CAE軟件分為前處理、求解器和后處理三大模塊，其中求解器為 CAE 軟件的核心。隨著跨學(xué)科融合能力的不斷增強，我國CAE 軟件行業(yè)快速發(fā)展。但目前在研發(fā)設(shè)計類軟件中CAE 軟件占比較小，市場滲透率仍然較低，行業(yè)增長空間廣闊。隨著CAE 軟件在汽車、航空航天、國防軍工、電子裝備等高端制造業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用，預(yù)計2026年我國CAE 軟件市場規(guī)模將超70億元。目前外資廠商處于我國CAE 軟件市場頭部地位，但隨著相關(guān)企業(yè)不斷進步和政策支持力度加大，我國CAE 軟件國產(chǎn)化率有望不斷提升。
一、CAE軟件分為前處理、求解器和后處理三大模塊，其中求解器為核心
CAE(Computer Aided Engineering)指工程設(shè)計中的計算機輔助工程，指用計算機輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等，把工程（生產(chǎn)）的各個環(huán)節(jié)有機地組織起來，其關(guān)鍵就是將有關(guān)的信息集成，使其產(chǎn)生并存在于工程（產(chǎn)品）的整個生命周期。
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國CAE軟件行業(yè)發(fā)展趨勢研究與投資前景分析報告（2024-2031年）》顯示，CAE 軟件分為前處理、求解器和后處理三大模塊，其中求解器為 CAE 軟件的核心。前處理過程中，用戶在 GUI 為求解器提供/生成實際的幾何模型和空間網(wǎng)格，選擇物理模型和數(shù)值求解算法及其參數(shù)，并根據(jù)實際工況設(shè)置求解的邊界條件；求解器是針對特定場景，如結(jié)構(gòu)變形、液體流動等，用數(shù)字算法模型的方式實現(xiàn)對物理規(guī)律、數(shù)學(xué)原理的客觀還原；求解結(jié)束后，后處理模塊為客戶提供可視化界面，對模擬結(jié)果進行提取、分析和多方式展示。
資料來源：觀研天下整理
二、我國CAE 軟件行業(yè)快速發(fā)展，但滲透率仍然較低，增長空間廣闊
CAE 軟件集成了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和工程學(xué)等多領(lǐng)域的知識，隨著其跨學(xué)科融合能力的不斷增強，CAE 軟件能夠處理多物理場耦合問題，并提高產(chǎn)品研發(fā)的效率，并通過模擬和分析來優(yōu)化設(shè)計來減少實際制造過程中的迭代次數(shù)。
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近年來，我國CAE 軟件市場快速增長。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年我國CAE 軟件市場規(guī)模達32.1 億元，2022年我國CAE 軟件市場規(guī)模達37.6 億元人民幣，較上年同比增長17.1%。CAE 軟件滲透率仍然較低，市場發(fā)展前景廣闊。2022年CAE 軟件市場規(guī)模占研發(fā)設(shè)計類軟件的比重僅為5.4%。隨著CAE 軟件在汽車、航空航天、國防軍工、電子裝備等高端制造業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用，預(yù)計2026年我國CAE 軟件市場規(guī)模達74.8億元，2021-2026年年復(fù)合增長率達到 18.4%。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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三、外企處于我國CAE 軟件頭部地位，國產(chǎn)化率有望不斷提升
外企處于我國CAE 軟件頭部地位。2022 年市場份額排名前三分別為Ansys（17%）、西門子（15%）和達索系統(tǒng)（8%），均為國外廠商。
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但由于 CAE 軟件涉及結(jié)構(gòu)、流體、電磁、噪聲等各類不同專業(yè)領(lǐng)域，頭部廠商很難擁有全物理場的通用仿真產(chǎn)品，國產(chǎn)廠商加大投入，從專用領(lǐng)域搶占市場份額，國產(chǎn)化率有所提升。根據(jù)數(shù)據(jù)， 2022年CAE 國產(chǎn)化率為16.2%，較2016年增加 9.2 Pcts。
工信部發(fā)布的《工業(yè)重點行業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新和技術(shù)改造指南》提出，重點更新計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助制造（CAM）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃（ERP）等研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、運營維護相關(guān)軟件。到 2027 年，完成約 200 萬套工業(yè)軟件和 80 萬臺套工業(yè)操作系統(tǒng)更新?lián)Q代任務(wù)。CAE軟件國產(chǎn)替代浪潮至，國產(chǎn)替代需求有望超 50 億元。
國內(nèi)外 CAE 廠商對比
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廠商類型 |
CAE 廠商 |
成立時間 |
主要產(chǎn)品細分領(lǐng)域 |
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專注 CAE 廠商 |
Ansys |
1970 年 |
結(jié)構(gòu)、流體、電磁、聲場 |
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達索系統(tǒng) |
1981 年 |
流體、電磁、結(jié)構(gòu) |
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1992 年 |
流體、結(jié)構(gòu)、聲場、材料 |
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索辰科技 |
2006 年 |
流體、結(jié)構(gòu)、光學(xué)、聲場、電磁 |
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CAD 延伸至 CAE |
西門子 |
1947 年 |
流體、電磁、機械 |
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西門子 |
1998 年 |
結(jié)構(gòu)、電磁 |
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CAE 代理廠商 |
安世亞太 |
2003 年 |
結(jié)構(gòu)、流體、電磁、聲場 |
資料來源：觀研天下整理
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