Stratistics MRC에 따르면 세계 CPS(Cyber Physical System) 시장은 2024년에 1,187억 달러를 달성하였고, 2030년에는 2,879억 달러에 이를 것으로 예측되며, 예측기간 동안 CAGR은 15.9%로 추정됩니다.
사이버 물리 시스템(CPS)은 인터넷이나 그 유저와 밀접하게 연결되고 컴퓨터 알고리즘에 의해 관리 및 관측되는 시스템입니다. 소프트웨어와 하드웨어가 복잡하게 얽힌 이러한 시스템은 다양한 시간적 및 공간적 규모로 작동하며 다양한 행동 방식을 보여줍니다. 사이버 물리 시스템은 센싱, 작동, 계산, 통신 기능을 결합하여 물리적 시스템의 전반적인 성능, 안전성, 신뢰성을 높입니다.
미국립표준기술실(NIST)에 따르면 차세대 사이버 물리 시스템(CPS)과 사물인터넷(IoT)을 교통, 에너지, 건강 등의 부문에 적용함으로써 미국의 생산성 성장을 1.5%나 높일 수 있다고 합니다.
IoT 채용 확대
사물인터넷(IoT)의 통합은 시장 성장의 중요한 촉진요인입니다. IoT는 실시간 데이터 수집, 분석 및 의사 결정을 가능하게 함으로써 CPS의 기능을 향상시킵니다. 이러한 연결성은 제조, 의료, 운송 등 산업 전체의 업무 효율성을 향상시킵니다. 스마트 공장과 인더스트리 4.0 개념의 상승은 예측 유지보수, 자원 최적화 및 자동화를 위해 IoT 기반 CPS에 대한 수요를 더욱 증가시키고 있습니다. IoT와 CPS의 이러한 공생 관계는 혁신과 채택을 크게 가속화합니다.
높은 도입 비용
CPS 솔루션의 도입에는 높은 초기 비용이 발생하기 때문에 특히 중소기업(SME)에서의 보급이 지장을 받고 있습니다. 이러한 시스템은 첨단 인프라, 최첨단 기술 및 숙련된 인력을 필요로 하므로 경제적 부담이 커집니다. 게다가 CPS와 기존 시스템의 통합이 복잡하기 때문에 도입 비용이 많이 들고 투자 회수가 지연됩니다. 많은 기업들에게 이러한 경제적 장벽은 장기적인 이점을 능가하므로 시장 침투를 늦추고 성장 기회를 제한합니다.
스마트 제조에 대한 수요 증가
세계적인 스마트 제조 추세는 CPS에 큰 기회를 제공합니다. 이러한 시스템은 실시간 모니터링, 예측 유지보수, 적응적인 생산 공정을 가능하게 하고 효율성을 높이며 다운타임을 줄입니다. 인더스트리 4.0에서는 IoT, AI, 로보틱스를 활용하여 최적화된 운영을 실현하는 스마트 공장을 구축하기 위해 CPS 통합을 우선시합니다. 제조업이 생산성과 지속 가능성 향상을 목표로 하면서 자동차, 일렉트로닉스, 에너지 등의 부문에서의 CPS 수요는 크게 증가할 것으로 예상됩니다.
보안 우려
CPS는 상호 연결되어 있기 때문에 사이버 위협에 취약합니다. 보안 침해는 업무를 중단시키고 기밀 데이터를 유출하여 경제적 손실과 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 많은 CPS 내 견고한 사이버 보안 조치의 부재는 이러한 위협을 악화시키고 있습니다. 사이버 공격이 더욱 정교해짐에 따라 조직은 시스템을 보호하기 위해 보안 솔루션에 상당한 투자를 해야 하며 이는 운영 비용을 증가시키거나 배포를 지연시킬 수 있습니다.
COVID-19의 대유행은 규제 가운데 업무를 유지하기 위해 산업에서 자동화를 요구하면서 CPS의 채용을 가속화했습니다. 의료 등의 부문에서는 원격 모니터링이나 진단에 CPS가 이용되고, 제조업에서는 인적 개입을 최소한으로 억제하여 효율성을 확보하기 위해 CPS가 채용되었습니다. 그러나 공급망의 혼란으로 인해 부품의 입수와 설치가 지연되었습니다. 팬데믹은 급격히 도입된 시스템의 사이버 보안 취약성도 노출시켰습니다. 이러한 과제에도 불구하고 팬데믹 위기는 업무의 연속성을 확보하기 위해 CPS와 같은 탄력성 있는 기술의 중요성을 부각시켰습니다.
예측기간 동안 산업 자동화 부문이 최대로 성장할 전망
산업 자동화 부문은 제조산업 및 에너지와 같은 부문에서 생산공정을 최적화하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 예측기간 동안 최대 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. CPS는 실시간 모니터링, 예측 유지보수 및 적응 제어 메커니즘을 가능하게 함으로써 자동화를 강화합니다. 이러한 기능은 다운타임을 줄이고 자원 활용도를 높여 일관된 제품 품질을 보장합니다. 또한 인더스트리 4.0의 채용이 확대되고 있는 것도 산업 자동화를 촉진하여 CPS 채용의 중요한 추진력이 되고 있습니다.
예측기간 동안 클라우드 기반 부문의 CAGR이 가장 높을 것으로 예상
예측기간 동안 클라우드 기반 부문은 확장성, 비용효율성 및 접근 용이성으로 인해 가장 높은 성장률을 나타낼 것으로 예상됩니다. 클라우드 플랫폼은 CPS와 IoT 디바이스의 원활한 통합을 가능하게 하고 실시간 데이터 처리 및 분석을 실현합니다. 이러한 모델은 온프레미스 솔루션에 비해 인프라 비용을 절감하면서 원격 모니터링 및 관리를 지원합니다. 산업이 디지털 변환 전략을 채택함에 따라 클라우드 기반 CPS 솔루션은 큰 성장을 이룰 것으로 예상됩니다.
예측기간 동안 아시아태평양은 급속한 산업화와 중국, 일본, 인도 등의 국가의 스마트 인프라 프로젝트에 대한 대규모 투자로 최대 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이 지역에서는 인더스트리 4.0가 중시되고 있으며, 제조, 에너지 관리, 운송의 각 부문에서 CPS 수요가 높아지고 있습니다. 디지털 전환을 지원하는 정부 프로그램은 이 지역의 시장 성장을 더욱 강화하고 있습니다.
예측기간 동안 아시아태평양은 자동차, 에너지 등 주요 부문에서 IoT, AI 등의 선진기술의 견고한 채용 추세로 인해 CAGR이 가장 높을 것으로 예측됩니다. 스마트 시티 프로젝트와 신재생에너지에 대한 노력은 이 지역에서 CPS 개발의 추가 기회를 창출하고 있습니다. 자동화에 중점을 두는 경향이 커지면서 예측기간 내내 지속적인 성장이 예상됩니다.
According to Stratistics MRC, the Global Cyber-Physical Systems (CPS) Market is accounted for $118.7 billion in 2024 and is expected to reach $287.9 billion by 2030 growing at a CAGR of 15.9% during the forecast period. Cyber-Physical Systems (CPS) are systems that are closely linked to the internet and its users and are managed and observed by computer algorithms. Software and hardware are intricately entwined in these systems, which function on various temporal and spatial scales and display a variety of behavioral modalities. They enhance the overall performance, safety, and dependability of physical systems by combining sensing, actuation, computation, and communication capabilities.
According to the National Institute of Standards and Technology (NIST), the deployment of next-generation Cyber-Physical Systems (CPS) and the Internet of Things (IoT) across sectors such as transportation, energy, and health could boost U.S. productivity growth by as much as 1.5%.
Growing adoption of IoT
The integration of the Internet of Things (IoT) is a key driver for market growth. IoT enhances CPS capabilities by enabling real-time data collection, analysis, and decision-making. This connectivity improves operational efficiency across industries like manufacturing, healthcare, and transportation. The rise of smart factories and Industry 4.0 initiatives further amplifies the demand for IoT-enabled CPS, as they enable predictive maintenance, resource optimization, and automation. This symbiotic relationship between IoT and CPS significantly accelerates innovation and adoption.
High implementation costs
The high initial costs of deploying CPS solutions hinder their widespread adoption, especially among small and medium-sized enterprises (SMEs). These systems require advanced infrastructure, cutting-edge technologies, and skilled personnel, which can be financially burdensome. Additionally, the complexity of integrating CPS with existing systems increases installation expenses and delays return on investment. For many organizations, these financial barriers outweigh the long-term benefits, slowing down market penetration and limiting growth opportunities.
Rising demand for smart manufacturing
The global shift towards smart manufacturing presents significant opportunities for CPS. These systems enable real-time monitoring, predictive maintenance, and adaptive production processes, enhancing efficiency and reducing downtime. Industry 4.0 initiatives prioritize CPS integration to create smart factories that leverage IoT, AI, and robotics for optimized operations. As manufacturers seek to improve productivity and sustainability, the demand for CPS in sectors like automotive, electronics, and energy is expected to rise substantially.
Security concerns
CPS are vulnerable to cyber threats due to their interconnected nature. Security breaches can disrupt operations, compromise sensitive data, and result in financial losses or safety risks. The lack of robust cybersecurity measures in many CPS deployments exacerbates this threat. As cyberattacks become more sophisticated, organizations must invest heavily in security solutions to protect their systems, which can increase operational costs and deter adoption.
The COVID-19 pandemic accelerated the adoption of CPS as industries sought automation to maintain operations amidst restrictions. Sectors like healthcare relied on CPS for remote monitoring and diagnostics, while manufacturing adopted these systems to ensure efficiency with minimal human intervention. However, supply chain disruptions delayed component availability and installations. The pandemic also exposed cybersecurity vulnerabilities in hastily deployed systems. Despite these challenges, the crisis underscored the importance of resilient technologies like CPS in ensuring operational continuity.
The industrial automation segment is expected to be the largest during the forecast period
The industrial automation segment is expected to account for the largest market share during the forecast period due to its critical role in optimizing production processes across sectors like manufacturing and energy. CPS enhances automation by enabling real-time monitoring, predictive maintenance, and adaptive control mechanisms. These capabilities reduce downtime, improve resource utilization, and ensure consistent product quality. Additionally, the growing adoption of Industry 4.0 practices further solidifies industrial automation as a key driver for CPS adoption.
The cloud-based segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the cloud-based segment is predicted to witness the highest growth rate due to its scalability, cost-effectiveness, and ease of access. Cloud platforms enable seamless integration of CPS with IoT devices for real-time data processing and analytics. This model supports remote monitoring and management while reducing infrastructure costs compared to on-premises solutions. As industries increasingly adopt digital transformation strategies, cloud-based CPS solutions are set to witness significant growth.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share due to rapid industrialization and extensive investments in smart infrastructure projects across countries like China, Japan, and India. The region's focus on Industry 4.0 initiatives drives demand for CPS in manufacturing, energy management, and transportation sectors. Government programs supporting digital transformation further bolster market growth in this region.
Over the forecast period, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR due to its robust adoption of advanced technologies like IoT and AI in key sectors such as automotive and energy. Smart city projects and renewable energy initiatives create additional opportunities for CPS deployment in this region. The increasing emphasis on automation ensures sustained growth throughout the forecast period.
Key players in the market
Some of the key players in Cyber-Physical Systems (CPS) Market include ABB, Honeywell International Inc., Hitachi Ltd., Schneider Electric, Siemens, Rockwell Automation, Continental AG, General Electric Company, Toshiba Corporation, Robert Bosch GmbH, Cisco Systems Inc., Emerson Electric Co., Intel Corporation, IBM Corporation, Dassault Systemes, Microsoft, SAP SE and Mitsubishi Electric Corporation.
In January 2025, Siemens has installed and commissioned the world's first 8DAB 24, the groundbreaking blue GIS medium-voltage system, in the Alpine town of Davos, Switzerland for its customer EWD Elektrizitatswerk Davos AG. The switchgear system, which uses Clean Air as insulating gas instead of sulfur hexafluoride (SF6), is deployed in the Dorf substation in Davos, securing reliable power supply for up to 40,000 people. The installation of this 24kV circuit-breaker switchgear is an important step towards a climate-friendly and smart power distribution in Davos.
In September 2022, ABB has launched ABB Ability Cyber Security Workplace (CSWP) which enhances the protection of critical industrial infrastructure by consolidating both ABB and third-party security solutions into one simple, all-encompassing digital platform. By making cyber security information more accessible and easier to manage, engineers and operators can quickly identify and remediate issues, reducing exposure to risk.