2022-2023年计算机辅助工程(CAE)行业洞察报告

2022・2023年计算机辅助

工程(CAE)行业洞察报告

汇报人：杨珊珊

20XX年2022-10-17

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0行业发展概述

❽行业环境分析

0行业现状分析

行业格局及发展趋势

摘要页

CAE"上云”

政府出台的行业支持政策有助于推动CAE技术发展、健全行业标

■fCAE行业的持续发JR.CAE,上M初为行业林的物IUt».准体系、促进CAE软件行业应用、加快建立产业生态体系，对于

CAE'±srMflmSHMRMnCAEfi51mMMCAEKS助力下游工业企业智能化、信息化进程具有重要意义。

新用户可以■过B峭•文以MMMkgnMraHR,利用

CAE咨询细分市场快速发展

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企业MSB,下第一小amfl企业众多，而由于责—Hm,

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第一章行业发展概述

画行业定义

CAE(ComputerAidedEngineering),即计算机辅助工程，是广泛

应用于工业制造业产品研发设计过程中的一种技术工具，通过模拟产

品在结构强度、热传导、刚度、运动学等方面的工作状态和表现，

CAE可为产品功能、性能的可用性和可靠性提供依据，为企业产品设

计提供决策支持，可助力企业降低设计风险、优化设计方案、提升设

计效率。作为实现计算机仿真分析功能的载体，CAE软件具有愈加完

善和强大的功能，已广泛应用于汽车、航空航天、电子装备、国防军

计算机辅助工程(CAE)行工等工业制造业领域，其主要优点包括:①CAE软件可助力企业寻求理

想的产品设计方案，为设计决策提供支持；②CAE软件可协助设计人

业定义员预先发现潜在问题，将故障纠正转变为故障预防，降低设计变更风

险、减少处理产品故障的成本；③CAE软件可模拟多种实际情景，减

少物理实验所引发的时间和资金成本。根据软件的适用范围进行划分,

CAE软件可以分为通用CAE软件和专用CAE软件两类。

画行业发展历程

快速发展阶段（2006年至今）

起步阶段（1970-1989年）

尽管国外CAE软件厂商在市场中具有较强的领先优势，但是下游各行业

上世纪70年代初，在CAE理论研究和软件开发工作的支撑下，应用领域的庞大市场需求也为本土CAE软件厂商的发展提供了良好的发

中国本土涌现了一批具有自主知识产权的有限元分析软件，如展环境，中国工程、制造业等领域内研发、生产、制造、建设等环节中

中国飞机强度研究所开发的HAJIF、郑州机械研究所开发的紫的仿真设计需求无法完全由国外CAE软件满足，市场中存在较多围绕特

瑞CAE、航空工业总公司开发的APOLANS等，这为中国CAE行定行业应用而催生的CAE软件二次开发业务，这为中国本土CAE软件的

业的起步奠定了重要基础。尽管这一类国产CAE软件具有较强市场化发展提供契机。在这一快速发展期，中国本土CAE软件开发商数

的理论水平和技术能力，能够解决特定领域内的专业问题，但量增多、行业竞争力逐渐加强。与此同时，应对于中、小、微型企业产

是软件的通用性和适用范围相对局限、缺乏整体竞争力，而且品研发设计的市场需求的增长，CAE咨询细分领域也呈现出快速发展的

软件的市场推广、后续服务能力不足，限制了此类本土CAE软态势。

件的市场化及产业化进程。

缓慢发展阶段（1990-2005年）

以ANSYS、MSC为代表的国外CAE软件厂商进入中国市场，对中国

本土CAE软件厂商产生了较大冲击。在这一时期，国外CAE软件的商

业化运作逐渐成熟。因为具有较快的求解速度和较高的稳定性、专

业性，国外CAE软件对于工程课题研究或者产品设计具有较强的便

利性，在制造业装备和产品研发中的应用广泛度逐渐提升，凭此竞

争优势，国外CAE软件迅速提升市场份额，逐渐占据领先的市场地

位。本土CAE软件的发展在这一时期则面临一定的制约，受限于资

金投入不足等因素，本土CAE软件从基础研究到工程应用、再到软

件商业化的进程受阻，本土CAE软件厂商的发展在此阶段发展缓慢。

画产业链上游

上游CAE软件开发基础设施主要由软件求解器、基础软件产品以及硬件设备组成。CAE软件

的求解器是软件开发的核心，求解器的源代码是由数学、力学、材料物理等相关学科知识的

代码化而成，是CAE软件竞争力的核心，决定了CAE软件的求解能力。求解器源代码的提供

方以高校、研究所、CAE开发厂商的专家、科学家为代表，源代码作为CAE软件的核心组成,

具有开发周期长、开发难度高的特点，因此具有较高的知识产权价值，在产业链中占据价值

的"制高点”。在基础软件产品方面，操作系统、数据库、中间件等组件为CAE软件开发、

运行、集成应用提供基础运行平台与环境。基础软件产品具有较高的技术成熟度，其供应渠

道较为稳定、产品相对充足，对于中游CAE软件开发商限制较小；在硬件设备方面，主机、

存储器、交换机、路由器等设备为CAE软件开发、运行提供物理环境，尽管硬件设备必不可

少，但是在CAE软件开发的成本占比中，硬件设备的成本占比较少，对于CAE软件开发限制

较小。止的卜，随着计算机水平和规模化生产程度的持续加深，各类硬件设备的性能和功能逐

渐提升、生产成本逐步下降，而硬件设备市场供应量的提升有望加剧硬件设备的市场竞争，

因此对于中游CAE软件开发商的影响将进一步降低。

画产业链上游

CAE行业中游是CAE软件的开发以及应用环节，参与主体主要由CAE软件开发商和CAE咨询

商组成。CAE软件开发商主要负责软件开发、为下游企业提供技术支持服务和行业应用解决

方案等，CAE软件开放商将核心求解器源代码封装于软件开发所用的框架中，开发具有网格

设计与划分、流体动力分析、动力学分析、优化分析等仿真分析功能的通用性和专用性CAE

软件，并且提供行业解决方案以满足制造业企业用户的应用需求；CAE咨询商为下游企业提

供工程领域内仿真工具使用指导、仿真流程评估与优化、仿真软件的部署实施以及一站式行

业解决方案等服务，以助力企业解决实际工程问题。一方面，CAE软件的开发与系统集成有

助于刺激上游软件产品、硬件设备等基础设施的市场需求、带动上游相关产业的发展；另一

方面，CAE软件在下游工业制造业企业实施产品设计、仿真测试、功能验证等具体业务过程

中起到重要作用，有助于提升企业工程研发设计的效率与能力。因此CAE软件开发商在产业

链中具有较强的议价能力。依托于规模、资金、技术水平、市场资源等优势，以ANSYS、达

索系统、MSC为代表的国外CAE开发商在中国CAE行业中占据领先且较为牢固的市场地位，

其旗下的CAE软件产品稳定性和可靠性较强、在下游各行业领域应用广泛。这类龙头企业在

软件开发、提供软件部署实施服务、市场推广、商业运作等方面具有较强的竞争优势，在业

内CAE开发商中具有较高的议价权。

画产业链上游

CAE在汽车、工程机械、航空航天、电子、交通运输等行业的应用较为广泛，CAE对于下游

广大制造业企业的重要性愈加提升，在助力企业提升产品研发设计效率、减少设计变更成本、

缩减产品开发周期等方面具有重要作用。以应用成熟度而言，CAE在中国航天、汽车、航空

领域中的应用处于主导地位:CAE在中国航天领域中的应用起步较早，而且由于航天领域的物

理实验成本较高，大部分实验的进行依赖于CAE而完成，CAE在此领域的辅助作用突出、体

现出最高的应用成熟度；汽车领域的发展较快，CAE在此领域中的应用成熟度次于航天领域;

CAE在航空领域中的应用成熟度处于第三的位置，随着航空领域的发展，产品设计、功能验

证等业务对于CAE的应用逐渐加深，CAE的应用成熟度提升。从市场份额占比分析，CAE在

汽车、高铁轨道交通、电子装备制造领域中的应用处于主导地位。以CAE在汽车领域的应用

为例，CAE软件功能强大、专业性强，覆盖流体分析、多体动力学、碰撞安全、结构耐久性

等多个功能领域，在汽车整车开发流程中的概念阶段、工程化阶段和验证阶段应用成熟度较

高，可应用于流体分析、动力学分析、耐久性分析、防撞性分析等典型场景中，助力北美、

中国、日本、德国等多个国家的汽车企业实现汽车零部件及整车的产品设计、开发。

第二章行业环境分析

画行业政策环境1MM

《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意

见》

《软件和信息技术服务业”

发展规划》IXDIk

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《中国制造2025》

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画行业政治环境

《智能制造发展规划《软件和信息技术服务业《关于深化”互联网+先《十四五规划纲要及2035

(2016-2020年)》发展规划(2016-2020进制造业”发展工业互联远景目标》

年)》,网的指导意见》

提出要在现有制造资源的基础上，推进云

提出要大力发展高端工业软件的研发提出要加快建立工业控制系统、高端工将着力突破CAD、CAE等工业软件，推进操作

制造平台和服务平台的建设，大力发展工和应用，提高工业软件产品的供给能业软件、云计算平台等产业基础，推进系统与芯片、数据库、中间件及各类应用软件

业软件，加快建设智能制造生态体系，推

力，强化软件在支撑制造业中的基础工业互联网平台建设和应用推广，大力的集成、适配、优化，引导企业提升产品化发

动传感器、智能仪表、控制系统、工业软

性作用，建立研发设计、生产制造、发展信息化基础较好、转型升级需求迫展能力。鼓励重点领域骨干企业先试先用，增

件等领域内配套企业的发展，深化中小企经营管理等领域的工业云、工业大数切的行业领域。强中高端软件的供给能力。

业智能化和生产线自动化改造进程。据平台，着力推进工业软件产业生态

体系。

画行业政策支持

合理的解谢第为计便机输lbRK(CA而业做了好的发展

丽

画行业社会环境

CAE技术是企业创新和转型的最基本手段，中国企业和国际标杆企

业的仿真条件差别并不大，但是仿真的命运却天壤之别。在国际标

杆企业，仿真是设计的必备手段，可以替代大多数的试验，在研发

全程成为设计的依据;而在中国企业，仿真只是设计的“选修课"，

只是试验的"附属品"，多数情况下是在研发后期进行设计校核。

在国际标杆企业，"仿真驱动研发”已经成为企业战略，而在中国，

仿真在很多企业的价值仍然是“锦上添花二CAE在开发深度和使用

效果方面远没有达到应有的程度。

信息化与智能化的发展靠硬件，更要靠软件。国内工业软件研发与应用

存在的短板必须彻底解决，实现自主可控的工业软件研发和应用体系，

智能制造才能持续发展。目前我国主流商用CAE软件大多数来自欧美发

达国家，其市场占有率高达97%,垄断大多数核心技术。随着国家对工

业软件的安全性日益重视，国内自主CAE软件的发展迫在眉睫。

画行业社会环境

在产品设计与改进中，CAE可以减少式样次数、缩短产品开发周期、降低产品开

发费用、降低设计风险、优化设计方案、提升设计效率；工业制造已成为中美博

弈的重要领域，工业产品研发设计离不开工业软件，中国即使自主研发工业产品,

所需的软件仍然被欧美垄断。

画行业社会环境

工业软件产业成新蓝海，长期存五倍增长空间。中国是全世界唯一拥有联合国产

业分类中所列全部工业门类的国家，已经成为全球制造业规模最大的经济体，

2018年全年工业增加值突破30万亿，如此巨大的产业规模体量，对工业软件的需

求非常旺盛。与此同时，中国工业软件市场市规模与发达国家相比仍然很小，市

场规模在全球的占比仅为个位数，工业软件销售额远远落后于北美、欧洲等发达

国家。数据显示，中国工业增加值全球占比接近30%,而同期工业软件市场规模

全球占比不足6%,两者严重不相符，存在五倍的差距。长期来看，中国正在从制

造大国向制造强国迈进，不断加快的产业转型升级进程必将为工业软件带来更加

广阔的增长空间。中国工业软件产业正迎来巨大的"蓝海"市场，长期存在五倍

的增长空间。

第三章行业发展现状

画行业现状

中国CAE市场由国外软件开发商占据主导地位，得益于较强的工业化程度、所在

国政府的长期扶持、产业投资等利好因素，国外软件开发商得以在CAE行业深耕,

在关键技术、核心算法、软件开发等方面积累较深，而在成熟的商业化和市场化

运作的帮助下，以法国达索系统、美国ANSYS为代表的国外软件厂商的CAE产品

具备了较强的竞争优势和行业影响力。受限于政府扶持力度弱、工业制造业水平

尚待提高、人才储备有限等因素，中国本土CAE厂商竞争力不足。中国本土CAE

软件在稳定性、功能性等方面与外资CAE软件存在一定的差距，大部分本土CAE

厂商仅针对行业应用需求和企业研发需要，提供定制化的软件开发服务，服务应

用覆盖面较窄。国际制造业向中国转移趋势的加深以及中国装备制造业的进一步

发展，为中国工业、制造业等行业的发展提供了较好的发展环境。由于CAE可帮

助设计人员及时洞察产品性能表现、有效控制设计更改成本、同时有助于提高产

品质量和可靠性，这些优势使得CAE在工业设计仿真、运动学和动力学分析、机

电系统设计等工业制造业中的细分功能领域具有较为广阔的发展前景。

画行业现状

近5年来，中国CAE行业市场容量持续稳定释放，市场规模从2014年的24亿元增

长至2018年的42亿元年复合增长率为16.6%。在“智能制造"所带动的制造

业转型升级以及下游行业用户对CAE认知度和重视度持续提升的大背景下，CAE

软件对于辅助企业产品研发生产的重要性将日益凸显。此外，应对于广大中型、

小型和微型企业的市场需求，CAE咨询市场有望进一步发展而逐渐成熟，CAE市

场容量有望持续扩大，到2023年将达到115亿元

画行业现状

2020年,全球CAE市场规模为81亿美元：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

新兴经济体根据赛迪2016-2021年中国工业软件市场规模数据.乘以其中研发设

计类软件比例,再乘以CAE所占比例得出中国CAE市场规模从2016年的10亿元

增长至2018年的14亿元年复合增长率为10.4%:2019年后,国产化加速,国内

厂商将逐渐占据更大份额：2021年达到21亿元,年均复合增长率为16.2%超过全

球平均增速计算机图形技术、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

画行业现状

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而好CAEI给辎柳工软的制的业底用。

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画行业热点

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计算机辅助工程(CAE)行业技术提升,计算机辅助工程(CAE)行业产品质量有待提升制约计

计算机辅助工程(CAE)行业具有市算机辅助工程(CAE)行业发展。行业内产品质量参差

多元化科研服务平台持续扩张，促进

场空间广阔、销售范围广、用户分不齐，导致研究结果可靠性难以保证，产品丧失市场

高价值服务企业品牌形成。行业产品

散、单批数量少、销售单价高等特竞争力。计算机辅助工程(CAE)行业难形成统一的监

化发展，集研发、生产、销售于一体督管理规范，产品质量主要靠企业自主检测保障，监

的综合性科研服务企业逐渐增多。管难度大。中国计算机辅助工程(CAE)行业产品主要

集中在中低端领域，高端领域被外资企业垄断，产品

品质有待进一步提升。

画行业驱动因素1

行业支持政策CAE应用广泛、市场潜力大

CAE广泛应用于］气车、航空航天、国防军工、电子装备

政府出台的行业支持政策有助于推动CAE技术发展、

等制造业，下游行业的产品研发对于CAE具有较大的市

健全行业标准体系、促进CAE软件行蜩用、加快建

场需求，有助于驱动业内CAE软件水平的提升、CAE行

立产业生态体系，对于助力下游工业企业智能化、信

业解决方案及相关服务的持续完善。

息化进程具有重要意义。

画行业驱动因素2

下游制造业的转型升级

关键技术的革新推动CAE软件水平提升

为产品研发的效率、成本、可控性提出了更高的要求,

消费者对于产品安全性、经济性、美观性等各方面性计算机图形技术、三维实体造型技术、数据交换技术、工

能指标的需求也愈加严苛，有助于推动CAE软件在功程数据管理技术的革新是推动CAE软件水平提升的重要驱

能性、可理解性、稳定性、可用性等方面性能的革新动力。关键技术的革新持续推动了CAE软件水平的提升，

以及行业解决方案的专业度和定制化程度的提升。随主要体现在：（1）软彳傅作界面更加用户友好，用户可理

着下游行业中、小、微型企业对于CAE认知度的逐渐解性和可交互性更强；（2）软件建模仿真时，模型的颗

粒度更高、精细度更佳，保证了仿真分析的精确性和可参

提升，CAE市场需求也有望持续扩增。关键词

关键词考性；（3）软件的数据处理和求解能力愈加强大，可满

足愈加严苛的仿真需求；（4）软件数据标准性提升，不

同CAE软件输出的数据、文件格式可转换性更强。

04

第四章行业前景趋势

画行业发展问题

市场竞争加剧

中国工业制造业水平有待提高、本土

本土CAE软件市场较为零散、市场达索、欧特克、西门子等海外竞争对手在市场

CAE软件发展未得到充分重视竞争中总体上仍处于优势地位，尤其在国内中

软件开发在上世纪、年代的发展形

兴提愿取市场化发展起步较晚，市场化CAE8090高端市场仍然处于主导地位。如海外竞争对手

势较好，中国高校、研究所等主体开发了一

依靠市场影响力强、品牌知名度高等优势改变

程度较低，造成了本土软件市场影响力批具有自主知识产权的有限元分析软件，比

CAE在国内的营销策略，则公司国内市场份额存在

和话语权较弱的态势，对于行业发展产生制如郑州机械研究所开发的紫瑞、航空工

CAE被蚕食的风险：由于国产化加速，国内本土竞

约作用。以市场化进程而言，相比于国外大业总公司开发的等。然而，自

APOLANS90争对手的竞争也可能加剧。

型商业化CAE软件公司自上世纪60年代成立年代起，由于未得到充分重视，CAE软件开

继而开始了市场化进程，中国本土商业化发得到的资金支持较低，对于软件开发产生

CAE软件开发落后四十余年，市场化进程滞了较大的限制作用，造成了目前本土CAE软

后、市场化程度较低。较低的市场化程度致件研发实力偏弱的局面。

使本土CAE软件厂商议价能力弱于国外厂商,

国外、本土厂商发展程度差异较大，市场成

熟度较低，这制约了行业发展。

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画行业建议

提升产品质量

(1)政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范计算机辅助工程(CAE)行业生产流程，并

成立相关部门，对科研用计算机辅助工程(CAE)行业的研发、生产、销售等各个环节进行监

督，形成统一的监督管理体系，完善试剂流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节

算发展建议1的基础设施升级，保证计算机辅助工程(CAE)行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；

(2)生产企业方面：计算机辅助工程(CAE)行业生产企业应严格遵守行业生产规范，保证产

品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土计算机辅助工程(CAE)行业企业加强生产质量的

把控，对标优质、高端的进口产品，并凭借价格优势逐步替代进口。此外，计算机辅助工程

(CAE)行业企业紧跟行业研发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场

占有率，也是未来行业发展的重要趋势。

全面增值服务

星发展建议2单一的资金提供方角色仅能为计算机辅助工程(CAE)行业企业提供“净利差”的盈利模式，

计算机辅助工程(CAE)行业同质化竞争日趋严重，利润空间不断被压缩，企业业务收入因此

受影响，商业模式亟待转型除传统的计算机辅助工程(CAE)行业需求外，设备管理、服务解

决方案、贷款解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综合性的增值服务需

求也逐步增强。中国本土计算机辅助工程(CAE)行业龙头企业开始在定制型服务领域发力，

巩固行业地位

心发展建议3多元化融资渠道

可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具(PPN)、公司债等额度获取，形成了

F公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；企业获取各业

态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来

源的稳定性。计算机辅助工程(CAE)行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发

债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融

资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依

据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接

融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出。

画行业发展趋势1

CAE咨询细分市场快速发展

CAE在助力企业提升产品开发效率、缩减产品开发周期等

CAE"上云”方面具有突出作用，随着CAE在汽车、航空航天、轨道交

随着CAE行业的持续发展，CAE"上云"将成为行业未来通等行业领域中应用的持续深化，制造业企业对于CAE的

的发展趋势。CAE"上云"是指借助云计算服务实现CAE认知度逐渐提升、对于CAE应用的市场需求有望持续增长。

仿真求解的过程，凭借CAE云服务，用户可以通过上传计以企业规模而言，下游中型、小型和微