 |
美國 |
XX% |
|
Geocomp Corporation |
美國 |
XX% |
|
Kinemetrics, Inc. |
美國 |
XX% |
|
SIXENSE |
法國 |
XX% |
|
GeoSIG Ltd. |
瑞士 |
XX% |
|
RST Instruments Ltd. |
加拿大 |
XX% |
|
Element Materials Technology |
英國 |
XX% |
以下是結構健康監測市場中各公司所涵蓋的領域：
最新動態
- 2025年2月，西門子在IMAC 2025大會上展示了其在增強振動測量技術方面的突破性研究。其團隊介紹了一種先進的虛擬點變換 (VPT) 方法，將振動測量的頻率範圍擴展了30%以上。這項創新旨在提高複雜工程專案中結構評估的準確性和可靠性。
- 2023年9月，Acellent Technologies在史丹佛大學舉辦的國際結構健康監測研討會上展示了其旋翼機監測系統。該系統已在挪威武裝部隊投入使用，並展示了其對老化直升機機隊的即時監測能力，彰顯了Acellent致力於推進航空航天應用結構健康監測 (SHM) 技術的承諾。
- Report ID: 173
- Published Date: Jun 30, 2025
- Report Format: PDF, PPT
是否有特定的數據需求或預算限制？
歡迎聯繫我們索取客製化報價，或了解我們的特別優惠方案
適用於新創公司與大學
