功能安全市场规模和份额

功能安全市场分析

功能安全市场规模预计到2025年为70亿美元，预计到2030年将达到115.3亿美元，预测期内（2025-2030年）复合年增长率为10.48%。现在更严格的全球标准与工业 4.0 的推出相结合，产生了强劲的需求，迫使制造商从概念阶段就将安全功能嵌入到核心自动化平台中。石油、天然气和电力设施事件调查后加强的监管执法进一步促进了采用，而快速数字化创造了有利于可编程安全逻辑而不是硬连线继电器的用例。供应商还受益于将功能安全与企业网络安全相结合的需求，ISA/IEC 62443 指南强化了这一趋势，该指南将流程安全和网络弹性视为同一学科的两个部分。因此，可以验证的解决方案提供商日期 SIL 合规性和网络安全设计合二为一，赢得了明显的竞争优势。

全球功能安全市场趋势和见解

严格的全球安全法规和标准

IEC 61508 现在支持跨行业的产品批准，2024 年 ISO 26262 更新增加了明确的人工智能和机器学习指导，强制设计阶段安全集成。 ^{[1]Underwriters Laboratories，“ISO 26262 第 3 版有何期待”，UL、ul.com} 因此，寻求进入全球市场的制造商需要 SIL 级组件和系统级验证，这可以维持可预测的对认可测试实验室的需求。与此同时，欧盟机械指令、OSHA指令以及日本和中国的类似规则也提高了执行力度。再加上对违规行为的处罚不断增加，这些框架促使企业用集成的、有证书支持的安全控制器取代独立继电器，以简化审核并加快工厂审批速度。

工业 4.0 扩展加速安全系统集成

数字化转型将操作数据放置在云端，因此安全功能现在必须与基于以太网的网络进行本地对话，同时保持确定的响应时间。智能工厂使用数字孪生进行预测性停机，人工智能分析可以在传感器漂移威胁到 SIL 目标之前发现它。此类用例有利于可编程逻辑，可以接受多种协议并将诊断推向上游至 MES 和 ERP 层。因此，需求倾向于灵活的安全 PLC 和软件框架，可以远程修补，而不会失去认证状态。

石油、天然气和电力领域的事件驱动审查

2024 年备受瞩目的炼油厂爆炸和电网故障促使监管机构加快现场审计，扩大强制性验证测试间隔和文档深度。运营商通过安装紧急关闭和压力保护系统来应对，该系统具有内置审核跟踪功能，可自动证明合规性。这种审查在海上环境中最为严格，每天的停机处罚高达数百万美元，从而加强了 HIPPS 和集成火灾和气体检测的采用，以满足 SIL 3 目标，同时削减火炬容量要求。

功能安全与工业网络安全的集成

融合 OT/IT 架构使安全环路面临网络威胁，因此 ISA/IEC 62443 指南现在要求在安全控制器内进行经过身份验证的通信和安全启动。供应商嵌入加密和通常直接在安全固件中进行检测，即使在网络事件期间也能确保故障安全行为。跨国公司越来越多地发布合并 SIL 和网络安全规范的单一 RFP，引导市场转向同时评估 IEC 61508 和 IEC 62443 的平台。

高实施成本给中小企业采用带来挑战

获得 SIL 3 认证由于严格的第三方测试和文档记录，on 可以使项目总预算增加 15-25%。许多中小企业推迟升级或选择较低的 SIL 目标，从而减缓了在轻工业和离散制造业的渗透率。 ^{[2]TUV SUD, “Functional Safety,” TUV SUD, tuvsud.com} 虽然订阅模式有所帮助，但资本密集度仍然是近期增长的主要阻碍，特别是在地方执法仍趋于成熟的情况下。

棕地改造呈现复杂的集成挑战

传统工厂通常依赖专有网络和模拟信号，因此更换以太网就绪的安全控制器需要昂贵的协议桥和分阶段切换。北海运营商报告称，与新建项目相比，实时迁移项目的成本增加高达 60%。因此，供应商开发了改造套件和模拟工具来保持生产运行，但工程却难以实现。den 仍然延长了销售周期。

细分市场分析

按设备类型：随着可编程逻辑的步伐加快，传感器仍然是核心

2024 年，安全传感器的收入占功能安全市场规模的最大份额，达到 28%，反映了它们作为物理危险和控制系统之间主要联系的作用。光学分辨率和自诊断的不断改进提高了传感器的可靠性，使制造商能够提高验证测试间隔并减少停机时间。在洁净室和食品级环境中，非接触式传感可最大限度地降低污染风险，其采用率也有所增加。

预计到 2030 年，可编程安全系统的需求将以 11.2% 的复合年增长率增长，这是设备类别中最快的增长率。随着工业 4.0 的传播，用户青睐软件可配置逻辑，这种逻辑可以适应频繁的产品更换，而无需重新布线机柜。欧姆龙 Sysmac Studio cut pro 等平台编程时间缩短了 90%，缓解了认证工程师的瓶颈。 ^{[3]Omron Corporation，“Sysmac Studio 缩短了安全编程时间”，Omron，omron.com} 最终控制元件、阀门、执行器和驱动器也获得了发展动力，因为过程工业正在用支持条件的 SIL 级数字设备取代老化的机械调速器监控。在预测期内，简化验证的集成传感器控制器封装可能会将支出从分立组件转向捆绑解决方案，从而强化向平台提供商的趋势。

安全系统：ESD 领先，但 HIPPS 实现更快增长

紧急关闭 (ESD) 系统在 2024 年占功能安全市场份额的 24%，主要应用于在过程异常期间需要快速隔离的石油、天然气和化学操作。 ^{[4]Schlumberger, “高完整性压力保护系统 (HIPPS),” Schlumberger, slb.com} 海上平台和液化天然气列车的市场密度最高，这些地方的高价值资产和更严格的规范要求采取多层保护。供应商不断增强诊断和投票架构以更少的 I/O 点满足 SIL 3，从而降低了生命周期成本。

高完整性压力保护系统 (HIPPS) 预计将以 11.1% 的复合年增长率增长，因为深水项目采用它们来避免超大火炬烟囱并减少排放。北海资产的成功部署节省了 2500 万美元的资本支出，创造了强大的投资回报率案例，维持了电力和炼油领域的稳定需求。而火气系统则受到法规的推动，要求集成火焰、有毒气体和热检测的全覆盖模型

按服务划分：TIC 继续占据主导地位，培训加速

测试、检验和认证 (TIC) 提供商占据 2024 年服务收入的 46%，因为在大多数司法管辖区，第三方验证对于 SIL 声明仍然是强制性的。跨国公司通常更喜欢全球 TIC 合作伙伴来简化整个工厂网络的审计，从而加强少数经过认证的机构的市场集中度。

随着企业解决认证专家短缺的问题，培训和咨询服务将以 11.3% 的复合年增长率扩大。到 2024 年，仅 TUV SUD 就培训了 7,000 名工程师，但需求仍然大于供应，促使较大的最终用户签署多年期培训合同。随着供应商转向涵盖危害分析、验证测试和定期重新认证的生命周期模型，设计、工程和维护合同也在增长。通常通过订阅提供的嵌入式远程支持包现在捆绑在一起d 控制器销售，平滑供应商的收入并减少用户的意外停机。

按最终用户行业：石油和天然气占主导地位，制药行业崛起

到 2024 年，石油和天然气应用将占功能安全市场规模的 42% 份额；即使在价格周期期间，双路径关闭逻辑和排污隔离的监管要求也能保持强劲的支出。海上项目将高达 6% 的总资本支出分配给安全仪表系统，从而产生稳定的基本需求。

预计到 2030 年，药品制造将以 11.0% 的复合年增长率增长，这是最终用户中最快的，因为 FDA 21 CFR 第 11 部分和第 211.68 部分规则推动工厂采用经过验证的电子记录和自动化质量检查。生物制品中的持续过程验证推动了 SIL 级传感器的订单，而洁净室机器人技术的采用增加了对经过 ISO 13849 认证的嵌入式安全固件的需求。发电、汽车和食品加工形成了下一个层次，每个现代优化传统生产线，以满足企业安全目标和工人保护规则。

地理分析

在欧盟机械指令以及德国、意大利和北欧国家广泛使用先进自动化的支撑下，欧洲到 2024 年将保持领先地位，占据 29% 的功能安全市场份额。可再生能源和海上风电的采用不断加强，其中高价值资产和偏远地区需要能够进行远程诊断且符合 SIL 3 标准的停机设备。 ^{[5]西门子新闻中心，“西门子推出创新型电机管理系统”，西门子，press.siemens.com}

在 OSHA 推动的工人安全计划和广泛改进的支持下，北美紧随其后，石化、制药产能。该地区还开创了安全y-网络安全融合，得益于成熟的 IT-OT 集成技能和大量认证工程师。联邦对半导体工厂的刺激措施加强了满足 IEC 61508 和 ISA/IEC 62443 要求的可编程安全平台的新安装。

亚太地区预计到 2030 年复合年增长率将达到最快的 11.4%。中国正在进行的制造业升级，加上日本的精密机器人投资，刺激了对可编程安全 PLC 和智能光幕的大量采购。东南亚国家采用基于订阅的安全服务来满足不断提高的工作场所安全期望，而无需大量资本支出，而印度新的化学工艺安全指南使新建工厂直接达到 SIL 2+ 规范水平。随着沙特阿拉伯、卡塔尔和阿联酋的 NOC 和 IOC 项目对新建液化天然气和氢气设施的 HIPPS 和先进的火灾和气体检测进行标准化，中东和非洲贡献了增量收益。

竞争格局

功能安全市场具有适度的分散性。罗克韦尔自动化的 Logix SIS 将过程控制和 SIL 3 安全结合在一个机箱中，将集成劳动力减少了 30%，标志着向单一平台架构的转变。西门子、艾默生和 ABB 推出了类似的策略，将网络安全和数字孪生挂钩嵌入到将客户锁定在生态系统路线图中。

围绕人工智能分析的竞争加剧，黑莓 QNX 与英特尔合作，提供针对机器人和离散制造的 IEC 61508 SIL 3 认证软件堆栈，展示了跨领域联盟如何加快针对中小企业的上市时间，与霍尼韦尔的合作成为一个空白机会。 2025 数字套件展示了基于安全诊断的主动网络防御，以提供合作以订阅形式持续合规。

服务差异化现在围绕生命周期支持展开。 TIC 专业将培训门户、远程验证测试和人工智能驱动的文档引擎捆绑在一起，以保持思想共享。与此同时，改造专家通过使用分阶段切换和临时旁路逻辑保证棕地工厂的零停机迁移，开辟了一个利基市场。对于那些渴望在大规模自主运营之前添加模型验证工具的老牌供应商来说，解决人工智能规则验证问题的初创公司可能会成为有吸引力的收购目标。