报告概述

全球硬件在环 (HIL) 市场规模记录2023 年销售额为 9.612 亿美元。该市场年复合增长率为 10.1%。预计到 2032 年将实现收入 22.307 亿美元。

在 HIL 测试中，物理硬件组件与代表系统其余部分的基于计算机的仿真模型连接。该仿真模型生成实时响应和刺激来模仿实际测试系统的行为。通过将硬件和仿真连接在一起，工程师可以在将系统部署到现实环境中之前模拟复杂的场景、评估系统性能并识别潜在问题。

在市场背景下，由于嵌入式系统的复杂性不断增加以及需求的增加，硬件在环 (HIL) 领域正在经历显着增长。d 更有效的测试方法。汽车、航空航天、国防和能源等行业的进步进一步推动了这种增长，这些行业对可靠、高效系统的需求至关重要。 HIL 市场的特点是针对特定行业需求量身定制的解决方案激增，融合了计算能力、仿真保真度和实时测试功能方面的进步。

注意：最终报告中的实际数字可能有所不同

市场中的主要参与者正在专注于创新和开发更加集成、用户友好且可扩展的 HIL 平台。这种市场动态表明了更全面的测试解决方案的趋势，这些解决方案是复杂系统生命周期不可或缺的一部分。 HIL 市场的未来前景似乎充满希望，有可能扩展到新的应用领域，技术的不断发展推动进一步增长。

主要要点

• 市场增长和规模：硬件在环 (HIL) 市场预计将经历年复合增长率10.1%，到 2032 年将达到22.307 亿美元，而 2023 年为9.612 亿美元。
• 定义和方法：HIL 测试涉及评估和确认开发人员的运营效率模拟环境中的冰或系统复制了真实的操作环境。这有助于识别设计差异和其他可能在替代测试方法中忽略的复杂情况。
• 环路类型分析：闭环 HIL 占据最大的市场份额，占 53.0%，在检测和纠正错误方面提供更高的可靠性和稳定性。开环 HIL 因其简单的设计和制造流程的成本效益而受到关注。
• 最终用户分析：在集成 HIL 技术以推进电子控制单元 (ECU) 并确保符合行业规定的推动下，汽车行业以 54.5% 的市场份额占据主导地位。航空航天和国防领域也出现了显着增长。
• 驱动因素：汽车行业中面向硬件的测试的集成，特别是自动驾驶、防撞测试以及其他先进功能正在推动市场增长。
• 限制：由于数学模型的复杂性以及需要能够处理大量数据的强大硬件，实施 HIL 方法非常复杂且成本高昂。
• 机遇：HIL 测试正在电力电子和工业机器人等新领域寻找应用，这是由于满足行业安全标准和验证复杂的需求所驱动的。
• 趋势：HIL技术的最新趋势涉及第四代框架的开发，以满足电机驱动系统、电力电子和汽车测试等先进应用的需求。
• 区域分析：北美市场份额最大，其次是欧洲。在强劲的汽车和航空航天行业的推动下，美国和加拿大是重要的贡献者。
• 主要市场参与者：领先公司HIL 市场的厂商包括 DSpace GmbH、National Instruments、Vector Informatik、ETAS、Ipg Automotive GmbH 等，重点关注产品发布和战略合作伙伴关系。

环路类型分析

闭环 HIL 占据最大市场份额

全球硬件在环 HIL市场根据环路类型分为开环HIL和闭环HIL。其中，闭环HIL占据了大部分收入份额。 2022 年，在其他环路类型中，闭环 HIL 的市场份额为 53.0%。万能试验机上的闭环反馈回路将数据从闭环控制器连续传输到电机，再从电机传输到闭环控制器。

例如，由于这种连续输入，负载率和应力率可以在测试过程中保持恒定。闭环系统更加精确，因为它可以对变化做出快速反应。自从关闭ed-loop系统有一个反馈环路，它们可以滤除噪声和其他影响系统性能的外部因素。由于其反馈机制，闭环系统在检测和纠正错误方面提供了更高的可靠性和稳定性。闭环 HIL 系统的这些优势正在刺激细分市场的增长。

同样，开环硬件在环 (HIL) 系统也有望在预计的时间范围内取得重大进展。开环方法涉及将模型生成的场景数据（或记录的场景数据）复制到测试设备上，没有来自被测设备 (DUT) 的任何反馈信号，从而控制设备在指定场景内的行为。

为了说明这一点，该应用程序可能涉及机载单元中时间或位置属性的功能验证。值得注意的是，开环控制系统以其设计和构造简单为特点，出现了与闭环控制系统并置时，这是一种经济高效的替代方案。

当测量产量遇到挑战或不可行时，其实用性尤其突出。开环控制系统在制造过程中具有适当的实用性，可以证明输出稳定性、经济上可行，并且缺乏输出测量机制。该框架还具有在制造过程中对操作故障的敏感性最小的倾向。

最终用户分析

汽车是领先的细分市场。

根据最终用户，市场进一步分为汽车、航空航天和国防、电子电力、科研和教育、石油和天然气、工业设备和其他最终用户。在这些终端用户中，汽车占据了最大的市场份额，到2022年将达到54.5%。

这一大幅增长可归因于汽车消费升级汽车中硬件智能环路 (HIL) 技术的集成。这种集成促进了增强型电子控制单元 (ECU) 的进步，加快了产品开发时间，并确保符合不同的行业要求。因此，市场的推动力来自于汽车和电子行业对 HIL 技术不断升级的需求。

HIL 技术有助于对车辆、设备和电子元件进行全面评估。通过模拟一系列详尽的合理场景，它可以仔细评估控制器和设备的功效。

这种方法可以显着节省资源，否则这些资源将花费在上述设备的实时测试工作上。先进驾驶辅助系统 (ADAS) 和人工智能 (AI) 等新兴技术的融合预计将推动市场的预期发展汽车、无人机 (UAV) 和国防设备领域。

此外，硬件在环市场的航空航天和国防领域也出现了显着的增长，预计这一趋势将在未来几年持续存在。由于对更复杂和更先进的航空航天器的需求不断增加，包括航空航天器和国防设备在内的航空航天领域正在迅速扩张。因此，航空航天器制造商以及原始设备制造商 (OEM) 越来越多地采用硬件在环方法。

这种战略采用旨在缩短开发阶段的持续时间并减少与开发过程相关的多余财务支出。预测表明，未来几年对航空航天硬件在环 (HIL) 系统的需求将呈指​​数级大幅增长。这提高了教育需求很大程度上归因于航空航天领域技术进步的加快。航空航天 HIL 技术的进步不断增强，从而使其成为具有持续增长前景的诱人投资机会。

主要细分市场

按环路类型

• 开环 HIL
• 闭环 HIL

按最终用户

• 汽车
• 航空航天和国防
• 电子电力
• 科学研究和教育
• 其他最终用户 

驾驶员

自动驾驶和电动技术的发展

汽车行业正在积极融入自动驾驶、防撞和各种其他技术进步，以提高车辆的安全性和舒适性。在循环测试的背景下g，硬件组件不仅用于评估电子控制单元（ECU）和算法，还用于评估底层软件系统。

这种全面的测试过程延伸到仔细检查传感器生成的数据以确保其精度。大量资本投资凸显了对该领域的承诺。例如，大陆集团投入了 7650 万美元用于开发高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和其他与自动驾驶相关的技术。

现代汽车和 Aptiv 之间的一项合作计划也在美国出现，重点是创建专为商业用途量身定制的自动驾驶系统。此外，位于印度班加罗尔的 Minus Zero 已获得值得注意的170 万美元的注资。这些资金流入旨在建立强大的研发基础设施，旨在实现经济上可行的自动驾驶汽车。

作为人随着汽车制造商采用这些先进的功能，预期的轨迹预示着面向硬件的在环测试的需求将显着上升。这种需求的增加与汽车行业中这些先进功能的逐渐普及相一致，标志着预测期内的独特趋势。

限制

拥有成本高，实施过程中技术复杂

实施硬件在环 (HIL) 方法是一项非常复杂的工作，主要归因于复杂的设计数学模型的本质，它根据集成到循环系统中的变量和功能块而变得复合。微电网、飞机模拟和汽车环境生成等复杂系统需要能够处理大量数据的强大硬件。

这项工作需要大量投资来采购高端实时模拟器和强大的机架计算机可有效执行仿真模型。为环路测试系统建立硬件基础设施需要相当大的财务支出，因为购买一个新系统在财务上要求很高，而且配置仿真模型的复杂编程要求更加复杂。嵌入式控制器架构的复杂性不断增加，对符合循环系统要求的兼容硬件的需求也相应增加，从而满足了测试先决条件的要求。

机遇

在电力电子和工业等新应用领域的采用机器人技术

硬件在环测试主要用于汽车和航空航天行业。随着现代车辆功能的不断增加，对硬件环路测试解决方案的需求不断增长n 满足这些新的要求。在航空工业中，回路系统硬件主要用于验证和确认航空航天控制系统。该行业中的物理测试对于真实的植物和人类生命来说可能非常危险，因此硬件在环是大多数测试要求的首选。

过去几年，电力电子行业对硬件在环测试技术的需求不断增加，特别是在电网运行、稳定性和容错测试方面。在机器人领域，硬件在环测试用于测试机器人使用的复杂控制器。制造商对满足行业安全标准的日益增长的需求也在推动市场增长。

趋势

配备先进功能的现代化车辆。

最新迭代的硬件在环 (HIL) 技术（称为第四代）经过战略性设计，旨在满足电机驱动系统中最前沿的应用。值得注意的是，汽车和航空航天等行业已经接受了基于模型的 HIL 测试，而电力电子行业目前正在追赶这一趋势。

第四代 HIL 框架在建模方面引入了前所未有的精度，特别适合满足汽车领域复杂的电机驱动系统和电力电子应用的需求。这一进步直接响应了高开关频率转换器 (HFC)、新型宽带隙半导体 (WBS) 和创新电路拓扑的出现，共同推动了下一代控制器的发展。

这些先进的控制器需要进行 HIL 测试，以适应越来越短的仿真时间增量、更快的栅极驱动采样间隔、最小的环回延迟和更高的模型精度。这种增强的模型精度包括复杂的属性，例如非线性行为和空间谐波。最终，这项技术进步有可能促进具有复杂功能的现代化车辆的开发。

区域分析

北美占有重要的市场份额

北美拥有最大的市场份额，在 The Loop HIL 的全球硬件中占有35.6%的市场份额2022 年市场。北美的突出地位可归因于汽车和航空航天领域对全球实施硬件在环技术的强劲需求。

美国是汽车和航空航天领域全球最重要的制造商之一。主要是当前的市场趋势推动了该地理区域的扩张。该细分市场的发展轨迹ds 将从加强在北美境内建立制造设施和工业工厂的努力中获得额外的动力。

在收入分配中，欧洲是第二大市场区域。市场活力的激增源于多个因素，其中一个值得注意的因素是信息和通信技术（ICT）行业的扩大。该行业对全球国内生产总值（GDP）扩张、劳动生产率提高、研发分配以及其他重要经济基准产生的深远影响反过来又引发了一种效应，有望在即将到来的市场发展中发挥作用。

本报告涵盖的主要地区和国家

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 法国ce
  • 英国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 俄罗斯
  • 荷兰
  • 欧洲其他地区
• 亚太地区
  • 中国
  • 日本
  • 南部韩国
  • 印度
  • 澳大利亚
  • 新西兰
  • 新加坡
  • 泰国
  • 越南
  • 亚太地区其他地区
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 拉丁地区其他地区美国
• 中东和非洲
  • 南非
  • 沙特阿拉伯
  • 阿联酋
  • 中东和非洲其他地区

主要参与者分析

大力关注通过各种方式发布产品战略。

在这个市场格局中，最重要的竞争者正在部署一系列战略，包括合作企业、推出新颖产品、通过投资、并购和合作扩大产品组合的广度。e 倡议。根据 Cardinal Matrix Analysis 的描述，硬件在环领域的领先实体三巨头包括 Elektrotechnik GmbH（大陆集团）、Robert Bosch 和 dSPACE GmbH（美国国家仪器公司）。这些实体的工作重点主要是建立合作伙伴关系、参与协作以及正式签订协议。

市场主要参与者

由于全球范围内存在多个主要参与者，全球硬件在环 HIL 市场呈碎片化。公司正在寻求通过各种策略渗透市场，包括并购、扩张、投资以及引入新服务、合作伙伴关系和协议。参与者正在通过扩大和开发新兴技术和投资来扩展到新的地理区域，以通过协同效应获得竞争优势。

以下是该行业的一些主要参与者

• DSpace GmbH
• National Instruments
• Vector Informatik
• ETAS
• Ipg Automotive GmbH
• MicroNova AG
• HiRain Technologies
• Opal-RT Technologies
• 上海科亮信息科技有限公司
• EON
• 其他关键参与者

最新进展

• 2022 年 4 月：IPG Automotive 推出了 SensInject，这是一项创新产品，旨在促进将来自摄像头、雷达和激光雷达传感器的数据集成到汽车测试系统中。此次发布标志着 IPG Automotive 在汽车测试系统领域硬件阵容的显着增强。
• 2022 年 2 月：dSPACE 宣布推出其最新的传感器仿真解决方案 AureLION。 AURELION 为自动驾驶测试和验证提供高质量的可视化。该解决方案在云端或本地运行，可创建逼真的实时影像用于相机模拟的ges，并通过光线追踪为雷达模拟和激光雷达提供精确的环境。开发人员可以在原型上路之前通过虚拟试驾来模拟自动驾驶汽车的算法，从而验证自动驾驶汽车的算法。