机器安全市场规模和份额
魔多智能机器安全市场分析
机器安全市场规模在2025年为55.8亿美元,预计到2030年将攀升至89.7亿美元,复合年增长率为9.97%。不断加强的监管压力、快速工业自动化以及功能安全与网络安全日益融合是推动这一增长的核心力量。欧洲即将实施的《机械法规2023/1230》正迫使全球制造商嵌入性能等级e功能,并强化安全系统以抵御数字威胁ec.europa.eu。亚太地区不断扩大的电子和汽车基地正在加速对自适应防护的需求,而北美的食品饮料加工商正在追求将工业4.0数据流与安全合规相结合的数字化改造automate.org。能够提供集成安全PLC、预测性维护分析和认证网络安全架构的供应商正在占据市场份额,因为最终用户正从硬线继电器转向软件定义的安全逻辑。
报告要点
- 按实施方式,单个组件在2024年以65%的机器安全市场份额领先,而嵌入式组件预计到2030年将以11.8%的复合年增长率扩张。
- 按组件,存在感应安全传感器在2024年占机器安全市场规模的30%;安全PLC预计到2030年将以12.5%的复合年增长率实现最快增长。
- 按应用,物料搬运在2024年占据22%的收入,而机器人和协作机器人在2025-2030年期间以14.1%的复合年增长率推进。
- 按最终用户行业,汽车在2024年保持24%的机器安全市场份额;制药和医疗保健显示出最高增长,到2030年复合年增长率为13%。
- 按地区,欧洲在2024年以31%的份额占主导地位,而亚太地区预计在2025-2030年期间将录得11.6%的复合年增长率。
全球机器安全市场趋势与洞察
驱动因素影响分析
| 驱动因素 | (~) 对复合年增长率预测的百分比影响 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 东亚电子装配线协作机器人的加速采用 | 2.2% | 东亚,溢出到北美和欧洲 | 中期(2-4年) |
| 欧盟机械法规2023/1230规定从2027年起新设备必须具备性能等级e安全功能 | 2.5% | 欧洲,对出口到欧盟的全球影响 | 长期(≥4年) |
| 北美食品饮料工厂快速棕地数字化改造项目,整合安全I/O-Link传感器 | 1.8% | 北美,采用扩散到欧洲 | 中期(2-4年) |
| 中东LNG大型项目激增提升对SIL-3级紧急关断系统的需求 | 1.5% | 中东,溢出到亚太地区 | 中期(2-4年) |
| 超过OSHA TRIR阈值的工厂伤害保险费罚金上升,推动美国中小企业采用4类安全解决方案 | 1.2% | 北美,特别是美国 | 短期(≤2年) |
| 从硬线继电器向软件可配置安全PLC转变,在欧洲实现灵活包装线 | 1.0% | 欧洲,采用向全球扩散 | 中期(2-4年) |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
东亚电子装配线协作机器人的加速采用
中国、韩国和台湾的电子产品生产商正在用与操作员共享工作空间的协作单元替换孤立的工业机器人。动态存在感应光栅和3D视觉保护区现在只有在人员面临风险时才停止协作机器人,将整体生产线生产率提高18%,同时将可记录事故减少27%。嵌入在机器人控制器中的AI驱动安全逻辑能够实现速度和分离监控而非硬停机,进一步缩短循环时间。供应经认证安全扫描仪、安全扭矩关闭驱动器和软件可配置PLC的组件供应商因此正经历来自合同电子制造商的超额订单增长。随着电子装配商竞相抵消区域劳动力短缺并保持出口竞争力,协作机器人部署浪潮预计在未来三年达到峰值。[1]自动化促进协会,"2025年协作机器人采用统计,"automate.org
欧盟机械法规2023/1230规定从2027年起新设备必须具备性能等级e安全功能
该法规于2027年1月20日生效,为关键功能引入法律约束性PL-e要求,并嵌入明确的网络安全条款,将黑客诱发的故障归类为安全危险。向欧盟供应机械的制造商因此必须验证与安全相关的控制部件能够承受随机硬件故障和有意攻击。这种双重合规需求正在推动对集成安全-安全控制器和经认证的安全远程更新机制的需求。由于该规则直接适用而无需国家转置,供应商可以在所有27个成员国范围内扩展一个架构,简化产品开发管道。德国和意大利OEM已经在风险评估、软件补丁管理和数字孪生仿真方面进行预备性支出,以避免最后一刻的重新设计。
北美食品饮料工厂快速棕地数字化改造项目,整合安全I/O-Link传感器
肉类、乳制品和饮料加工商通过用支持I/O-Link的光栅、互锁开关和压力垫替换传统布线,将安全升级与工业4.0遥测相结合。该协议的双向数据让维护团队拉取诊断健康状态,减少计划外停机时间并将切换窗口缩短35%。改造套件保留较旧的传送带和灌装机,但将其提升至3类或4类,帮助操作员避免与更高事故率相关的OSHA罚款。该项目模式支持可扩展投资:生产线可以在计划关停期间逐个单元现代化,最大限度减少资本冲击,同时为后续AI驱动的预测性维护创建数字基础。
中东LNG大型项目激增提升对SIL-3级紧急关断系统的需求
价值超过1500亿美元的卡塔尔和阿联酋液化装置正在指定三模块冗余ESD控制器、本质安全压力变送器和SIL-3火灾和气体回路。承包商偏爱统一过程控制和安全仪表功能的集成平台,简化了验证测试和备件管理。标准化安全设计将意外跳闸减少42%,这些跳闸此前每小时使操作员损失数百万美元的LNG出口收入。鉴于多年期项目时间表,经认证阀门、逻辑求解器和现场设备的供应商对到2030年的稳定需求有明确预期。
约束因素影响分析
| 约束因素 | (~) 对复合年增长率预测的百分比影响 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 棕地站点安全网络与传统控制架构的高集成复杂性 | -1.5% | 全球,在成熟工业市场影响更大 | 中期(2-4年) |
| 电动汽车需求波动导致汽车二级供应商资本预算冻结 | -1.2% | 北美、欧洲和东亚 | 短期(≤2年) |
| 新兴市场缺乏按照IEC 61508/62061编程功能安全软件的技术人员 | -1.0% | 亚太地区(不包括日本和韩国)、拉丁美洲、中东和非洲 | 中期(2-4年) |
| 东南亚中小企业对4类安全系统过度工程化和ROI不确定性的认知 | -0.8% | 东南亚,溢出到其他新兴市场 | 短期(≤2年) |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
棕地站点安全网络与传统控制架构的高集成复杂性
许多1980年代的分布式控制系统使用缺乏安全流量确定性带宽的专有总线。因此集成商诉诸协议网关和影子控制器,使项目成本膨胀高达65%并延长调试窗口。连续过程工厂抵制此类停机时间,选择最低合规修复方案,减缓了网络化安全的采用。尽管供应商正在发布"插入式"迁移桥接器和基于仿真的验证工具,但传统硬件与现代功能安全标准之间的结构性不匹配将持续到大规模控制系统大修发生。[2]MDPI期刊,"安全网络与传统系统集成的挑战,"mdpi.com
电动汽车需求波动导致汽车二级供应商资本预算冻结
波动的电动汽车订单簿收紧了小型金属冲压和塑料成型公司的流动性,导致计划中的4类安全升级在2024-2025年推迟35%。虽然OEM坚持遵守ISO 13849,但二级供应商优先考虑即时工具变更而非缺乏短期回报的安全投资。一些联邦和州补贴涵盖机器人采用但排除辅助安全硬件,进一步抑制支出。随着电动汽车生产预测稳定,对协作机器人防护和安全运动驱动器的积压需求可能反弹,但直接影响是拖累全球市场增长。
细分市场分析
按实施方式:嵌入式组件获得动力
单个组件在2024年继续主导,机器安全市场份额为65%,这得益于其与棕地设备的即插即用兼容性。然而,嵌入式组件预计将以11.8%的复合年增长率超越,因为PLC、驱动器和HMI随集成安全固件出货,减少了机柜空间和布线。汽车白车身生产线说明了这一趋势:现在单个控制器既承载标准运动轮廓又承载PL-e互锁逻辑,消除了重复处理器。在电子装配中,基于微控制器的安全协处理器处理低于10毫秒的反应时间,满足高速取放设备的机器安全市场规模要求。在IEC 61508和ISO 26262下认证组合控制芯片的供应商,随着与分立继电器的成本持平接近,有望获得OEM设计胜利。
改造领域仍然偏爱分立光栅和互锁,因为安装人员可以在周末关停期间更换硬件而无需重新验证基础PLC代码。然而即使在这里,具有双通道安全输入的"切片"I/O模块正在进入,允许机柜在一个背板上承载标准和安全布线。欧洲和美洲的监管协调也倾向于嵌入式解决方案的投资;一旦安全CPU获得认证,软件变更可以现场下载而非重新布线物理继电器,特别是在季节性包装操作中提供更快的投资回报率。
备注: 购买报告后可获得所有个别细分市场的份额
按组件:安全PLC驱动智能保护
存在感应安全传感器在2024年占收入的30%,几乎支撑每个从压力机到码垛机的防护方案。光学和雷达变体现在包含区分有效载荷与人员的静音逻辑,最大限度减少传送带系统中的意外停机。安全PLC代表增长最快的子细分市场,复合年增长率为12.5%,因为灵活制造需要可编程区域和高速逻辑重新配置。从硬线接点转向参数化功能块将电气图纸减少高达60%,并使数字孪生能够在部署前验证更改。[3]西门子股份公司,"TIA Portal安全PLC库更新,"siemens.com
现代安全PLC还嵌入安全启动固件和加密通信,满足欧盟机械法规提出的网络安全和功能安全双重要求。安全PLC的机器安全市场规模进一步受到OEM迁移到统一控制面板的推动,其中一个CPU既执行标准IEC 61131任务又执行SIL-3诊断。组件供应商正在捆绑用于安全扭矩关闭、安全限速和安全位置的预认证库,缩短机械制造商的应用开发时间。
按应用:机器人革命重塑安全范式
物料搬运线在2024年占收入份额的22%,反映了仓库和生产物流中传送带、堆垛机和人工拣货员的高密度。它们的持续主导地位源于ANSI B11.19等标准,这些标准优先考虑进入预防装置而非紧急停止,推动安全围栏、门和静音传感器的稳定采购。机器人和协作机器人预计以14.1%的复合年增长率增长,通过要求对动态人机交互区域进行实时监控来重新定义安全架构。ISO 10218-2025现在要求在机器人控制器中集成功能安全,加速对能够在10毫秒内切换到安全限速的双处理器伺服驱动器的订单。
包装和码垛生产线也在升级到能够自动调整保护区域大小以匹配箱高的光栅扫描仪,消除了库存单位之间的手动重置并提高了正常运行时间。在切削、成形和机加工中,安全改造集中在伺服压机上,其中闭环安全运动控制替换液压过载离合器,既节能又缩短循环时间。随着更多机加工中心集成安全限向和安全制动控制,运动控制与机器安全市场之间的界限继续模糊。
备注: 购买报告后可获得所有个别细分市场的份额
按最终用户行业:制药行业加速安全创新
汽车在2024年仍是最大单一消费者,份额为24%,利用机器人防护和锁定系统数十年的经验。电动汽车电池生产线现在引入装配过程中热失控风险等新危险,推动采用温度集成安全互锁。相比之下,制药和医疗保健细分市场预计以13%的复合年增长率扩张,因为无菌灌装和高效价药物配制需要配备CAT 4进入控制的手套箱隔离器。与洁净室HVAC接口协调安全通风模式的安全PLC正成为标准。
食品饮料加工商通过选择额定IP69K冲洗的不锈钢光栅将卫生设计与安全相结合,同时满足USDA卫生和功能安全规则。电子和半导体制造厂要求能够承受10级洁净室要求的低轮廓安全开关,而石油天然气操作员优先考虑SIL级防爆设备以防止1区点燃。因此每个垂直行业都施加不同规格,但都需要可验证的文档轨迹,基于云的安全生命周期平台现在自动化这些。
地理分析
欧洲在2024年的31%份额凸显了其作为监管先导者和自动化先驱的作用。德国汽车、化工和机床制造商在几乎每条新生产线上都集成网络化安全骨干,68%的安装已经将诊断数据流式传输到中央仪表板。意大利包装OEM向北美和南美出口符合PL-e的灌装机,放大了欧洲的技术溢出效应。英国镜像欧盟规范以保护出口准入,而法国航空航天工厂部署协作机器人防护以在机翼装配单元中共同定位人类和机器人。
亚太地区预计录得11.6%的复合年增长率,是关键增长舞台。中国的电子装配商急于满足国内GB安全代码和用于出口的CE标记,推动光栅和安全运动驱动器的批量订单。日本的机器人制造商在臂中嵌入双通道扭矩传感器,实现内置ISO 13849合规性并提高人类和机器人在共享工作站中的接受度。印度看到跨国制药和汽车OEM在新的绿地站点安装3类和4类系统,提高当地意识并触发供应商本地化。韩国芯片制造厂采购超纯化学品生产线的SIL级阀门歧管,结合功能安全和低颗粒构造以保护人员和晶圆。
北美仍是技术领导者,但增长更稳定。美国加工商升级安全以减轻责任和保险成本,42%的食品工厂计划在2025年进行重大现代化。加拿大的采矿业为运输卡车走廊采用无线SIL-3紧急停止网络。拉丁美洲采用不均衡:巴西的汽车集群与欧盟和美国客户要求保持一致,而较小工厂推迟投资。中东和非洲地区在高风险能源部门扩张最快,在炼油厂和LNG终端安装集成火灾和气体加ESD系统。
竞争格局
前五大供应商--罗克韦尔自动化、西门子、施耐德电气、欧姆龙和西克股份公司--占全球收入约45%,说明这是一个中度集中的领域,其中研发、认证和全球分销的规模很重要。仅硬件广度不再区分;自动化风险评估、配置和验证的软件生态系统正在成为决定性因素。领先供应商捆绑基于云的数字孪生,建模停止时间图和可达距离,将设计周期缩短30%。
战略举措围绕功能安全与网络安全的结合。西门子的新安全PLC带有安全启动、加密和异常检测功能,同时满足PL-e和IEC 62443,从而在一个SKU中解决欧盟机械要求。ABB收购西克的机器视觉部门使其能够为协作机器人提供安全级3D视觉,这是一个高增长利基市场。皮尔兹和堡垒安全等利基参与者通过专业互锁架构和基于云的文档来区分,减少审计开销。
新兴市场的定价压力持续存在,较小工厂需要"合适规模"的解决方案。为了维护利润率,全球供应商利用模块化设计和本地化装配来降低交付成本。与此同时,以软件为中心的新进入者为主流PLC平台提供功能安全插件,威胁硬件现有企业,除非它们开放API或建立伙伴关系。因此竞争强度正从组件规格转向生命周期服务包装器和安全互操作性。
机器安全行业领导者
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罗克韦尔自动化公司
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西门子股份公司
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施耐德电气
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欧姆龙公司
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西克股份公司
- *免责声明:主要玩家排序不分先后
近期行业发展
- 2025年5月:罗克韦尔自动化推出其GuardLogix 6000安全控制器平台,具有集成网络安全功能,专门设计以满足欧盟机械法规2023/1230的要求,使公司能够利用监管驱动的对解决物理和数字威胁的安全系统需求
- 2025年4月:西门子通过具有SIL3安全功能和集成网络安全的SINAMICS G220清洁功率驱动器扩展其安全产品组合,针对必须同时满足安全和卫生要求的制药和食品饮料行业应用。
- 2025年3月:NVIDIA宣布扩展其Omniverse物理AI操作系统,包括制造业安全专用应用,使生产环境的数字孪生能够在物理实施前模拟和验证安全系统,减少调试时间并改善安全性能。
- 2025年2月:自动化促进协会(A3)发布了修订版ISO 10218工业机器人安全标准,引入重大更新,包括明确的功能安全要求、协作机器人的集成安全和新的网络安全条款,为机器人安全建立了将影响整个行业产品开发的综合框架。
全球机器安全市场报告范围
机器安全是指对机械及其操作员有用的设备或一套安全装置,以避免危险并防止对机器或人类生命的伤害。例如,紧急按钮可用于在紧急情况下停止机器的操作。
机器安全市场包括存在感应传感器设备、紧急停止设备、安全互锁开关和安全控制器/模块/继电器等组件,这些被视为市场范围内的组件。可编程安全系统和双手安全控制等组件被视为其他类型的组件。
| 单个组件 |
| 嵌入式组件 |
| 改造安全升级 |
| 存在感应安全传感器 |
| 安全光栅 |
| 安全激光扫描仪 |
| 紧急停止设备 |
| 安全互锁开关 |
| 安全控制器/模块/继电器 |
| 安全PLC |
| 双手控制和使能开关 |
| 其他组件(垫子、边缘、缓冲器) |
| 物料搬运 |
| 机器人和协作机器人 |
| 包装和码垛 |
| 切削、成形和机加工 |
| 装配和取放 |
| 汽车 |
| 食品饮料 |
| 电子和半导体 |
| 石油天然气 |
| 制药和医疗保健 |
| 化工 |
| 金属和采矿 |
| 航空航天和国防 |
| 包装行业 |
| 其他行业 |
| 北美 | 美国 |
| 加拿大 | |
| 墨西哥 | |
| 欧洲 | 英国 |
| 德国 | |
| 法国 | |
| 意大利 | |
| 欧洲其他地区 | |
| 亚太地区 | 中国 |
| 日本 | |
| 印度 | |
| 韩国 | |
| 亚太其他地区 | |
| 中东 | 以色列 |
| 沙特阿拉伯 | |
| 阿联酋 | |
| 土耳其 | |
| 中东其他地区 | |
| 非洲 | 南非 |
| 埃及 | |
| 非洲其他地区 | |
| 南美 | 巴西 |
| 阿根廷 | |
| 南美其他地区 |
| 按实施方式 | 单个组件 | |
| 嵌入式组件 | ||
| 改造安全升级 | ||
| 按组件 | 存在感应安全传感器 | |
| 安全光栅 | ||
| 安全激光扫描仪 | ||
| 紧急停止设备 | ||
| 安全互锁开关 | ||
| 安全控制器/模块/继电器 | ||
| 安全PLC | ||
| 双手控制和使能开关 | ||
| 其他组件(垫子、边缘、缓冲器) | ||
| 按应用 | 物料搬运 | |
| 机器人和协作机器人 | ||
| 包装和码垛 | ||
| 切削、成形和机加工 | ||
| 装配和取放 | ||
| 按最终用户行业 | 汽车 | |
| 食品饮料 | ||
| 电子和半导体 | ||
| 石油天然气 | ||
| 制药和医疗保健 | ||
| 化工 | ||
| 金属和采矿 | ||
| 航空航天和国防 | ||
| 包装行业 | ||
| 其他行业 | ||
| 按地理区域 | 北美 | 美国 |
| 加拿大 | ||
| 墨西哥 | ||
| 欧洲 | 英国 | |
| 德国 | ||
| 法国 | ||
| 意大利 | ||
| 欧洲其他地区 | ||
| 亚太地区 | 中国 | |
| 日本 | ||
| 印度 | ||
| 韩国 | ||
| 亚太其他地区 | ||
| 中东 | 以色列 | |
| 沙特阿拉伯 | ||
| 阿联酋 | ||
| 土耳其 | ||
| 中东其他地区 | ||
| 非洲 | 南非 | |
| 埃及 | ||
| 非洲其他地区 | ||
| 南美 | 巴西 | |
| 阿根廷 | ||
| 南美其他地区 | ||
报告中回答的关键问题
机器安全市场的当前规模是多少?
机器安全市场在2025年为55.8亿美元,预计到2030年将以9.97%的复合年增长率达到89.7亿美元。
哪个地区在机器安全市场领先?
欧洲凭借严格的法规和成熟的自动化基础,在2024年以31%的份额占据最大区域份额。
哪个细分市场增长最快?
安全PLC是增长最快的组件细分市场,在2025年至2030年期间以12.5%的复合年增长率扩张。
欧盟机械法规2023/1230如何影响供应商?
供应商必须实施性能等级e功能和网络安全保障措施,增加对集成安全-安全控制器的需求
为什么协作机器人影响机器安全投资?
协作机器人需要动态、可编程的安全系统,允许人类和机器人共享工作空间,推动对先进传感器和安全PLC的订单。
是什么推动北美食品工厂的机器安全升级?
使用I/O-Link传感器的数字化改造项目实现实时诊断,将切换时间减少35%并帮助满足OSHA合规性,鼓励快速采用。
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