Globaler Bericht zur Analyse von Größe, Anteil und Trends des Hardware-in-the-Loop-Marktes – Branchenüberblick und Prognose bis 2032

Hardware in der Loop-Marktgröße

• Der globale Markt für Hardware-in-the-Loop-Lösungen wurde im Jahr 2024 auf 1,1 Milliarden US-Dollar geschätzt und dürfte bis 2032 einen Wert von 2,46 Milliarden US-Dollar erreichen , was einer jährlichen Wachstumsrate von 10,6 % im Prognosezeitraum entspricht.
• Das Marktwachstum wird maßgeblich durch die steigende Nachfrage nach fortschrittlichen und strengen Tests komplexer eingebetteter Systeme vorangetrieben, insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, wo Sicherheit, Zuverlässigkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften von größter Bedeutung sind.
• Der technologische Fortschritt, insbesondere bei der Entwicklung anspruchsvoller Simulationswerkzeuge, und die zunehmende Komplexität elektronischer Steuergeräte (ECUs) und Software in Fahrzeugen, Flugzeugen und Industrieanlagen erfordern den Einsatz von HIL-Tests für eine effektive Validierung und Verifizierung in einer kosteneffizienten Echtzeitumgebung. Die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen , autonomen Fahrtechnologien und Automatisierung in verschiedenen Branchen treibt die Nachfrage nach HIL-Testlösungen weiter an.

Hardware in der Loop-Marktanalyse

• Hardware-in-the-Loop (HIL) ist eine Testmethode, bei der Echtzeitsimulationen komplexer Systeme mit physischer Hardware integriert werden, um eingebettete Steuerungssysteme zu testen. Dieser Ansatz ist im heutigen Engineering-Umfeld aufgrund der zunehmenden Komplexität mechatronischer Systeme in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der industriellen Automatisierung immer wichtiger geworden.
• Die zunehmende Verbreitung von HIL-Tests ist hauptsächlich auf die zunehmende Erkenntnis der Einschränkungen und Kosten zurückzuführen, die mit dem traditionellen physischen Prototyping und Testen verbunden sind, auf die zunehmende Konzentration auf die Identifizierung und Behebung von Designfehlern in der Frühphase des Entwicklungszyklus und auf ein zunehmendes Verständnis der langfristigen Vorteile, die mit verbesserter Produktqualität, verkürzter Entwicklungszeit und erhöhter Sicherheit durch umfassende und wiederholbare Tests in einer virtuellen Umgebung verbunden sind.
• Nordamerika dominiert den Hardware-in-the-Loop-Markt mit einem Anteil von 34,1 % im Jahr 2024 aufgrund der Präsenz großer Automobil- und Luftfahrtunternehmen sowie steigender Investitionen in fortschrittliche Produktentwicklung und Validierungstechnologien.
• Der asiatisch-pazifische Raum dürfte im Prognosezeitraum aufgrund der steigenden Automobilproduktion, der expandierenden Elektronikbranche und der erhöhten Investitionen in Infrastruktur und Automatisierung die am schnellsten wachsende Region im Hardware-in-the-Loop-Markt sein.
• Das Closed-Loop-HIL-Segment wird voraussichtlich im Jahr 2024 mit einem Marktanteil von 55,9 % den Markt dominieren, da es Echtzeit-Feedback zwischen physischen und virtuellen Komponenten simulieren kann, was für die Validierung komplexer, sicherheitskritischer Systeme von entscheidender Bedeutung ist.

Berichtsumfang und Hardware-in-the-Loop-Marktsegmentierung       

Hardware in den Loop-Markttrends

„Zunehmende Einführung von HIL im Automobilbereich“

• Ein prominenter und schnell wachsender Trend im globalen Hardware-in-the-Loop-Markt (HIL) ist die zunehmende Verbreitung dieser Technologie in der Automobilindustrie. Dieser wachsende Trend wird durch die zunehmende Komplexität von Fahrzeugsystemen, das Aufkommen von Elektro- und autonomen Fahrzeugen sowie strenge Sicherheits- und Regulierungsanforderungen vorangetrieben.
  • Beispielsweise investieren große Automobilhersteller wie BMW und Toyota sowie Tier-1-Zulieferer wie Bosch und Continental stark in HIL-Tests und nutzen diese. Diese Unternehmen nutzen HIL-Systeme, um die Funktionalität und Sicherheit verschiedener elektronischer Steuergeräte (ECUs) und Software zu validieren und zu verifizieren, die für kritische Funktionen wie die Antriebsstrangsteuerung, Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und autonomes Fahren verantwortlich sind.
• Der zunehmende Einsatz von HIL im Automobilbereich ermöglicht die Entwicklung zuverlässigerer und sichererer Fahrzeuge. Er ermöglicht umfangreiche Tests unter simulierten realen Bedingungen, ohne dass physische Prototypen oder umfangreiche Straßentests erforderlich sind. Dies hilft, potenzielle Probleme frühzeitig im Entwicklungszyklus zu erkennen und zu lösen, was Entwicklungszeit und -kosten reduziert. Darüber hinaus sind HIL-Tests entscheidend für die Validierung der zunehmenden Anzahl softwaregesteuerter Funktionen und die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards im Automobilbereich.
• Das wachsende Bewusstsein der Automobilunternehmen für die Grenzen traditioneller Testmethoden und das Potenzial von HIL, eine umfassende und wiederholbare Validierung komplexer elektronischer Systeme zu ermöglichen, verstärkt die Bedeutung dieses Trends als kritischer Bestandteil moderner Automobil-Engineering- und Entwicklungsstrategien.
• Unternehmen der Automobilbranche erkennen zunehmend das Potenzial von HIL, Innovationen zu beschleunigen, die Fahrzeugqualität zu verbessern und die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugen der nächsten Generation zu gewährleisten. Dieser Trend zur zunehmenden Nutzung von HIL führt zu erheblichen Fortschritten und Investitionen in diesem Bereich.
• Die Nachfrage nach robusten und effizienten Testlösungen wächst in der Automobilindustrie rasant. Dies ermutigt die Hersteller, sich bei der Validierung der komplexen elektronischen Systeme, die moderne und zukünftige Fahrzeuge antreiben, zunehmend auf die HIL-Technologie zu verlassen und so letztlich die Effektivität und Sicherheit von Automobilen zu steigern.

Hardware-in-the-Loop-Marktdynamik

Treiber

„Zunehmende Komplexität eingebetteter Systeme“

• Die zunehmende Erkenntnis über die tiefgreifenden Auswirkungen fortschrittlicher Technologien ist ein wesentlicher Treiber für die steigende Nachfrage nach Hardware-in-the-Loop (HIL)-Testlösungen. Die zunehmende Komplexität eingebetteter Systeme in verschiedenen Branchen, darunter Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Robotik und industrielle Automatisierung, erfordert ausgefeilte Testmethoden, um deren Funktionalität, Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.
  • Führende Technologie- und Engineering-Unternehmen wie National Instruments (NI) und dSPACE bieten beispielsweise umfassende HIL-Testplattformen an, die es Ingenieuren ermöglichen, die komplexen Software- und Hardware-Interaktionen in komplexen eingebetteten Systemen effektiv zu managen. Im Automobilsektor verdeutlicht die zunehmende Anzahl von Steuergeräten und Sensoren in modernen Fahrzeugen, insbesondere durch die Einführung elektrischer und autonomer Funktionen, diese zunehmende Komplexität. Auch in der Luft- und Raumfahrt erfordern die komplexen Steuerungssysteme von Flugzeugen strenge Tests, die oft durch HIL ermöglicht werden.
• Mit zunehmender Komplexität dieser eingebetteten Systeme reichen herkömmliche Testmethoden nicht mehr aus, um die Vielzahl möglicher Szenarien und Interaktionen zu überprüfen. HIL-Tests bieten eine virtuelle Umgebung, in der diese komplexen Systeme einer Vielzahl simulierter Bedingungen ausgesetzt werden können. Dies ermöglicht eine gründliche Validierung von Steuerungsalgorithmen, Softwareintegration und dem gesamten Systemverhalten. Dadurch wird sichergestellt, dass potenzielle Fehler oder Sicherheitsrisiken frühzeitig im Entwicklungsprozess erkannt und behoben werden. Dies spart Zeit und Kosten und verbessert die Qualität des Endprodukts.
• Unternehmen aus verschiedenen Branchen erkennen zunehmend die wesentliche Rolle von HIL-Tests im Umgang mit den Komplexitäten moderner eingebetteter Systeme an, was zu erhöhten Investitionen und der Einführung dieser Technologien führt.
• Die Nachfrage nach robusten und effizienten Testlösungen wächst rasant, da die Komplexität technologischer Systeme immer weiter zunimmt. Dies ermutigt die Industrie, auf HIL-Tests zu setzen, um den zuverlässigen und sicheren Betrieb ihrer immer anspruchsvolleren Produkte zu gewährleisten.

Einschränkung/Herausforderung

„Vielfältige Systeme und Komponenten“

• Die große Bandbreite unterschiedlicher Systeme und Komponenten, die integriert und getestet werden müssen, stellt im Hardware-in-the-Loop-Markt (HIL) eine große Herausforderung dar. Die fehlende Standardisierung zwischen verschiedenen Branchen und Herstellern erschwert die Erstellung einheitlicher HIL-Testumgebungen, die die Interaktionen zwischen verschiedenen Hard- und Softwareelementen effektiv simulieren können.
  • Unternehmen wie National Instruments (NI) und dSPACE bieten beispielsweise HIL-Plattformen an, die vielseitig einsetzbar sein sollen. Die Integration spezifischer Steuergeräte, Sensoren und Aktoren verschiedener Automobilzulieferer, Luft- und Raumfahrtunternehmen oder Anbieter industrieller Automatisierung erfordert jedoch oft die Entwicklung und Konfiguration individueller Schnittstellen. Diese Heterogenität kann zu einem erhöhten Entwicklungsaufwand und höheren Kosten für die Erstellung und Wartung umfassender HIL-Prüfstände führen.
• Die Bewältigung dieser Herausforderung erfordert erhebliche Anstrengungen bei der Entwicklung anpassbarer Simulationsmodelle, der Erstellung benutzerdefinierter Hardwareschnittstellen und der Sicherstellung der Kompatibilität mit einer Vielzahl von Protokollen und Kommunikationsstandards. Die Komplexität steigt zusätzlich durch die Integration von Software aus verschiedenen Quellen und die Notwendigkeit einer Echtzeitsynchronisierung verschiedener Komponenten.
• Während die Fähigkeit des HIL-Tests, die Interaktion verschiedener Systeme und Komponenten zu validieren, seine Stärke ist, können die schiere Vielfalt und der Mangel an Standardisierung die Ersteinrichtung und die laufende Wartung zu einem komplexen und ressourcenintensiven Prozess machen, was möglicherweise eine breitere Akzeptanz behindert, insbesondere für kleinere Organisationen mit begrenzten Ressourcen.
• Um diese Herausforderungen zu meistern, bedarf es der kontinuierlichen Entwicklung offenerer und interoperabler HIL-Plattformen, der Schaffung standardisierter Schnittstellen und Simulationsmodelle sowie der Förderung einer stärkeren branchenübergreifenden Zusammenarbeit, um einheitlichere Testansätze zu fördern. Dies ist entscheidend, um HIL-Tests für ein breiteres Spektrum an Anwendern, die mit der Integration unterschiedlicher Systeme und Komponenten zu tun haben, zugänglicher und effizienter zu machen.

Hardware-in-the-Loop-Marktumfang

Der Markt ist nach Typ und Anwendung segmentiert.

• Nach Typ

Der Markt ist nach Typ in Open-Loop-HIL und Closed-Loop-HIL segmentiert. Das Closed-Loop-HIL-Segment dominiert mit dem größten Marktanteil von 55,9 % im Jahr 2024. Dies ist auf die Fähigkeit zurückzuführen, Echtzeit-Feedback zwischen physischen und virtuellen Komponenten zu simulieren, was für die Validierung komplexer, sicherheitskritischer Systeme unerlässlich ist. Branchen wie die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt sowie die Leistungselektronik sind stark auf Closed-Loop-HIL-Setups angewiesen, um Leistung, Zuverlässigkeit und die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards zu gewährleisten.

Das Open-Loop-HIL-Segment wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 die höchste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 11,9 % verzeichnen. Dies ist auf die Kosteneffizienz und die Eignung für die Frühphasenentwicklung und die akademische Forschung zurückzuführen. Open-Loop-Systeme bieten zwar kein Echtzeit-Feedback, sind aber einfacher zu implementieren und zu warten, was sie für KMU und Unternehmen, die erstmals HIL-Tests durchführen, attraktiv macht. Der Aufstieg des digitalen Prototypings, die steigende Nachfrage in Schwellenländern und die breitere Akzeptanz in Anwendungen mit geringer bis mittlerer Komplexität treiben das rasante Wachstum zusätzlich voran.

• Nach Anwendung

Der Markt ist nach Anwendungsbereichen segmentiert in Automobil, Luft- und Raumfahrt & Verteidigung, Elektronik und Halbleiter, Industrieausrüstung, Forschung und Bildung, Energie und Strom sowie weitere. Das Automobilsegment wird 2024 den größten Marktanteil haben, angetrieben durch die rasante Weiterentwicklung und Komplexität moderner Fahrzeugsysteme wie Fahrerassistenzsysteme (ADAS), elektrische Antriebe und autonome Fahrtechnologien. HIL-Tests ermöglichen die Echtzeitsimulation dieser Systeme, wodurch Hersteller Entwicklungszeiten verkürzen, die Sicherheitsvalidierung verbessern und regulatorische Standards erfüllen können.

Der Bereich Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung wird voraussichtlich von 2025 bis 2032 die höchste jährliche Wachstumsrate verzeichnen. Dies ist auf die zunehmende Abhängigkeit von unternehmenskritischen Systemen zurückzuführen, die umfangreiche Simulationen und Validierungen erfordern. Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich umfassen hochkomplexe Avionik, Steuerungssysteme und autonome Technologien, bei denen ein Ausfall keine Option ist. Die steigenden Investitionen der Branche in unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs), Satellitensysteme und Verteidigungsautomatisierung beschleunigen die Einführung von HIL-Lösungen zur Gewährleistung von Leistung, Sicherheit und Einhaltung strenger regulatorischer Rahmenbedingungen zusätzlich.

Regionale Analyse des Hardware-in-the-Loop-Marktes

• Nordamerika dominiert den Hardware-in-the-Loop-Markt mit dem größten Umsatzanteil von 34,1 % im Jahr 2024, angetrieben durch die Präsenz großer Automobil- und Luftfahrtunternehmen sowie steigende Investitionen in fortschrittliche Produktentwicklungs- und Validierungstechnologien.
• Der Fokus der Region auf die Verbesserung der Systemeffizienz und -sicherheit, insbesondere im Automobil- und Verteidigungssektor, fördert die Einführung von HIL-Systemen für Echtzeitsimulation und -tests
• Die robuste F&E-Infrastruktur Nordamerikas, gepaart mit strengen regulatorischen Standards und der wachsenden Nachfrage nach elektrischen und autonomen Fahrzeugen, treibt die Integration von HIL-Plattformen in Produktdesignzyklen voran.

US Hardware in the Loop Markteinblick

Der US-amerikanische Hardware-in-the-Loop-Markt hatte 2024 einen dominanten Anteil von 87,7 % am nordamerikanischen Markt, was vor allem auf die starke staatliche Förderung der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigung und die rasanten Fortschritte bei der Automobilerprobung zurückzuführen ist. Das ausgereifte Technologie-Ökosystem des Landes, unterstützt von wichtigen Akteuren wie National Instruments und dSPACE, ermöglicht den breiten Einsatz von HIL-Lösungen in Fahrzeugsteuergeräten, Antriebssystemen und der Avionik. Darüber hinaus treibt der zunehmende Fokus auf die Verkürzung der Entwicklungszeit und die Verbesserung der Prototypengenauigkeit die Einführung von HIL in industriellen Anwendungen weiter voran.

Europa Hardware in the Loop Markteinblick

Der europäische Hardware-in-the-Loop-Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine solide jährliche Wachstumsrate verzeichnen, angetrieben durch strenge Fahrzeugsicherheitsnormen und den Übergang zur Elektromobilität. Regulatorische Rahmenbedingungen wie Euro NCAP und UN ECE-Standards ermutigen Automobilhersteller, Hardware-in-the-Loop-Tests zur Validierung sicherheitskritischer Funktionen zu implementieren. Darüber hinaus beschleunigt der zunehmende Wandel hin zu Industrie 4.0 und intelligenten Fertigungsverfahren den Einsatz von Hardware-in-the-Loop-Systemen sowohl in der Automobil- als auch in der industriellen Automatisierungsbranche.

UK Hardware in the Loop Markteinblick

Der britische Hardware-in-the-Loop-Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen, unterstützt durch eine starke Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie sowie ein robustes Forschungs- und Entwicklungsumfeld im Automobilbereich. Wichtige Initiativen für Tests von Elektro- und autonomen Fahrzeugen sowie die Unterstützung staatlicher Programme steigern die Nachfrage nach Echtzeit-Simulations- und Validierungstechnologien. Der Fokus Großbritanniens auf Systeminnovation und verkürzte Markteinführungszeiten trägt zusätzlich zur zunehmenden Verbreitung von Hardware-in-the-Loop-Plattformen bei.

Deutschland Hardware in the Loop Markteinblick

Der deutsche Hardware-in-the-Loop-Markt wird dank der führenden Rolle Deutschlands im Automobilbau und der industriellen Automatisierung stetig wachsen. Führende OEMs und Tier-1-Zulieferer nutzen zunehmend Hardware-in-the-Loop-Systeme, um das Testen eingebetteter Software in Fahrzeugen der nächsten Generation zu optimieren. Die Integration von Hardware-in-the-Loop in erneuerbare Energien und Schienenverkehr unterstreicht zudem die Vielseitigkeit und strategische Bedeutung dieser Plattformen in der deutschen Technologielandschaft.

Markteinblicke zu Hardware in the Loop im asiatisch-pazifischen Raum

Im asiatisch-pazifischen Raum wird bis 2024 mit 12,1 % die höchste jährliche Wachstumsrate erwartet. Diese Entwicklung wird durch die wachsende Automobilproduktion, expandierende Elektroniksektoren und erhöhte Investitionen in Infrastruktur und Automatisierung in Ländern wie China, Japan und Indien vorangetrieben. Der beschleunigte Übergang zur Elektromobilität und die Entwicklung von Smart Cities in der Region sind wichtige Katalysatoren für die Einführung von HIL-Technologien. Der Aufstieg lokaler HIL-Lösungsanbieter und kostengünstiger Testplattformen ermöglicht zudem eine breitere Marktdurchdringung in allen Branchen.

Japan Hardware in the Loop Markteinblick

Der japanische Hardware-in-the-Loop-Markt gewinnt insbesondere in den Bereichen Automobil, Robotik und Halbleiter an Bedeutung. Der Fokus des Landes auf Präzision und Sicherheit in der Fahrzeugelektronik und Fabrikautomation fördert die Integration von Echtzeit-Testsystemen. Mit einem starken Hang zu Innovation und Miniaturisierung setzen japanische Unternehmen Hardware-in-the-Loop-Lösungen ein, um optimale Leistung und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften für eingebettete Steuerungssysteme zu gewährleisten.

China Hardware in the Loop Markteinblick

China hatte 2024 den größten Anteil am Hardware-in-the-Loop-Markt im asiatisch-pazifischen Raum, angetrieben durch die rasante Verbreitung von Elektro- und autonomen Fahrzeugen sowie einen boomenden Sektor der industriellen Automatisierung. Chinas Vorstoß in Richtung intelligenter Fertigung und staatlich geförderte Forschungs- und Entwicklungsinitiativen treiben die Nachfrage nach skalierbaren, effizienten Testumgebungen an. Lokale technologische Fortschritte und die Präsenz einheimischer Automobilriesen festigen Chinas Position als Schlüsselmarkt für Hardware-in-the-Loop-Lösungen in der Region.

Marktanteil von Hardware in the Loop

Die Hardware-in-the-Loop-Branche wird hauptsächlich von etablierten Unternehmen geführt, darunter:

• dSPACE GmbH (Deutschland)
• NATIONAL INSTRUMENTS CORP (USA)
• Vector Informatik GmbH (Deutschland)
• Cognata (Israel)
• Siemens (Deutschland)
• MicroNova AG (Deutschland)
• Opal-RT Technologies (Kanada)
• LHP Engineering Solutions (USA)
• IPG Automotive GmbH (Deutschland)
• Taifun HIL (USA)
• Speedgoat GmbH (Schweiz)
• Eontronix (China)
• Wineman Technology (USA)
• Modellierungstechnik (USA)
• Robert Bosch GmbH (Deutschland)

Neueste Entwicklungen im globalen Hardware-in-the-Loop-Markt

• Im Januar 2024 kooperierte die dSPACE GmbH mit Spirent, um Echtzeit-Positionierungsszenarien für Hardware-in-the-Loop-Testsysteme (AD-HIL) für autonomes Fahren zu entwickeln. Die Zusammenarbeit integriert die AD-HIL-Plattform von dSPACE mit dem hochpräzisen GNSS-Simulator von Spirent und bietet Entwicklern eine umfassende, schlüsselfertige Lösung. Durch die Nutzung realer Satellitensignale erhöht diese Partnerschaft die Genauigkeit und Sicherheit der Entwicklung autonomer Fahrzeuge.
• Im Januar 2024 gab Cognata eine strategische Partnerschaft mit Microsoft bekannt, um seine hochpräzise KI-Simulationstechnologie in das Software-Defined Vehicle (SDV)-Entwicklungsökosystem von Microsoft zu integrieren. Diese Integration ermöglicht es OEMs, die Validierung und Einführung automatisierter Fahrfunktionen zu beschleunigen, indem sie Cognatas Simulationstools und Hardware-in-the-Loop-Testfunktionen innerhalb der SDV-Cloud-Infrastruktur von Microsoft nutzen.
• Im Oktober 2022 stellte National Instruments Corp. eine einheitliche Testsystemarchitektur speziell für Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und autonomes Fahren (AD) vor. Diese innovative Lösung ermöglicht nahtlose Übergänge zwischen Datenwiedergabe und Hardware-in-the-Loop-Tests und nutzt reale oder simulierte Daten zur Validierung von ADAS-Steuergeräten. Das System steigert die Testeffizienz, senkt die Investitionskosten und verkürzt die Markteinführungszeit. National Instruments hat sein Angebot durch die Zusammenarbeit mit Branchenführern wie ZF Mobility Solutions und Konrad Technologies weiter ausgebaut.

SKU-74082