CAE软件分为前处理、求解器和后处理三大模块,其中求解器为 CAE 软件的核心。随着跨学科融合能力的不断增强,我国CAE 软件行业快速发展。但目前在研发设计类软件中CAE 软件占比较小,市场渗透率仍然较低,行业增长空间广阔。随着CAE 软件在汽车、航空航天、国防军工、电子装备等高端制造业中得到更为广泛的应用,预计2026年我国CAE 软件市场规模将超70亿元。目前外资厂商处于我国CAE 软件市场头部地位,但随着相关企业不断进步和政策支持力度加大,我国CAE 软件国产化率有望不断提升。
一、CAE软件分为前处理、求解器和后处理三大模块,其中求解器为核心
CAE(Computer Aided Engineering)指工程设计中的计算机辅助工程,指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等,把工程(生产)的各个环节有机地组织起来,其关键就是将有关的信息集成,使其产生并存在于工程(产品)的整个生命周期。
根据观研报告网发布的《中国CAE软件行业发展趋势研究与投资前景分析报告(2024-2031年)》显示,CAE 软件分为前处理、求解器和后处理三大模块,其中求解器为 CAE 软件的核心。前处理过程中,用户在 GUI 为求解器提供/生成实际的几何模型和空间网格,选择物理模型和数值求解算法及其参数,并根据实际工况设置求解的边界条件;求解器是针对特定场景,如结构变形、液体流动等,用数字算法模型的方式实现对物理规律、数学原理的客观还原;求解结束后,后处理模块为客户提供可视化界面,对模拟结果进行提取、分析和多方式展示。
资料来源:观研天下整理
二、我国CAE 软件行业快速发展,但渗透率仍然较低,增长空间广阔
CAE 软件集成了物理学、数学、计算机科学和工程学等多领域的知识,随着其跨学科融合能力的不断增强,CAE 软件能够处理多物理场耦合问题,并提高产品研发的效率,并通过模拟和分析来优化设计来减少实际制造过程中的迭代次数。
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近年来,我国CAE 软件市场快速增长。根据数据,2021年我国CAE 软件市场规模达32.1 亿元,2022年我国CAE 软件市场规模达37.6 亿元人民币,较上年同比增长17.1%。CAE 软件渗透率仍然较低,市场发展前景广阔。2022年CAE 软件市场规模占研发设计类软件的比重仅为5.4%。随着CAE 软件在汽车、航空航天、国防军工、电子装备等高端制造业中得到更为广泛的应用,预计2026年我国CAE 软件市场规模达74.8亿元,2021-2026年年复合增长率达到 18.4%。
数据来源:观研天下数据中心整理
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三、外企处于我国CAE 软件头部地位,国产化率有望不断提升
外企处于我国CAE 软件头部地位。2022 年市场份额排名前三分别为Ansys(17%)、西门子(15%)和达索系统(8%),均为国外厂商。
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但由于 CAE 软件涉及结构、流体、电磁、噪声等各类不同专业领域,头部厂商很难拥有全物理场的通用仿真产品,国产厂商加大投入,从专用领域抢占市场份额,国产化率有所提升。根据数据, 2022年CAE 国产化率为16.2%,较2016年增加 9.2 Pcts。
工信部发布的《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》提出,重点更新计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助制造(CAM)、制造执行系统(MES)、企业资源计划(ERP)等研发设计、生产制造、经营管理、运营维护相关软件。到 2027 年,完成约 200 万套工业软件和 80 万台套工业操作系统更新换代任务。CAE软件国产替代浪潮至,国产替代需求有望超 50 亿元。
国内外 CAE 厂商对比
厂商类型 |
CAE 厂商 |
成立时间 |
主要产品细分领域 |
专注 CAE 厂商 |
Ansys |
1970 年 |
结构、流体、电磁、声场 |
达索系统 |
1981 年 |
流体、电磁、结构 |
|
海克斯康 |
1992 年 |
流体、结构、声场、材料 |
|
索辰科技 |
2006 年 |
流体、结构、光学、声场、电磁 |
|
CAD 延伸至 CAE |
西门子 |
1947 年 |
流体、电磁、机械 |
西门子 |
1998 年 |
结构、电磁 |
|
CAE 代理厂商 |
安世亚太 |
2003 年 |
结构、流体、电磁、声场 |
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数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)
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