全球计算机辅助工程市场按组件（软件（有限元分析 (FEA)、计算流体动力学 (CFD)、多体动力学、优化与仿真）、服务（开发服务、培训、支持与维护））、按部署模式（本地、云）、按最终用户（汽车、国防与航空航天、电子、医疗设备、工业设备、其他）、按地区、竞争情况划分，2018 年至 2028 年

市场概览

到 2022 年底，全球计算机辅助工程市场价值为 84.1 亿美元，预测期内复合年增长率 (CAGR) 为 10.13%。

关键市场驱动因素

产品复杂性和创新需求不断增加

对创新的不懈追求和各行各业产品日益复杂的增长是推动全球计算机辅助工程 (CAE) 市场显著增长的强大力量。在当今竞争激烈的环境中，企业不断面临设计和开发产品的压力，这些产品不仅要满足客户对性能、安全性和效率的期望，还要超出客户的期望。这种创新要求，再加上先进汽车、飞机、电子设备甚至药品等产品日益复杂的要求，带来了巨大的挑战。

CAE 解决方案正在成为产品设计和开发创新的关键推动因素。这些工具利用了仿真的强大功能，使工程师和设计师能够在构建物理原型之前虚拟地制作原型并测试产品。这不仅节省了时间和资源，还使工程师能够探索更广泛的设计可能性。无论是优化电动汽车的空气动力学、模拟新药化合物的行为，还是确保复杂建筑的结构完整性，CAE 都处于这些努力的最前沿。在这种情况下，关键驱动因素之一是对多方面仿真功能的需求。随着产品变得越来越复杂，确保其可靠性和性能所需的模拟也越来越复杂。CAE 工具已经发展到涵盖广泛的物理学领域，从结构和热分析到流体动力学、电磁学，甚至系统级模拟。这种全面的模拟能力使公司能够解决其产品中最复杂和相互关联的方面，促进创新并确保产品在性能和安全性方面得到优化。

此外，CAE 解决方案在设计和工程团队之间的协作和沟通中发挥着不可或缺的作用。这些工具促进了数字孪生方法的发展，即产品的虚拟模型在整个生命周期中反映其真实世界中的对应物。这种数字孪生可以实现实时协作，使不同的团队能够齐心协力、快速迭代，从而缩短产品上市时间并提高产品质量。随着不同行业的企业越来越认识到 CAE 在推动创新和管理产品复杂性方面的价值，全球 CAE 市场有望持续增长。这些解决方案不仅可以加速产品开发，还可以提高产品可靠性，从而提供切实的竞争优势。在一个需要持续创新的时代，CAE 是一种变革性技术，使组织能够突破产品设计和工程的极限。

缩短上市时间并降低成本

在降低成本的同时缩短上市时间的持续压力已成为全球 CAE 市场增长的驱动力。传统的设计和测试方法既耗时又昂贵，通常需要多次迭代和物理原型。 CAE 解决了这些挑战，使工程师能够以数字方式测试和改进设计，从而减少昂贵的物理迭代。这可以缩短产品开发周期并大幅节省成本。随着各行各业都致力于更快、更经济高效地将产品推向市场，采用 CAE 软件已成为一项战略要务。通过 CAE 实现的效率提升转化为竞争优势，使公司能够快速响应市场需求并在当今快节奏的商业环境中保持领先地位。

对可持续性和法规遵从性的日益重视

对可持续性和严格法规遵从性的日益重视是推动全球计算机辅助工程 (CAE) 市场显著增长的强大驱动力。在这个以日益增加的环境问题和减少碳足迹的承诺为标志的时代，企业面临着开发可持续产品和流程的巨大压力。全球监管机构正在实施严格的标准，以解决环境影响、安全和质量问题，这需要在产品设计和开发方面进行深刻的变革。CAE 解决方案是实现可持续性和法规遵从性这一变革之旅的先锋。这些工具使组织能够在开发过程的每个阶段对其产品的环境和性能影响进行建模和分析。例如，CAE 可以模拟建筑物的能源效率、评估电动汽车的空气动力学或优化制造过程对环境的影响。这不仅使企业能够满足监管要求，而且还促进了可持续设计的创新。

此外，CAE 在确保汽车、航空航天、制药和电子等各个行业的产品安全和法规遵从性方面发挥着关键作用。它可以对产品进行严格的测试和验证，以满足安全标准和质量要求。例如，在制药行业，CAE 工具用于模拟药物在人体内的行为，确保疗效和安全性。随着循环经济实践的兴起，对促进可持续性和合规性的 CAE 解决方案的需求进一步凸显，在循环经济实践中，产品的设计考虑了再利用、回收和环境影响。CAE 支持对产品整个生命周期的评估，有助于生态设计并最大限度地减少浪费。

随着组织越来越认识到可持续性和法规合规性的必要性，全球 CAE 市场正在经历大幅增长。这些解决方案不仅可以增强产品设计和性能，而且有助于采取更负责任和更环保的业务方式。CAE 在帮助公司应对复杂的法规环境方面发挥着关键作用，同时促进可持续、环保产品和流程的创新，确保更加环保的未来。

云计算和高性能计算的进步

云计算和高性能计算 (HPC) 的进步是推动全球 CAE 市场向前发展的关键驱动力。基于云的 CAE 解决方案具有远程协作、可扩展资源和降低硬件成本等优势。工程师可以从任何地方访问模拟，使全球团队能够无缝协作完成项目。此外，HPC 加快了模拟的计算速度，使复杂的分析能够在很短的时间内完成。这不仅提高了工程生产率，还使工程师能够探索更广泛的设计方案。云计算和 HPC 的融合提高了 CAE 软件的可访问性、可扩展性和效率，使其成为日益互联和技术先进的世界中现代工程实践的基石。

主要市场挑战

集成和互操作性的复杂性

在全球计算机辅助工程 (CAE) 市场的快速发展中，最大的挑战之一是集成和确保各种 CAE 工具和软件平台之间的互操作性的复杂性。随着 CAE 解决方案的范围不断扩大以适应各种学科、行业和产品开发阶段，工程师经常发现自己正在使用多种专业软件。这种多样性会阻碍无缝数据交换和协作，从而导致兼容性问题、数据丢失和工作流碎片化。工程师必须处理复杂的集成，管理不同工具之间的数据转换，并确保每个软件都与整体设计流程保持一致。克服这一挑战需要标准化工作、开放数据格式和协作平台，以促进不同 CAE 工具之间的数据顺利交换。行业解决这些集成和互操作性障碍的能力将决定未来 CAE 实践的效率和有效性。

高计算需求和可扩展性

随着模拟变得越来越复杂和数据密集，全球 CAE 市场正在努力应对管理高计算需求和实现可扩展性的挑战。随着各行各业越来越依赖 CAE 进行全面的产品分析和优化，模拟需要强大的计算能力才能在合理的时间范围内提供准确的结果。复杂的模拟（例如涉及流体动力学、结构分析或多物理相互作用的模拟）需要大量的计算资源。然而，采购和维护所需的硬件基础设施可能成本高昂且资源密集。此外，随着项目规模的变化和计算需求的波动，对可扩展性的需求也带来了挑战。基于云的解决方案通过提供对可扩展计算资源的按需访问提供了一个潜在的答案，但安全问题、数据隐私和延迟问题可能会阻碍广泛采用。应对这些挑战需要在计算能力、成本效益和可扩展性之间取得微妙的平衡，同时还要采用并行处理、高性能计算和分布式计算等新兴技术来处理日益复杂的模拟。

主要市场趋势

人工智能与机器学习的融合

全球计算机辅助工程 (CAE) 市场正在经历一场由人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 技术融合推动的变革性转变。这些尖端功能正在彻底改变工程师与 CAE 软件交互的方式，实现更高效的模拟和分析。AI 和 ML 算法可以自动优化设计、预测性能结果并识别大数据集中的趋势，使工程师能够将专业知识集中在关键决策上，而不是手动流程上。此外，AI 驱动的生成设计使工程师能够探索多种设计可能性，从而增强创新和创造力。随着人工智能和机器学习的不断发展，CAE 市场正见证着一种趋势，即智能软件能够适应、学习并协助工程师做出明智的设计选择，最终简化工作流程并提高生产力。

仿真驱动的产品生命周期管理 (PLM)

仿真驱动的产品生命周期管理 (PLM) 是重塑全球 CAE 市场的一个突出趋势。传统上，CAE 工具主要用于设计阶段；然而，它们正越来越多地被集成到整个产品生命周期中。仿真驱动的 PLM 涉及使用 CAE 指导每个阶段的决策，从概念化和设计到制造、测试和维护。这一趋势促进了工程部门和其他部门之间的协作，从而生产出针对性能、成本和可靠性进行优化的产品。通过将 CAE 见解融入 PLM 流程，公司可以最大限度地减少设计迭代、减少物理原型并确保产品在整个生命周期内符合所需的规格。随着各行各业寻求更全面、更高效的产品开发方法，仿真驱动的 PLM 应运而生，成为一种战略趋势，可增强协作、加速创新并最大化产品价值。

仿真和基于云的解决方案的民主化

仿真工具的民主化和基于云的解决方案的兴起正在通过扩大可访问性和协作来重塑全球 CAE 市场。传统上，复杂的 CAE 工具由于其技术复杂性和资源要求而仅限于专业工程团队。然而，民主化趋势旨在让更广泛的用户更容易使用 CAE 工具，包括设计师、分析师，甚至非工程利益相关者。这是通过用户友好的界面、简化的工作流程和自动化功能实现的。此外，基于云的 CAE 解决方案因其可扩展性、降低的硬件要求和远程协作功能而越来越受欢迎。工程师可以从任何地方访问模拟并就项目进行协作，打破地理障碍，使全球团队能够无缝协作。模拟和基于云的解决方案的民主化与现代包容性趋势相一致，使更广泛的专业人员能够为产品开发和创新做出贡献。

细分洞察

部署模式洞察

基于部署模式，本地细分市场成为主要细分市场，在整个预测期内表现出坚定不移的主导地位。

最终用户洞察

基于最终用户，汽车细分市场成为强大的领跑者，在整个预测期内发挥其主导地位并塑造市场轨迹。汽车行业对 CAE 工具在设计、模拟和优化车辆各个方面的依赖是无与伦比的。从结构完整性和碰撞模拟到空气动力学和燃油效率分析，CAE 在提高车辆性能、安全性和创新方面发挥着关键作用。随着电动汽车和自动驾驶汽车的进步，汽车行业不断发展，对复杂 CAE 解决方案的需求也不断增加。该领域的强大主导地位反映了其对卓越工程的坚定承诺，以及其在引导全球 CAE 市场走向汽车创新未来轨迹方面发挥的重要作用。

区域见解

北美在全球计算机辅助工程市场中牢牢确立了主导地位，确立了其卓越地位，并凸显了其在塑造行业进程中的关键作用。凭借技术创新、蓬勃发展的行业和卓越工程文化的强大融合，北美已成为 CAE 采用和创新的强国。该地区致力于突破产品设计、仿真和分析的界限，这与 CAE 工具提供的功能无缝契合。随着北美继续推动航空航天、汽车、制造业和其他领域的进步，对尖端 CAE 解决方案的需求也日益增加。该地区对技术研发的贡献进一步增强了其影响力，营造了一种引起全球共鸣的创新氛围。这种主导地位巩固了北美在 CAE 市场的主导地位，引领了行业的发展方向，并在全球范围内塑造了工程实践的未来。

最新发展

• 2023 年 6 月，达索系统和 ISAE 集团建立了战略合作伙伴关系，双方共同的目标是提高学生在航空航天领域必不可少的先进数字技术方面的专业知识，从而形成一项重要的合作。此次合作主要围绕将达索系统的尖端 3DEXPERIENCE 平台纳入 ISAE 集团的教育计划展开。通过整合这项技术，此次合作旨在丰富大约 7,000 名学生的学习体验。该计划不仅限于课堂学习，还促进了密切合作，将高级技能纳入学术课程，建立认证计划并提供创新的教育支持。
• 2023 年 7 月，西门子数字工业软件宣布与亚马逊网络服务 (AWS) 建立扩展战略合作，为集成电路 (IC) 和电子设计领域的共同客户群提供增强的云服务。此次扩大的合作关系旨在利用 AWS 先进的云功能，为西门子现有和即将推出的电子设计自动化 (EDA) 解决方案缩短设计周期、提高工程资源效率和验证覆盖范围。通过将 AWS 的先进产品与西门子的 EDA 产品无缝集成，此次合作旨在帮助客户提高整个设计流程的效率和性能，从而实现结果优化和运营简化。

主要市场参与者

• Autodesk Inc.
• Siemens AG
• SolidCAM Ltd.
• CNC Software, LLC.
• Hexagon AB
• 3D Systems, Inc.
• HCL Technologies Limited
• NTT DATA Corporation
• OPEN MIND Technologies AG
• BobCAD-CAM