计算机辅助工程市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（计算机辅助设计 (CAD) 软件、计算机辅助工程 (CAE) 软件）、应用程序（设计自动化、工厂设计、产品设计和测试、制图和 3D 建模等）以及到 2033 年的区域见解和预测

计算机辅助工程 (CAE) 市场规模

2024 年，全球计算机辅助工程 (CAE) 市场规模达到 119.0603 亿美元，预计 2025 年将达到 131.645 亿美元，到 2033 年将达到 2941.053 亿美元。在仿真驱动的产品开发和数字技术的推动下，预计 2025 年至 2033 年该市场将以 10.57% 的复合年增长率强劲增长。双胞胎。

由于先进工程工具在汽车、航空航天和电子行业的广泛应用，美国 CAE 市场规模正在快速增长。向基于云的 CAE 平台和集成仿真环境的转变正在加速美国工程工作流程的数字化转型。

主要发现

• 市场规模： 2024 年市场规模为 119.0603 亿美元，预计 2025 年将达到 131.645 亿美元，到 2033 年将达到 294.1053 亿美元，复合年增长率为 10.57%。
• 增长动力： 对基于云的解决方案的需求增长了 61%，人工智能驱动的模拟增长了 58%，注重可持续发展的工具增长了 49%。
• 趋势： 数字孪生技术的使用增加 (54%)，58% 的工具采用人工智能优化，基于云的 CAE 解决方案增长了 47%。
• 关键人物： Ansys Inc、CD-adapco Group、LMS International NV、ESI Group、Exa Corp、Computational Engineering International Inc、MSC Software Corp.
• 区域见解： 北美占 34%，欧洲占 28%，亚太地区占 29%，中东和非洲占 9%。北美在汽车 CAE 采用方面处于领先地位，而亚太地区则呈现快速增长。
• 挑战： 57% 的公司表示软件复杂性方面存在困难，48% 的公司表示缺乏熟练劳动力，41% 的公司面临高昂的实施成本。
• 行业影响： CAE 工具将制造能力提高了 52%，将产品开发时间缩短了 61%，并将产品精度提高了 58%。
• 最新进展： 云 CAE 工具采用率增长了 61%，AI 增强型仿真工具增长了 58%，52% 的软件更新采用多物理场集成。

由于工业制造商的采用率为 72%，计算机辅助工程市场正在迅速扩大。大约 84% 的汽车公司利用 CAE 解决方案进行基于仿真的验证。超过 63% 的工程公司更喜欢基于云的 CAE 平台，以实现可扩展性和远程访问。航空航天领域 CAE 的采用率增长了 47%，而电子和能源行业分别贡献了 38% 和 41%。 CAE 有助于原型制作成本降低高达 33%。在整个北美地区，CAE 工具在产品开发中的采用率为 74%。 CAE 市场持续发展，增强实时仿真和可视化的软件更新每年增长 52%。

计算机辅助工程市场趋势 

2025 年，基于云的 CAE 解决方案的采用率增长了 63%。超过 58% 的公司现在采用人工智能驱动的模拟。大约 82% 的电动汽车制造商依靠 CAE 工具进行电池设计和热分析。航空航天 CAE 使用量激增 47%。约 66% 的大型工业使用与数字孪生生态系统集成的 CAE。开源 CAE 软件使用量增加了 39%。近 21% 的设计团队利用具有 AR/VR 功能的 CAE。大约 48% 的新 CAE 工具具有集成的多物理场功能。基于仿真的产品测试取代了 44% 的传统原型设计工作。大约 71% 的产品设计师表示使用预测仿真模型提高了准确性。

在汽车行业，87% 的 OEM 使用 CAE 来实现耐撞性。过去两年，消费电子产品中 CAE 的采用率增加了 46%。由于混合工作趋势，远程 CAE 访问需求增长了 53%。近 51% 的公司表示 CAE 工具可以改善上市时间指标。采用 CAE 的数字原型设计已将设计错误减少了 49%。到 2024 年，制造业中约 45% 的初创企业采用了基础级 CAE。全球与 PDM/PLM 平台的集成增加了 54%。北美以 74% 的使用率领先，其次是欧洲（69%）和亚太地区（64%）。目前，全球 59% 的机械工程课程包含 CAE 培训模块。超过 33% 的制造商使用 CAE 进行环境影响模拟。这些趋势清楚地反映了市场向预测性、仿真主导的工程模型的转变。

计算机辅助工程市场动态

机会

基于云的 CAE 平台的采用不断增加

基于云的 CAE 平台通过减少硬件依赖性并为最终用户提供可扩展的解决方案来释放新的增长机会。超过 55% 的大型企业已开始将其模拟工作负载转移到基于云的环境，理由是协作和实时数据访问方面的改进。云部署减少了对高成本计算基础设施的需求，将资本支出削减高达 30%。此外，公司报告称，在利用高性能云计算环境时，模拟运行时间提高了 50%。协作产品开发也发生了重大转变——跨职能团队使用云托管的 CAE 平台将效率提高了 35%。云CAE也符合远程工程工作的趋势；疫情过后，全球超过 60% 的工程团队至少使用一种基于云的仿真工具。此外，通过云提供的自动更新和安全增强功能将平台正常运行时间延长了 25%，从而增强了创新和设计周期的连续性。

驱动程序

各行业对虚拟样机的需求不断增长

对虚拟原型的需求是 CAE 市场增长的主要驱动力，特别是在汽车、电子和航空航天等注重快速创新的行业。目前，全球超过 70% 的 OEM 厂商都使用虚拟原型作为产品开发的标准部分。据公司报告，通过更换物理原型，测试过程的成本降低了 40%，开发周期加快了 30%。在电动汽车 (EV) 领域，仿真驱动设计将电池性能优化效率提高了 45%，最大限度地减少了物理迭代的需要。在碰撞测试、流体动力学和热分析中使用 CAE 提高了产品质量，60% 的公司指出现场故障率有所下降。虚拟样机还用于监管合规性——超过 50% 的医疗设备制造商使用 CAE 模拟来更快地满足认证要求。这种日益增长的依赖性凸显了 CAE 在现代工程中的关键作用。

克制

"CAE 软件许可证成本高昂导致可访问性有限"

专有 CAE 软件的高成本仍然是市场增长的重大限制，特别是在中小企业 (SME) 中。平均而言，过去五年中，优质 CAE 解决方案的许可成本增加了 20% 以上，这对于研发预算有限的公司来说是难以承受的。此外，发展中地区超过 35% 的中小企业表示，由于前期和维护成本，在使用模拟工具方面存在财务限制。操作此类软件需要熟练的专业人员，这又增加了一层费用——随着平台变得更加复杂和功能丰富，培训成本飙升了近 25%。尽管有开源替代方案，但采用速度很慢，由于对可靠性和兼容性的担忧，新兴市场中只有不到 15% 的工程公司使用免费的 CAE 工具。这种可及性差距阻碍了创新，特别是在汽车和航空航天等行业，CAE 的使用对于设计和原型制作至关重要。

挑战

"与遗留系统的集成复杂性"

CAE 工具与遗留系统的集成提出了持续的挑战，特别是在汽车和重型工程等成熟行业。超过 40% 的企业报告在部署新的 CAE 平台与过时的 CAD 或 PLM 系统时存在兼容性问题。此外，近 30% 的产品设计团队由于互操作性不足而遇到数据不一致的问题，这阻碍了无缝仿真工作流程。在多供应商环境中，复杂性会加剧——超过 50% 使用混合 CAE 生态系统的公司表示，由于数据转换错误或文件不兼容，导致仿真延迟。维护周期也变得更长；由于集成错误导致的系统停机时间同比增加了 18%。陡峭的学习曲线（尤其是跨平台操作）会导致额外的生产力损失——培训和适应期通常会将开发时间延长 20%–25%，从而影响上市时间。这些持续存在的集成障碍降低了 CAE 投资的投资回报率，并阻碍了更广泛的企业采用。

细分分析

计算机辅助工程市场按类型和应用进行细分，每个细分市场都显示出不同的基于百分比的贡献。按类型划分，CAE 软件领先，占 34%，其次是CAD软件29%，CAM软件占 14%，AEC 软件占 13%，EDA 软件占 10%。按应用划分，产品设计和测试占主导地位，占 38%，制图和 3D 建模占 27%，设计自动化占 19%，工厂设计占 8%，其他占 8%。大约 58% 的全球公司使用 CAE 进行基于模拟的测试。近 53% 使用 CAD 进行技术绘图。大约 48% 的数字化工厂采用 CAM 软件进行生产。 AEC 软件支持土木项目中 57% 的规划。 EDA 软件用于 72% 的半导体设计工作流程。近 66% 的汽车研发利用 CAE 工具。大约 74% 的机械设计是从 CAD 软件开始的。 CAE 已集成到 61% 的基于云的工程工作流程中。学术许可在技术机构中的采用率为 47%。到 2025 年，亚太地区 64% 的制造商将使用基于模拟的验证。这种细分反映了全球 79% 的工程产品开发周期对仿真日益增长的需求。

按类型

• 计算机辅助设计 (CAD) 软件： CAD 软件占有 29% 的市场份额。大约 65% 的产品开发是从 CAD 开始的。近 74% 的建筑草图源自 CAD 平台。大约 53% 的工程专业学生使用 CAD 进行培训。
• 计算机辅助工程 (CAE) 软件： CAE 软件以 34% 领先。大约 58% 的公司使用 CAE 进行热测试和压力测试。 CAE 已集成到 66% 的汽车和航空航天项目中。 61% 的仿真过程依赖于基于云的 CAE 工具。
• 计算机辅助制造 (CAM) 软件： CAM 软件贡献了 14%。大约 48% 的智能工厂在自动化加工中使用 CAM。 CAM 支持汽车装配线 36% 的运营。近 41% 的 CAD 到制造工作流程依赖于 CAM。
• 建筑、工程和施工 (AEC) 软件： AEC Software 拥有 13% 的份额。大约 57% 的建筑公司应用 AEC 工具进行结构规划。 BIM 功能出现在 46% 的 AEC 软件应用程序中。 49% 的市政项目使用 AEC 工具。
• 电子设计自动化 (EDA) 软件： EDA 软件持有 10% 的股份。 EDA应用于72%的IC设计。大约 61% 的 PCB 布局是使用 EDA 工具完成的。半导体公司在 68% 的电路仿真中使用 EDA。

按申请

• 产品设计与测试：占38%。大约 79% 的汽车和航空航天工程师使用仿真工具进行测试。近 66% 的新机器经过 CAE 验证。 58% 的故障是在模拟过程中预测的。
• 绘图和 3D 建模：贡献了27%。大约 74% 的建筑布局是使用 3D 模型构建的。 51% 的产品演示使用 3D 可视化。 44% 的机械蓝图是使用绘图工具创建的。
• 设计：自动化占 19%。超过 53% 的重复性设计任务通过 CAE 实现自动化。 41% 的电子公司使用自动化来缩短开发时间。设计迭代频率降低36%。
• 工厂设计：占8%。大约 46% 的石油和天然气工程师应用仿真。 34% 的能源设备使用工厂建模进行测试。 29% 的流体网络使用 CAE 进行优化。
• 其他的：占8%。大约 52% 的技术大学在实验室中使用 CAE。 31% 的生物医学工程师使用 CAE 来模拟设备。 38% 的消费品公司应用利基 CAE 应用程序。

区域展望

全球CAE市场按地区划分如下：北美34%，欧洲28%，亚太地区29%，中东和非洲9%。北美在汽车研发中使用了 87% 的 CAE，在航空航天仿真中使用了 61%，处于领先地位。欧洲 72% 的制造商在生命周期测试中采用 CAE。亚太地区的 CAE 工具采用率同比增长 64%。中东和非洲的学术机构中 CAE 的使用率为 49%。 58% 的云 CAE 平台源自北美。 66% 的数字孪生集成发生在欧洲国家。超过 73% 的中国制造商使用 CAE 进行电动汽车设计。 53% 的韩国电子公司依靠 CAE 进行 IC 设计。中东建筑行业 42% 的项目采用基于 AEC 的 CAE。 36% 的非洲基础设施是通过模拟进行规划的。从各地区来看，59%的企业优先考虑CAE进行产品创新。亚洲 CAE 基础设施的区域投资增长了 38%，MEA 增长了 41%。全球云 CAE 在教育领域的使用量增长了 47%。跨区域协作工具增加44%，进一步支撑CAE生态系统。

北美

北美占34%。美国制造商在 79% 的设计活动中使用 CAE。汽车 CAE 使用率为 87%。航空航天仿真占比68%。 53% 的机械研发支出用于仿真。云 CAE 采用率达到 61%。 74% 的大学教授 CAE。 66% 的国防设计采用了模拟。数字孪生 CAE 使用量增长了 57%。 49% 的电子设计使用 EDA。 SaaS CAE 采用率为 59%。 51% 的初创公司使用基于云的建模。涉及 CAE 的学术研究增长了 44%。高性能计算为 48% 的模拟实验室提供支持。电动汽车公司在 62% 的原型开发中使用 CAE。

欧洲

欧洲占28%。 72% 的欧盟公司使用 CAE 进行测试。德国的汽车仿真率为 79%。 AEC 在建筑中的使用率为 64%。自动化公司在 58% 的机器设计中应用了 CAE。 44% 的能源公司使用能源效率模拟。 47% 的工程学院设有 CAE。由于模拟，物理原型设计下降了 36%。航空航天认证 51% 的测试涉及 CAE。 42% 采用多物理场工具。 49% 的智能项目中使用了数字孪生 CAE 应用程序。 46% 的公共基础设施采用基于 BIM 的模拟。远程 CAE 团队协作提高了 52%。

亚太

亚太地区占29%。 CAE 工具的采用率增长了 64%。中国汽车CAE使用率为73%。印度基于教育的 CAE 使用率为 62%。韩国半导体行业应用CAE的比例达到71%。建筑公司在 58% 的项目中使用 AEC 工具。日本的植物建模使用率为 47%。 53% 的电子设计使用 EDA。 49% 的外包工程公司使用 CAE。基于云的模拟增长了 59%。政府主导的举措使 CAE 资金增加了 38%。采用CAE的电动汽车设计占69%。学术合作伙伴关系增加了 44%。远程云 CAE 团队增加了 51%。

中东和非洲

中东和非洲占9%。 49% 的大学使用了 CAE。基于施工的模拟为 42%。 37% 的项目模拟石油和天然气的使用。工厂设计占使用量的 33%。云 CAE 需求增长 43%。 31% 的公司提供 CAE 咨询服务。智慧城市CAE使用率达到36%。能源 CAE 采用率为 27%。政府教育支持增加41%。 38% 的模拟实验室现在使用 CAE。使用 AEC 工具进行基础设施规划的比例为 44%。 29% 的制造项目使用仿真软件。

CAE市场重点企业

投资分析与机会

计算机辅助工程 (CAE) 市场的投资正在激增，尤其是在数字化转型技术方面。全球约 56% 的公司增加了对基于云的 CAE 解决方案的投资。大约 49% 的企业计划在未来 2 年内将 31% 的研发预算分配给仿真和验证软件。在汽车行业，62% 的公司将 CAE 作为缩短开发时间的主要投资。亚太地区近 58% 的制造商正在大力投资人工智能驱动的 CAE 工具。 CAE 平台中机器学习的采用预计将在未来几年推动 49% 的投资增长。以可持续发展为重，52% 的公司正在投资 CAE 工具，以实现环保设计和减少碳足迹。

教育机构已将 CAE 相关投资增加了 47%，以培养下一代工程师。针对不断增长的电动汽车市场的仿真工具占汽车行业新增投资的 55%。工业 4.0 与 CAE 系统的集成导致互联平台的投资增加了 39%。大约 64% 的建筑和基础设施公司增加了对基于 AEC 的结构和环境模拟 CAE 工具的投资。将数字孪生功能与 CAE 集成的公司预计长期回报将增加 48%。总体趋势表明，CAE 驱动的创新投资每年增长 51%，特别是在产品生命周期管理方面。

新产品开发

计算机辅助工程市场的新产品开发是由对自动化和多物理场集成的持续关注推动的。 2023 年推出的新 CAE 工具中，超过 58% 通过人工智能和机器学习功能进行了增强。 2023 年，实时仿真与 CAE 软件的集成增加了 47%。随着行业转向更可持续的解决方案，49% 的新 CAE 产品开发旨在包含环境影响分析功能。大约 44% 的新推出软件提供基于云的功能来支持远程协作，使全球团队更轻松地访问和运行模拟。到 2024 年，56% 的 CAE 软件版本包含先进的多物理场功能，将热、结构和流体仿真整合到一个平台中。

超过 49% 的新产品还具有针对特定行业（包括航空航天、汽车和建筑）量身定制的扩展模拟模板库。 CAE 产品中 3D 可视化和虚拟现实 (VR) 的集成增加了 41%，特别是在设计审查和原型评估方面。去年，48% 的制造商表示采用新的 CAE 工具来支持下一代电动汽车电池的开发，重点关注电池冷却和散热建模。此外，市场上 55% 的 CAE 软件现在包含智能制造流程功能，具有优化生产效率和减少错误的内置功能。 52% 的新软件包包含与 CAD、CAM 和 PLM 系统的广泛集成选项，从而减少了数据转换时间。这些进步反映了产品开发中对更智能、更快速、更集成的 CAE 解决方案日益增长的需求。

最新动态

2023 年和 2024 年，计算机辅助工程市场的制造商将重点关注创新，扩展其软件的功能，以满足不断增长的行业需求。 2023 年，49% 的软件公司推出了专注于基于云的功能的更新，以提高可扩展性和远程访问能力。主要参与者达索系统推出了新的产品套件，将模拟和测试精度提高了 52%，扩大了其在汽车和航空航天领域的影响力。 Ansys于2024年发布了新的多物理场仿真平台，占其产品组合的44%。该平台旨在增强热管理模拟，这是电动汽车和半导体行业的一项关键功能，该行业的采用率增长了 41%。

Altair Engineering 通过新的人工智能驱动工具扩展了其产品范围，目前航空航天领域 53% 的制造商都在使用这些工具。 MSC Software 推出了一种新的基于云的仿真工具，可将仿真时间缩短 36%，提供更高效、更具成本效益的解决方案。此外，Siemens Digital Industries 在将 CAE 工具与物联网和工业 4.0 技术集成方面取得了重大进展，从而将其解决方案的市场渗透率提高了 45%。超过 58% 的 CAE 供应商专注于人工智能驱动的优化算法，以提高模拟的准确性和速度，满足汽车、能源和建筑等行业不断增长的需求。对 CAE 工具模拟产品可持续性特征（例如材料使用和碳排放）的需求导致环保模拟软件的开发量增加了 47%。大约 41% 的软件提供商现在正在投资增强用户界面，以使非专家更容易使用模拟工具，这有助于提高中小型企业的采用率。

报告范围

该报告对计算机辅助工程市场进行了全面分析，按软件类型、应用程序和区域进行细分。涵盖的主要类型包括计算机辅助设计 (CAD) 软件、计算机辅助工程 (CAE) 软件、计算机辅助制造 (CAM) 软件、建筑、工程和施工 (AEC) 软件以及电子设计自动化 (EDA) 软件。它还包括深入研究市场应用，例如产品设计和测试、绘图和 3D 建模、设计自动化、工厂设计等。区域洞察重点关注北美、欧洲、亚太地区以及中东和非洲，详细分析了每个领域的市场趋势、增长动力、机遇和挑战。该报告强调了基于云的 CAE 解决方案如何重塑市场，61% 的企业采用它们来提高灵活性并降低基础设施成本。

人工智能、机器学习和多物理场仿真的集成被强调为市场的主要趋势，目前 58% 的 CAE 平台提供这些功能。该报告涵盖了市场的主要发展，包括 Ansys、Dassault Systèmes 和 Altair Engineering 等主要公司的产品创新和最新更新。此外，它还概述了 CAE 市场的投资趋势，56% 的公司将更多资源分配给数字化转型和注重可持续性的仿真工具。电动汽车和智能制造等新兴领域的市场增长潜力受到重视，53%的CAE工具开发集中在这些领域。此外，该报告还涵盖了对可持续性和环保设计日益增长的需求所产生的影响，49% 的新 CAE 产品包含旨在减少环境影响的功能。该报告对于希望驾驭不断变化的 CAE 格局的企业、投资者和利益相关者来说是宝贵的资源。