2023年设备健康管理系统行业市场发展战略研究及细分应用市场发展规模前景预测

1、设备健康管理系统行业简介：设备健康管理系统（PHM）主要依靠设备状态监测与故障诊断技术，系通过识别和抓取设备运行中的相关数据信息并进行分析，确定故障性质、部位和起因，准确预报设备故障的程度和趋势，并提出相应的运维策略。设备健康管理是一门紧密结合生产实际的工程科学，是现代化生产发展的产物，状态监测与故障诊断技术起源于美国和欧洲等发达工业国家。早在20世纪60年代末和70年代初期，美国、英国等发达国家即成立相关行业组织。1971年，美国麻省理工学院的Beard在博士论文中首先提出用解析冗余代替硬件冗余，通过系统的自组织使系统闭环稳定，再利用比较观测器的输出得到系统故障信息的新思想，标志着基于解析冗余的故障诊断技术的诞生。

2000年7月，PHM技术被列入美国国防部的《军用关键技术》报告，至今已实现从方案设计到工程实用阶段的转变。目前，状态监测与故障诊断技术已经得到美国等发达国家的深度研究与推广应用，并正在成为新一代飞机、舰船和车辆等武器装备研制阶段与使用阶段的重要组成部分。代表性的相关系统包括：F-35飞机PHM系统、直升机健康与使用监控系统（HUMS）、波音公司的飞机状态管理系统（AHM）、NASA飞行器综合健康管理（IVHM）、美国海军综合状态评估系统（ICAS）以及预测增强诊断系统（PEDS）等。美国等发达国家的状态监测与故障诊断技术应用范围覆盖各类先进武器装备，在降低维修保障成本，提高武器装备安全性、可用度与完好性，确保任务成功性，提升作战效能方面发挥了重要作用。例如，根据《AeronauticalScienceandTechnology》论文，PHM在军用直升机、固定翼飞机上已有比较广泛的应用，并取得显著成效，2017年，美陆军认定其UH-60L“黑鹰”上安装的飞行器综合健康管理系统（IVHMS）比未装备IVHMS的直升机出动率高27%，非计划维修减少52%，总维修量减少17%。

美国等发达国家代表性PHM及应用情况如下：

工业设备的健康管理是智能制造发展方向之一。2021年工信部、国家发改委等8部门发布的《“十四五”智能制造发展规划》中明确提及“实施大型制造设备健康监测和远程运维，保证流程安全运行；打造全生命周期数据共享平台，实现全产业链优化”，并在工业软件突破提升行动专栏提及“故障预测与健康管理软件（PHM）、运维综合保障管理（MRO）”。随着工业自动化、智能化水平不断提升，工业设备的现代化运维管理已经成为工业数字化、智能化转型必不可少的部分。

根据《机械工程学报》发表的《面向2035的智能制造技术预见和路线图研究》，数字孪生技术、设备健康评估和故障预示技术列于面向2035的智能制造技术清单内。数字孪生在数字化的环境下，将人机物等物理实体映射形成信息虚体。它通过对来自物理实体的实时数据，“理解”对应的物理实体的变化并对变化做出响应。借助信息空间对数据综合分析处理的能力，应对外部复杂环境的变化，进行有效决策，并作用到物理实体。在这一过程中，物理实体与信息虚体之间交互联动、虚实映射，通过数据融合分析、决策迭代优化等手段共同作用，实现制造活动的持续优化，为生产制造活动提供新的时空维度；设备健康评估和故障预示通过故障机理分析与损伤演化建模，以及衰退分析和预测等技术，建立基于失效机理的全寿命设计、预测性维护的理论模型。以设备运行数据、数据挖掘、特征学习、信息共享、安全与隐私保护等技术为基础，融合设备原理、专家知识和数据模型，对装备基本零部件早期微弱故障或者极其微弱异常信息，进行强相关故障特征有效分离、早期微弱故障特征增强与提取、多维空间特征映射与提取，从而有效识别早期微弱故障与复合故障，推动远程监测、诊断、健康管理与预测维护等领域的技术进步，提供设备维护的预测性建议。

设备健康管理技术可使对设备的运维管理从被动性的反应性维修活动转向主动性、先导性的维修活动，从而实现在准确的时间对准确的部位采取准确的维修活动。随着传感器技术、芯片技术、计算机软件技术、大数据分析和人工智能的不断成熟和发展，设备健康管理在工业和军工领域的应用市场前景十分广阔。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年全球及中国设备健康管理系统（PHM）市场全景调研及投资战略评估预测报告》

2、所处行业市场前景：当前，我国设备健康管理产品主要应用于军工、石油化工、轨道交通等领域，上述领域企业设备投资较大，且对生产运行的连续性、稳定性和高效性等要求极为严格，因此对设备智能健康管理相关产品的需求较高。根据专家预测2026年全球预测性维护市场规模将达到281.62亿美元，2019年-2026年复合年均增长率为28.87%，具体如下：

2019-2026年全球预测性维护市场规模现状及预测

数据统计：中金企信国际咨询

专家预测2026年我国预测性维护市场规模将达到32.14亿美元，2019年-2026年复合年均增长率为40.53%，增速高于全球市场，具体如下：

2019-2026年中国预测性维护市场规模现状及预测

数据统计：中金企信国际咨询

军工、石油化工、轨道交通、电力、煤炭等设备健康管理产品主要应用领域的细分市场具体情况如下：

（1）军工行业：当前，国内外政治环境日趋复杂化，我国国际安全面临的不稳定性、不确定性更加突出。从长期来看，我国国防建设持续推进，国防支出呈增长趋势。2022年，我国国防支出预算为14,504.50亿元，同比上年增长7.02%。

根据国防部2019年国防白皮书《新时代的中国国防》，我国国防费主要分为装备费、人员生活费、训练维持费三部分，其中用于武器装备的研究、试验、采购、维修、运输、储存等方面的装备费呈逐年增长趋势，且在国防费中所占的比例也逐年增长，2017年装备费占国防费的比例已达41.10%。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要（草案）》提出，要贯彻新时代军事战略方针，加快机械化、信息化、智能化融合发展；加快武器装备现代化，聚力国防科技自主创新、原始创新，加速战略性、前沿性、颠覆性技术发展，加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展。随着军事技术向高、精、尖方向的发展，各种武器装备的技术水平越来越高，系统越来越复杂，研制周期越来越短。国内军方的装备发展采用“生产一代、研发一代、储备一代”的方式进行，近年来，国产航母、新型潜艇、075两栖攻击舰、歼-20、直-20、运-20等新型装备陆续亮相，预计后续新型装备的研发工作会相继开始准备和启动。随着装备费的逐年增长及新型装备研发工作的开展，预计装备健康管理产品的需求将持续提升。

军用舰船方面，目前中国海军舰船总量与美国相当，但舰船总排水量仍与美国有较大差距，在各类舰船的平均排水量和最大排水量方面均处于落后水平。根据预测，考虑到海军装备为我国目前大力发展的重点方向，假设海军建设投入以7.50%的增速增长，预计到2025年，我国海军装备建设预计投入将达到2,040亿元。军用飞机方面，在我国对军工产业发展日益重视、国防科技建设步伐加快等因素影响下，近年我国军用飞机数量持续上升。

目前我国军用飞机代际结构同美国存在较大差距，仍有较大提升空间。2027年我国将在建军百年实现国防实力与现阶段经济实力相匹配的目标，2035年我国将基本实现国防和军队现代化。预计我国军用飞机市场规模将稳步提升。

（2）石油化工行业：石油化工行业在我国国民经济的发展中有重要作用，为社会发展提供必要的石油能源和化工产品，是中国的支柱产业之一。据国家统计局数据：截至2021年末，石油化工行业规模以上企业26,947家，全年增加值比上年增长5.3%。2021年，石油化工行业规模以上企业营业收入14.45万亿元，占全国规模工业营业收入的11.3%。

需求方面，国内石油消费量增速远高于产量的增速，需求缺口呈逐步扩大趋势，预期未来一段时间内需求仍将保持快速增长。2020年中国石油表观消费量（产量加净进口量）7.4亿吨，2011-2020年年复合增长率达5.5%。供给方面，随着中国工业的快速发展，石油企业不断加强高质量勘探和效益开发，积极释放优质产能，石油产量总体保持稳定。

2011-2021年中国石油产量及表观消费量现状分析

数据统计：中金企信国际咨询

石油化工行业具有典型的连续生产的特点，工艺技术复杂，对反应装置、仪表、设备状况要求严格，且化工原料、产品易燃易爆，对安全管理要求较高，设备一旦出现突发故障轻则导致设备非计划停机，重则导致安全生产事故发生。往复压缩机、离心压缩机、螺杆压缩机、泵、风机等关键设备的稳定运行是石油化工企业安全生产的基石，石油化工企业需在关键性的往复压缩机、离心压缩机、机泵等设备上安装健康管理产品。

石油化工行业设备安全、可靠、稳定的运行直接关系到企业的人员生命财产安全和经济效益，2010年中国石化下发的《关于切实做好高温油泵和重要机泵安全运行的指导意见》中明确提出了“建议有条件的企业安装在线机泵群状态监测系统”。2015年4月，国家安监总局组织的对二甲苯生产企业安全专项检查中也提出了“对二甲苯生产装置高温泵增加温度和振动监测系统，实现在线监测”的政策性要求。随着我国工业化与信息化的不断融合，以及石油化工行业不断向生产过程智能化、资产全生命周期管理智能化转型升级，构建更为先进、实用的设备健康管理产品成为石油化工行业的迫切需要。

巨大的行业市场规模，以及石油化工企业自身需求不断增加，为设备健康管理产品在石油化工行业的不断应用拓展提供了广阔的市场空间。

中金企信国际咨询公布的《预测性维护行业市场发展动态监测及投资战略可行性评估预测报告（2023版）》

（3）轨道交通行业：

城市轨道交通是现代城市交通系统的重要组成部分，也是城市公共交通系统的骨干。近年来，城市规模的不断扩大给城市轨道交通行业注入动力，部分大型城市相继建成了一批项目，使城市交通状况明显改善，对充分发挥城市功能、改善环境、促进经济和社会发展起到了重要作用，我国城市轨道交通行业也迎来了高速发展时期。随着我国轨道交通建设投资连续多年维持高位，轨道交通设备市场将展现出对设备健康管理产品的巨大需求。

1）城市轨道交通运营里程及投资规模稳步增加：根据中国城市轨道交通协会数据，截至2021年底，我国城市轨道交通在建线路总规模达到6,096.40公里，包含地铁、轻轨、单轨、市域快轨、现代有轨电车、磁浮交通等六种制式。运营线路总长度9,206.80公里，同比增长15.52%，包括地铁7,209.70公里，其他制式城轨交通运营线路1,997.10公里。2021年，我国新增城市轨道交通运营线路长度1237.10公里。

我国城市轨道交通计划总投资额稳步增长，各城市线路规模持续扩大，并逐渐连线成网，城市轨道交通发展从单一线路化逐步过渡到网格化发展时代。2021年，我国共完成城市轨道交通建设投资5,860亿元，同比略有回落；共有3个城市新一轮城轨交通建设规划或规划调整获国家发改委批复并公布，获批项目中涉及新增线路长度314.6公里，新增计划投资2,233.54亿元。

2）开通城市轨道交通的城市数量不断上升：2010年底我国内地开通城市轨道交通服务的城市仅北京、天津、上海、广州、深圳等10座城市。根据中国城市轨道交通协会数据，到2021年底，我国内地共50个城市开通城市轨道交通运营服务，开通城轨交通线路244条。有24座城市的线路规模达到100公里或以上，城市轨道交通网络化运营已成趋势，发展速度较快。

3）“智慧城轨”普及推动城市轨道交通的投资建设扩大：2020年3月，中国城市轨道交通协会发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，按照“1-8-1-1”的布局结构，即铺画一张智慧城轨发展蓝图；创建智慧乘客服务、智能运输组织、智能能源系统、智能列车运行、智能技术装备、智能基础设施、智能运维安全和智慧网络管理八大体系；建立一个城轨云与大数据平台；制定一套中国智慧城轨技术标准体系。轨道交通投资规模的增加及未来智慧城轨对大容量、低时延、高可靠通信网络的需求将带来设备健康管理产品需求的快速增长。

（4）电力行业：电力是现代社会经济发展的基础，为国民经济的发展提供能源供给和动力支持。电力行业是我国国民经济的重要支柱产业，更是我国经济发展战略优先发展的重点领域。近年来，国内经济的快速发展，带动电力行业发展迅速，发电装机容量、发电量及用电量呈现良好的增长态势。根据中电联和国家能源局公布的数据，2010年末至2021年末，全国全口径发电装机容量由9.62亿千瓦增至23.77亿千瓦；2010年至2021年，全国规模以上工业企业发电量由4.21万亿千瓦时增至8.11万亿千瓦时，全社会用电量由4.19万亿千瓦时增加至8.31万亿千瓦时。

我国电力行业规模稳步提升，在清洁高效发展的背景下，电力行业的核心设备健康管理系统的重要性不断加强，市场前景广阔。

（5）煤炭行业：我国富煤、贫油、少气的资源特点决定了煤炭是我国能源消费的主体，在我国的一次性能源生产和消费中占据了主导地位。在未来相当长时期内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。近年来，我国煤炭总体产量稳中有升。2021年全国原煤产量41.26亿吨，同比增长5.74%。2022年上半年，我国原煤产量21.94亿吨，同比增长12.57%。

2012-2022年上半年中国原煤产量现状分析

数据统计：中金企信国际咨询