CAE行業(yè)發(fā)展分析：研發(fā)設(shè)計(jì)軟件國(guó)產(chǎn)化加速

• 吳澳燕 2023年5月29日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 867 53
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2021年全球CAE市場(chǎng)規(guī)模90億美元;2021年中國(guó)制造業(yè)CAE市場(chǎng)規(guī)模32.1億元，IDC預(yù)計(jì)2022-2026年國(guó)內(nèi)CAE市場(chǎng)規(guī)模CAGR將達(dá)18.4%。

工業(yè)軟件主要包括研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)維服務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理四大類(lèi)，CAE 與 CAD、EDA 同屬于工業(yè)軟件中的研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)軟件，處于工業(yè)軟件的上游，是最能體現(xiàn)工業(yè)屬性和底層物理原理的部分。

工業(yè)和信息化部等八部門(mén)印發(fā)《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，文件提出聚力研發(fā)工業(yè)軟件產(chǎn)品，推動(dòng)工業(yè)知識(shí)軟件化和架構(gòu)開(kāi)源化，加快推進(jìn)工業(yè)軟件云化部署，依托重大項(xiàng)目和骨干企業(yè)，開(kāi)展安全可控工業(yè)軟件應(yīng)用示范。

CAE指工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)輔助工程，指用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等，把工程(生產(chǎn))的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地組織起來(lái)，其關(guān)鍵就是將有關(guān)的信息集成，使其產(chǎn)生并存在于工程(產(chǎn)品)的整個(gè)生命周期。而CAE軟件可作靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，動(dòng)態(tài)分析;研究線(xiàn)性、非線(xiàn)性問(wèn)題;分析結(jié)構(gòu)(固體)、流體、電磁等。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)CAE行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

CAE現(xiàn)在已經(jīng)滲透了工程制造的各個(gè)領(lǐng)域，涉及了什么固 體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)三大領(lǐng)域，包含了包括力、 熱、聲、光、電、核、流-固耦合、流-熱-固、多物理場(chǎng)耦 合的專(zhuān)業(yè)多學(xué)科的結(jié)合工具，已經(jīng)是各類(lèi)工程類(lèi)軟件中應(yīng) 用種類(lèi)最多的—種工具軟件。

2021年全球CAE市場(chǎng)規(guī)模90億美元;2021年中國(guó)制造業(yè)CAE市場(chǎng)規(guī)模32.1億元，IDC預(yù)計(jì)2022-2026年國(guó)內(nèi)CAE市場(chǎng)規(guī)模CAGR將達(dá)18.4%。

CAE市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

CAE軟件是算法密集型的大型工業(yè)軟件系統(tǒng)，融合了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科的算法技術(shù)，涉及學(xué)科廣，模型復(fù)雜，需要深厚的理論基礎(chǔ)和持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)門(mén)檻相對(duì)較高。產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)創(chuàng)新需要多學(xué)科專(zhuān)業(yè)人才經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)研發(fā)才能實(shí)現(xiàn)，對(duì)于行業(yè)新進(jìn)入者而言，短期內(nèi)難以突破核心技術(shù)，形成了技術(shù)壁壘。

目前 CAE 市場(chǎng)已經(jīng)形成高集 中度的市場(chǎng)格局。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2021 年全球 CAE 前三大供應(yīng)商 Ansys、西門(mén)子和達(dá)索系統(tǒng) 市占率總計(jì) 77%，行業(yè)集中度非常高。國(guó)內(nèi) CAE 軟件起步較晚且發(fā)展緩慢，20 世紀(jì) 90 年代 引入海外廠(chǎng)商后始終被其占據(jù)主要市場(chǎng)。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2021 年中國(guó)制造業(yè) CAE 市場(chǎng)中，前 三大廠(chǎng)商均為海外 CAE 廠(chǎng)商，共占 45.8%的份額。

研發(fā)設(shè)計(jì)軟件國(guó)產(chǎn)化加速

國(guó)內(nèi)CAE產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)初期理論和技術(shù)水平均較高，與國(guó)外相比差距并不大，但受限于應(yīng)用范圍窄，阻礙了國(guó)內(nèi)CAE市場(chǎng)進(jìn)程的推進(jìn)。隨著上世紀(jì)70-90年代海外CAE企業(yè)的進(jìn)入，國(guó)內(nèi)CAE行業(yè)受到?jīng)_擊，商業(yè)化進(jìn)程受阻。

21世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)一系列幫扶政策陸續(xù)推出，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)下，CAE行業(yè)快速發(fā)展，大量CAE公司成立，國(guó)產(chǎn)CAE廠(chǎng)商加速發(fā)展。目前，主要國(guó)產(chǎn)CAE公司包括霍萊沃、盈建科、中望軟件、索辰科技等。隨著國(guó)內(nèi)CAE廠(chǎng)商陸續(xù)成立，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快，國(guó)產(chǎn)CAE有望實(shí)現(xiàn)加速追趕。

CAE 是研發(fā) 設(shè)計(jì)類(lèi)工業(yè)軟件重要組成。CAE 軟件主要用于仿真環(huán)節(jié)，國(guó)產(chǎn)化率低，自主可控需求迫切。 我國(guó) CAE 滲透率僅為 50%，仍有較大提升空間，疊加目前較低的 國(guó)內(nèi)國(guó)產(chǎn)化率。我們認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi) CAE 行業(yè)的發(fā)展具備國(guó)產(chǎn)替代與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)滲透率提 升的雙重邏輯。

CAE行業(yè)發(fā)展前景分析

我國(guó)軍工裝備制造領(lǐng)域主要由和航 空、航天兵器、船舶及電子等6大行業(yè)、10家工業(yè)集團(tuán)構(gòu) 成。由于各行業(yè)之間具有明顯的特征，因此CAE應(yīng)用領(lǐng)域在各個(gè)行業(yè)中有著不同的情況。

軍工領(lǐng)域尤其是高端制導(dǎo)對(duì)于CAE的依賴(lài)更深，例如涉及 到復(fù)雜制作。除過(guò)物理產(chǎn)品的交互，也要交付數(shù)字產(chǎn)品， 其與CAD、CAE是密不可分的，相關(guān)需求是非常迫切的， 已從自發(fā)性質(zhì)變成了必須。此外，用戶(hù)的需求也是一個(gè)非 常重要的牽引手段，如果沒(méi)有把基于CAE、CAD的應(yīng)用做 到相應(yīng)的程度，那么就難以滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，沒(méi)法實(shí)現(xiàn)客 戶(hù)的最終目標(biāo)，工程的應(yīng)用就缺乏完整性。

我國(guó)對(duì)工業(yè)軟件需求的深度，與我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的深化密不可分。我國(guó)制造業(yè)從資源密集型，到勞動(dòng)力密集型，再向知識(shí)密集型轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，對(duì)工業(yè)軟件需求程度不盡相同。勞動(dòng)力密集型的工業(yè)體系，對(duì)管理軟件的需求最為強(qiáng)烈;OEM、ODM為代表的離散制造業(yè)，需要供應(yīng)鏈精益化運(yùn)作;“中國(guó)智造”時(shí)代，復(fù)雜精密工業(yè)產(chǎn)品的自主研發(fā)和生產(chǎn)，則需要研發(fā)環(huán)節(jié)整個(gè)生態(tài)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多供應(yīng)商的協(xié)同運(yùn)作。因此，未來(lái)研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)工業(yè)軟件在制造業(yè)重塑中扮演的角色愈發(fā)重要。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和信息化的不斷加深，國(guó)家對(duì)軟件安全的需求日益增長(zhǎng)，尤其是政府、軍事、金融等重點(diǎn)領(lǐng)域，軟件安全已經(jīng)成為信息安全的重要組成部分，關(guān)乎國(guó)家信息安全。出于對(duì)先進(jìn)制造和信息安全問(wèn)題的考慮，國(guó)產(chǎn)研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)工業(yè)軟件進(jìn)入國(guó)內(nèi)大型企業(yè)的步伐將加快，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)外工業(yè)軟件的逐步替代將成為工業(yè)軟件行業(yè)的長(zhǎng)期趨勢(shì)。因此，未來(lái)研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)工業(yè)軟件的市場(chǎng)空間廣闊。

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