中国CAE行业现状及发展前景分析

CAE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。而CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题;分析结构(固体)、流体、电磁等。

CAE广泛应用于汽车、航空航天、国防军工、电子装备等制造业，下游行业的产品研发对于CAE具有较大的市场需求，有助于驱动业内CAE软件水平的提升、CAE行业解决方案及相关服务的持续完善。

2020年，全球CAE市场被前三大供应商所主导，分别是西门子、ANSYS和达索，市占率共计47%，前五大CAE供应商中另两名分别是Altair和Hexagon。国内研发设计软件市场中广联达市占率最高，达14%，随后达索13%，西门子12%， 神州软件10%，Synopsys7%，可见我国研发设计软件市场仍然被国外厂商占据;；研发设计软件中CAE占比9.57%，近10%，其中主要厂商为ANSYS、达索、西门子、 中望和安怀信等，国内三家公司市占比均不足5%，总占比仅6%。

一、市场规模

2020年，全球CAE市场规模为81亿美元;预计到2025年，CAE市场规模将达到128亿美元，年均复合增长率9.6%。CAE消除了对多个原型和产品召回问题的需求，从而降低与原型设计和产品召回策略相关的成本，市场有望在预测期内实现前所 未有的增长。运用CFD分析电池模块温度的情况增多，延长了电池寿命和性能，将有效推动CAE市场发展。越来越多的工程制造任务被外包给中国、印度、俄罗斯等新兴经济体。

计算机图形技术、三维实体造型技术、数据交换技术、工程数据管理技术等关键技术革新是推动CAE软件水平提升的重要驱动力。“智能制造”带动制造业转型升级，下游行业用户对CAE认知度和重视度持续提升，CAE辅助产品研发生产的重要性日益凸显。

二、产业关联度

目前在整个市场上可以看到CAE领域的几大类行业，因为有利可图，发展的较为迅猛。

首先是CAE软件类的培训，包括软件基础应用操作和专业应用，在软件基础应用操作这一块做的越来越多后，转而对专业应用的需求逐渐增大，这得益于CAE技术在整个制造行业的整体作用在提升和更多的人以及企业开始重视CAE本身所能创造的价值。所谓专业应用方面的培训，也即是针对某些具体的行业问题的CAE分析而做的培训，比如汽车行业的整车分析等等。

其次是CAE技术的发展，众所周知，国内的CAE整体应用技术还是比较薄弱的，这个原因很多，几句话讲不完。随着对CAE技术应用的重视程度在增加，对于CAE分析的要求也就更多，所能达到的效果的期待值也越高。更加真实的还原结构的工作运行环境，结合大量的分析经验做出最有效的CAE分析，为产品的设计和制造提供强有力的支持，是很多行业和企业的需求。而CAE技术人才的培养所需要的时间成本和资源成本都不是简单的一点就可以，因此除了少数行业积累的CAE分析经验比较成熟，很多的行业并不成熟。因此，追求复杂、多物理场、多耦合场等CAE分析能力的提升，解决专业难题也是现在CAE行业发展的一大趋势，基于此而成立的各类CAE公司很多很多。

再次是CAE咨询，CAE咨询这块在国外做的非常成熟，国内对于提供成套的CAE咨询的公司听说的并不多，除了国外那些CAE软件在国内的办事处，其他的成立的小公司大多也不是以此作为盈利点，更多的应该还是软件培训和应用，甚至是倒卖软件。随着CAE技术在制造业的大量应用(未来)，CAE咨询对于企业而言变得很是关键。

还有一个是CAE的个性化定制，其实这几块分的并没有那么开，都是串联在一起。CAE的个性化定制是将CAE技术更好地推广到企业的比较好的方式，CAE技术的门槛确实比较高，对于企业而言面临的也是更多的成本输出，通过个性化定制能够有效降低这个成本，同时也能大大节省CAE技术在实际设计和制造中的应用成本。个性化定制CAE技术最有效的手段是二次开发技术。

三、CAE技术因素

CAE技术是一门涉及许多领域的多学科综合技术，其关键技术有以下几个方面。

( 1 )计算机图形技术

CAE系统中表达信息的主要形式是图形，特别是工程图。在CAE运行的过程中，用户与计算机之间的信息交流是非常重要的。交流的主要手段之一是计算机图形。所以，计算机图形技术是CAE系统的基础和主要组成部分。

( 2 )三维实体造型

工程设计项目和机械产品都是三维空间的形体。在设计过程中，设计人员构思形成的也是三维形体。CAE技术中的三维实体造型就是在计算机内建立三维形体的几何模型，记录下该形体的点、棱边、面的几何形状及尺寸，以及各点、边、面间的连接关系。

( 3 )数据交换技术

CAE系统中的各个子系统，各个功能模块都是系统有机的组成部分，它们都应有统一的几类数据表示格式，是不同的子系统间、不同模块间的数据交换顺利进行，充分发挥应用软件的效益，而且应具有较强的系统可扩展性和软件的可再用性，以提高CAE系统的生产率。各种不同的CAE系统之间为了信息交换及资源共享的目的，也应建立CAE系统软件均应遵守的数据交换规范。国际上通用的标准有GKS、IGES、PDES、STEP等。

( 4 )工程数据管理技术

CAE系统中生成的几何与拓扑数据，工程机械，工具的性能、数量、状态，原材料的性能、数量、存放地点和价格，工艺数据和施工规范等数据必须通过计算机存储、读取、处理和传送。这些数据的有效组织和管理是建造CAE系统的又一关键技术，是CAE系统集成的核心。采用数据库管理系统(DBMS)对所产生的数据进行管理是最好的技术手段。

( 5 )管理信息系统

工程管理的成败，取决于能否做出有效的决策。一定的管理方法和管理手段是一定社会生产力发展水平的产物。市场经济环境中企业的竞争不仅是人才与技术的竞争，而且是管理水平、经营方针的竞争，是管理决策的竞争。决策的依据和出发点取决于信息的质量。所以，建立一个由人和计算机等组成的能进行信息收集、传输、加工、保存、维护和使用的管理信息系统，有效地利用信息控制企业活动是CAE系统具有战略意义、事关全局的一环。工程的整个过程归根结底是管理过程，工程的质量与效益在很大程度上取决于管理。