繊維振動ベースの構造健康モニタリング市場レポート2025：成長ドライバー、技術革新、およびグローバルな機会の詳細な分析。市場規模、主要プレーヤー、業界を形成する未来のトレンドを探る。

• エグゼクティブサマリー＆市場概要
• 繊維振動ベースのSHMにおける主要技術トレンド
• 競争環境と主要プレーヤー
• 市場成長予測（2025–2030）およびCAGR分析
• 地域市場分析と新興ホットスポット
• 未来の展望：革新と市場の進化
• 課題、リスク、戦略的機会
• 出典＆参考文献

エグゼクティブサマリー＆市場概要

繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）は、繊維光センサーを利用して、構造の振動をリアルタイムで検出、特定、定量化する高度な技術です。この技術は、橋、トンネル、パイプライン、高層ビルなどの重要なインフラの積極的な保守と安全性の確保にますます重要です。繊維光ケーブルを構造物に埋め込むことにより、オペレーターは荷重、環境変化、潜在的な損傷に対する動的応答を継続的に監視でき、早期介入を可能にし、壊滅的な故障のリスクを減少させます。

繊維振動ベースのSHMのグローバル市場は、2025年に堅調な成長を見込んでおり、インフラ投資の増加、厳格な安全規制、資産管理のデジタル変革の進展によって推進されています。MarketsandMarketsによると、全体の構造健康モニタリング市場は2025年までに38億米ドルに達する見込みであり、繊維光センサー技術は電磁干渉に対する耐性、高感度、長距離をカバーする能力から急速に拡大しています。

Smartec、Luna Innovations、およびHBM（ホッティンガー・ブリュエル＆ケイヤー）などの主要な産業プレーヤーは、単一のインタロゲーターユニットで、数百キロメートルのインフラを監視できる分散型繊維光センサー（DFOS）システムの導入の最前線に立っています。これらのシステムは、特に運用の安全性とコスト効率にとってリアルタイムデータが重要な交通、エネルギー、土木工学などの分野で高く評価されています。

地域的には、アジア太平洋地域が最も早い成長を示すと見込まれ、中国、インド、東南アジアの大規模なインフラプロジェクトや老朽化資産の近代化に向けた政府の取り組みによって牽引されています。北米とヨーロッパも依然として重要な市場であり、規制の義務やスマートインフラソリューションの採用によって支えられています。繊維振動ベースのSHMと人工知能およびクラウド分析の統合により、予測メンテナンスとライフサイクルの最適化がさらに価値を高めています。

要約すると、繊維振動ベースのSHMはニッチなアプリケーションから主流の採用へと移行しており、技術の進展、規制の推進、インフラの耐久性を確保する必要性に裏打ちされています。2025年の市場展望は革新、展開の拡大、重要な資産を世界中で保護する技術の役割への認識の高まりによって特徴付けられています。

繊維振動ベースのSHMにおける主要技術トレンド

繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）は、光ファイバーセンサー技術とデータ分析の進展により急速に進化しています。2025年には、インフラ、エネルギー、交通分野でのこれらのシステムの展開と効果を形作るいくつかの重要な技術トレンドが存在しています。

• 分散音響センシング（DAS）の強化: 標準の光ファイバーを使用して振動を沿って検出し特定するDAS技術は、空間分解能と感度の大きな改善を見せています。新しいインタロゲーターユニットは、数十キロメートルにわたってミリメートル未満のひずみ変化を検出でき、マイクロクラックや構造異常の早期発見を可能にします。SilixaやLuna Innovationsのような企業が最前線に立ち、リアルタイムで高忠実度のデータ収集を提供します。
• 人工知能（AI）の統合: AIと機械学習アルゴリズムは、繊維振動ベースのSHMプラットフォームにますます統合されています。これらのツールは、異常検出を自動化し、振動シグネチャを分類し、故障リスクをより高い精度で予測します。AI駆動の分析の採用は誤検知を減少させ、予測メンテナンス戦略を可能にしています。これはMarketsandMarketsによる最近の報告で強調されています。
• 複数パラメーターセンシング: 現代の光ファイバーセンサーは、振動、温度、ひずみを同時に監視することができます。このマルチパラメーター機能は、構造健康の全体像を提供し、より包括的な診断を可能にします。HBM FiberSensingやOSA Publishingからの革新は、これらの統合されたソリューションの採用が増えていることを示しています。
• 小型化と堅牢化: 繊維コーティング材料やセンサー包装の進展により、オフショア風力発電所や地震帯などの過酷な環境でもシステムがより堅牢になっています。小型化されたインタロゲータや堅固化されたケーブルにより、従来アクセスできなかった場所でも繊維振動ベースのSHMの適用性が拡大しています。IDTechExによると。
• クラウドベースのデータ管理: クラウドベースのプラットフォームへの移行により、リモート監視、リアルタイムデータの共有、およびスケーラブルな分析が可能になっています。インフラオペレーターは、どこからでもSHMデータにアクセスでき、迅速な対応と共同意思決定が可能になります。ガートナーによると。

これらのトレンドは、繊維振動ベースのSHMの精度、スケーラビリティ、コスト効率を高め、2025年以降のインフラ管理における重要技術としての地位を確立しています。

競争環境と主要プレーヤー

2025年の繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）市場の競争環境は、確立されたセンサー製造業者、革新的なスタートアップ、システム統合者が混在し、急速に拡大するセクターでシェアを争っています。この市場は、インフラへの投資増加、厳しい安全規制、橋、トンネル、風力タービン、高層ビルなどの重要資産のリアルタイムでの長期間の監視の必要性に牽引されています。

この領域の主要なプレーヤーには、Smartec SA、Luna Innovations Incorporated、およびHottinger Brüel & Kjær（HBK）が含まれ、高度な繊維光センシングソリューションを振動や動的ひずみのモニタリングに特化して提供しています。これらの企業は、分散型光ファイバーセンサー（DFOS）技術、例えば分散音響センシング（DAS）や繊維ブラッグ格子（FBG）センサーを活用し、長距離にわたる高解像度のリアルタイムデータを提供しています。

OptaSense（QinetiQ社の子会社）やfos4X（現在はPolyTechの一部）のような新興企業は、風力タービンブレードの監視や石油・ガスパイプラインの監視など、振動ベースのSHMが予測メンテナンスと運用安全にとって重要なニッチアプリケーションに焦点を当てて、軌道に乗っています。これらの企業は、独自のアルゴリズム、クラウドベースの分析、デジタルツインプラットフォームとの統合を通じて差別化しています。

競争環境は、戦略的パートナーシップやコラボレーションによってさらに形作られています。例えば、Luna Innovationsは、大規模なインフラプロジェクトに光ファイバーセンサーを埋め込むために主要な土木工学会社と提携している一方、Smartec SAは、センサーのキャリブレーションとデータ解釈技術の向上のために学術機関と協力しています。

• 市場シェア: MarketsandMarketsによる2024年の報告書によれば、Luna InnovationsとHBKは北米とヨーロッパで強い存在感を持つ繊維振動ベースのSHM市場の30％以上を占めています。
• 革新の焦点: 主要プレーヤーは、SHMソリューションの精度とスケーラビリティを向上させるために、AI駆動のデータ分析、エッジコンピューティング、ワイヤレスセンサーネットワークに投資しています。
• 地域のダイナミクス: アジア太平洋地域は最も急成長しており、Huaweiなどの地元のプレーヤーがスマートシティおよびインフラの近代化イニシアチブを通じて市場に参入しています。

全体として、2025年の競争環境は、技術革新、戦略的提携が特徴であり、繊維振動センシングを活用した統合されたデータ駆動型SHMプラットフォームへの明確な傾向があります。

市場成長予測（2025–2030）およびCAGR分析

繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）システムのグローバル市場は、2025年から2030年にかけて堅調な成長が見込まれ、インフラ投資の増加、厳格な安全規制、資産管理のデジタル変革の進展によって推進されています。MarketsandMarketsの予測によれば、全体のSHM市場は2025年までに38億米ドルに達すると予測されており、特に振動分析を活用した繊維光センサー技術は重要で拡大しつつあるシェアを占めます。

2025年から2030年にかけて、繊維振動ベースのSHMセグメントは、約12～14％の年間成長率（CAGR）を記録すると予想されます。これは、電磁干渉への耐性、高感度、長距離での分散センシングの提供能力による繊維光ソリューションへの選好の高まりを反映しています。Fortune Business Insightsは、繊維ベースの振動モニタリングの採用が特に土木インフラ（橋、トンネル、ダム）、エネルギー（風力タービン、パイプライン）、交通（鉄道）などの分野で強いことを強調しています。

地域的には、アジア太平洋地域が最も高い成長率を示し、中国、インド、東南アジアの大規模なインフラプロジェクトや老朽化資産の近代化イニシアチブによって牽引されています。北米とヨーロッパは引き続き重要な市場であり、厳格な安全基準や先進的なSHM技術で既存構造の改修が支えられています。IDTechExは、IoTプラットフォームやAI駆動の分析との統合が、リアルタイムの予測メンテナンス能力を可能にし、市場の拡大をさらに加速させると報告しています。

• 予測CAGR（2025～2030年）：繊維振動ベースのSHMシステムで12～14％
• 主要成長ドライバー：インフラ投資、規制遵守、デジタル化、予測メンテナンスの需要
• 主要セクター：土木インフラ、エネルギー、交通
• 主要成長地域：アジア太平洋、その後北米とヨーロッパ

要約すると、繊維振動ベースのSHM市場は2030年まで魅力的な成長が期待され、技術の進展と多様な産業での信頼性の高いリアルタイムの構造監視に対する重要なニーズが裏付けられています。

地域市場分析と新興ホットスポット

2025年の繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）市場の地域的な風景は、確立された経済と新興経済の両方での大幅な成長が特徴であり、インフラへの投資の増加、規制上の義務、技術の進展によって推進されています。北米とヨーロッパは、成熟したインフラセクター、厳格な安全規制、先進的なSHM技術の早期採用のおかげで市場を引き続き支配しています。特に米国は、老朽橋、高速道路、重要インフラの近代化に向けた連邦イニシアチブによって利益を得ており、連邦高速道路局はリアルタイム監視のための繊維光センサーの統合を支持しています。

ヨーロッパの市場は、EUがスマートインフラと持続可能性に注力しているおかげで強化されており、ドイツ、英国、フランスなどの国々が鉄道、トンネル、エネルギー資産向けの繊維振動ベースのSHMシステムの展開をリードしています。欧州委員会は研究とパイロットプロジェクトにかなりの資金を配分しており、公共および民間セクター全体での採用を加速させています。

アジア太平洋地域は、急速な都市化、大規模なインフラプロジェクト、災害への耐性に対する意識の高まりにより、最も急成長している地域となっています。中国とインドはその最前線にあり、橋、ダム、高速鉄道ネットワークの安全性と寿命を向上させるための政府の支援を受けた取り組みを行っています。中国の国家発展改革委員会とインドのNITI Aayogは、SHM技術、特に繊維振動ベースのソリューションへの投資と政策サポートを推進するうえで重要な役割を担っています。

中東では、アラブ首長国連邦やサウジアラビアなどの国々がスマートシティインフラ及びメガプロジェクトに多額の投資を行っており、SHMプロバイダーに新たな機会を創出しています。サウジアラビア運輸省やドバイ道路交通局は、新しい開発に高度な監視システムを統合する主要な関係者です。

ラテンアメリカとアフリカは、依然として新興市場ですが、自然災害による脆弱性や重要なインフラのコスト効果の高いメンテナンスの必要性から関心が高まっています。国際開発機関や多国籍金融機関、例えば世界銀行は、これらの地域でのパイロットプロジェクトや能力構築の取り組みを支援しています。

全体として、2025年は繊維振動ベースのSHMのグローバルな普及が顕著であり、アジア太平洋地域と中東が重要なホットスポットとして、北米とヨーロッパの伝統的なリーダーと共に台頭しています。

未来の展望：革新と市場の進化

2025年における繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）の未来の展望は、リアルタイムで信頼性の高いインフラ評価の必要性が高まる中、急速な技術革新と市場の拡大が進行しています。世界のインフラが老朽化し、耐久性のあるスマートシティの需要が高まる中で、繊維光センシング技術はSHMシステムの進化において重要な役割を果たすことが期待されています。

分散音響センシング（DAS）や繊維ブランギング技術（FBG）の重要な革新が、広範囲の資産全体での振動や構造の異常を継続的かつ高解像度で監視することを可能にしています。インタロゲーターユニット、データ分析、および機械学習アルゴリズムの進展により、繊維ベースのSHMの感度と精度が向上し、故障の早期発見が可能になり、より予測的なメンテナンス戦略が実現しています。たとえば、人工知能と繊維光データストリームの統合により、自動異常検出やリスク評価が可能になり、手動検査の必要が減少し、ダウンタイムが最小化されています。

市場の進化は、繊維振動ベースのSHMと広範な産業用モノのインターネット（IIoT）エコシステムの統合によっても形作られています。この統合により、シームレスなデータ共有、リモート監視、他のスマートインフラシステムとの相互運用性が可能になります。MarketsandMarketsによると、グローバルSHM市場は2025年までに38億米ドルに達する見込みであり、繊維光センサーは電磁干渉への耐性、長距離能力、過酷な環境への適性から重要かつ成長しつつあるセグメントを占めています。

• 交通インフラ: 繊維振動ベースのSHMは、橋、トンネル、鉄道にますます導入されており、ストレス、疲労、マイクロクラックの早期検出が安全性やコスト効果のあるメンテナンスにとって重要です。ヨーロッパとアジアにおけるプロジェクトは、大規模な実施において先行しており、政府のイニシアチブや公私のパートナーシップによって支えられています。
• エネルギーセクター: 石油・ガスおよび風力エネルギー産業は、パイプライン、オフショアプラットフォーム、風力タービンブレードを監視するために繊維光SHMを採用しており、厳しい環境において分散型でリアルタイムのフィードバックを提供する能力を活用しています（Baker Hughes）。
• 建築およびスマートシティアプリケーション: 都市化が加速する中、繊維ベースのSHMは新しい建設や改修プロジェクトに統合されており、構造の完全性を確保し、スマートシティの目標を支援しています（Siemens）。

2025年に向けて、繊維振動ベースのSHM市場は、研究開発投資の継続、標準化の取り組み、そしてインフラ管理における持続可能性と耐久性への強調が求められる中で利益を受けると期待されています。これらのトレンドは、より広範な採用、コスト低下、さらに技術的突破を促進し、最先端のSHMソリューションの基盤としての繊維光センシングを確立するでしょう。

課題、リスク、戦略的機会

繊維振動ベースの構造健康モニタリング（SHM）システムは、大規模インフラ全体でのリアルタイムでの分散センシング提供能力がますます認識されています。しかし、2025年におけるこれらのシステムの展開とスケーリングは、いくつかの課題やリスクに直面しており、業界の利害関係者にとって戦略的機会を提供しています。

主な課題の一つは、既存の構造に光ファイバーセンサーを統合することです。レガシーインフラに繊維ベースのSHMを改装することは技術的に複雑で高コストとなることが多く、専門的な設置とキャリブレーションの専門知識が必要です。さらに、過酷な環境（極端な温度、高湿度、腐食性大気など）での光ファイバーセンサーの耐久性には懸念が残り、長期的な信頼性やメンテナンスコストに影響を与える可能性があります（U.S. Department of Energy）。

データ管理と解釈も重要なリスクを伴います。繊維振動ベースのSHMシステムは膨大な感度の高いデータを生成するため、実用的な洞察を引き出すためには高度な分析や機械学習アルゴリズムが必要です。標準化されたデータ形式やプロトコルがないと、異なるベンダーのシステム間の相互運用性が阻害され、大規模な採用が複雑になります（National Institute of Standards and Technology）。さらに、サイバーセキュリティは新たなリスクとして浮上しており、SHMシステムの接続性が高まることで重要インフラがサイバー脅威にさらされる可能性があります。

これらの課題にもかかわらず、戦略的な機会は豊富に存在します。インフラの耐久性と予測メンテナンスに対する強調の高まり（政府規制によって促進された資産の寿命を延ばす必要性によって）が、繊維振動ベースのSHMの採用に有利な環境を作り出しています。この技術は、橋、パイプライン、風力タービンなどの重要な資産に対して連続的で分散した監視を提供できるため、構造の異常を早期に検出し、壊滅的な故障を防ぎ、ライフサイクルコストを抑える上で特に価値があります（MarketsandMarkets）。

• センサー製造業者とインフラオペレーターの間のパートナーシップは、技術革新の検証と展開を加速させる可能性があります。
• 人工知能やエッジコンピューティングの進展は、データ処理能力を向上させ、リアルタイム診断をより実現可能にすると期待されています。
• 業界のコンソーシアムや規制機関主導の標準化の取り組みが、相互運用性やデータセキュリティの問題を解決し、広範な市場受容を促進するでしょう。

要約すると、繊維振動ベースのSHMは、2025年において技術的、運用的、サイバーセキュリティの課題に直面していますが、利害関係者が戦略的なコラボレーションや技術革新を活用してこれらの障壁を克服することで成長が期待されています。

出典＆参考文献

• MarketsandMarkets
• Smartec
• Luna Innovations
• HBM（ホッティンガー・ブリュエル＆ケイヤー）
• Silixa
• IDTechEx
• OptaSense（QinetiQ社の子会社）
• fos4X（現在はPolyTechの一部）
• Huawei
• Fortune Business Insights
• 連邦高速道路局
• 欧州委員会
• 国家発展改革委員会（中国）
• NITI Aayog（インド）
• サウジアラビア運輸省
• ドバイ道路交通局
• 世界銀行
• Baker Hughes
• Siemens
• アメリカ合衆国エネルギー省
• 国立標準技術研究所