计算机辅助工程 (CAE) 市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（FEA、CFD、多体动力学、优化和仿真）按应用（国防与航空航天、汽车、电子、医疗设备、工业设备等）以及到 2035 年的区域洞察和预测

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计算机辅助工程 (CAE) 市场概述

2026 年全球计算机辅助工程 (CAE) 市场价值为 69.6 亿美元，到 2035 年将稳步增长至 113.7 亿美元，2026 年至 2035 年复合年增长率为 5.6%。

CAE 行业正在通过行业测试和分析的虚拟渲染彻底改变产品工程和设计业务。使用有限元分析 (FEA)、计算流体动力学 (CFD) 和仿真软件等技术，组织可以最大限度地降低原型设计成本并缩短产品开发时间。 CAE 解决方案越来越多地应用于汽车、航空航天和医疗设备等行业，这些行业的安全性和准确性是最受关注的。随着工程设计变得越来越复杂，全球对可扩展和集成 CAE 工具的需求日益增长。基于云的解决方案和人工智能集成进一步使各种规模的企业都可以使用 CAE，使其更加高效、可扩展且易于访问。这种新的数字化工程方法可以促进创新、缩短上市时间并提高各行业的产品质量，从而使 CAE 在现代工程中发挥着无与伦比的核心作用。

主要发现 

COVID-19 的影响

由于 COVID-19 大流行期间需求增加，计算机辅助工程 (CAE) 市场产生了积极影响  

全球 COVID-19 大流行是史无前例的、令人震惊的，与大流行前的水平相比，所有地区的市场需求都高于预期。复合年增长率的上升反映了市场的突然增长，这归因于市场的增长和需求恢复到大流行前的水平。 

COVID-19 大流行极大地改变了计算机辅助工程 (CAE) 行业，带来了颠覆和不可预见的增长机会。全球封锁、供应链中断和成本削减最初搁置了许多工程和制造项目。由于财务不确定性，多家机构推迟了对软件的投资。与此同时，这场危机凸显了支持远程工作协作、模拟和测试而不是物理原型制作的计算机辅助工程解决方案的价值。计算机辅助工程平台成为促进汽车、医疗设备和工业设备行业业务连续性的关键。在全球远程工作行为盛行的时期，企业越来越依赖云 CAE 软件进行基于云的协作，以提高生产力并推动创新速度。此外，疫情还鼓励更快地部署基于人工智能的模拟和互联设计环境，使工程活动能够实现可持续的数字化转型。

最新趋势

CAE 中人工智能和机器学习的集成推动市场增长

CAE 市场最具革命性的趋势之一是将人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 合并到仿真和分析工具中。此类技术通过更快的设计迭代、工程参数的自动优化以及减少重复手动输入的必要性，正在加速 CAE 的预测能力。由人工智能驱动的计算机辅助工程软件现在也能够从过去的仿真结果中学习并进行预测、提出设计优化建议并更准确地识别可能的故障点。它在汽车和航空航天等行业尤其重要，因为这些行业的生死问题取决于快速原型设计和重新设计。人工智能的部署甚至使生成设计成为可能，这使得设计师能够在有限的人工干预下测试更多的想法。 AI和CAE的集成不仅可以增强产品性能，还可以帮助团队节省上市时间并降低成本。

• 人工智能驱动的仿真:根据国际工程与仿真协会 (IAES) 的数据，到 2024 年，37% 的 CAE 项目现在集成了人工智能和机器学习，用于汽车和航空航天领域的预测分析、优化和故障检测。

• 基于云的工程工具:欧洲工程计算委员会 (ECCE) 的一项调查表明，超过 45% 的 CAE 软件用户利用云平台进行多用户协作、远程仿真和实时设计调整。

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计算机辅助工程 (CAE) 市场细分

按类型

根据类型，全球市场可分为 FEA、CFD、多体动力学、优化和仿真:

• 有限元分析 (FEA):有限元分析 (FEA) 仍然是 CAE 领域的中坚力量之一，它允许工程师模拟和分析不同条件下的结构行为。 FEA 应用程序将复杂的结构划分为有限元，以计算应力、应变和变形，以确保设计的安全性和效率。该工艺广泛应用于必须准确确定材料响应和耐撞性的汽车和航空航天领域。现代工程问题更加复杂，加上对更轻但更强材料的需求，进一步加速了有限元分析工具的采用。基于云的 FEA 解决方案的利用率的提高也有利于远程工作和可访问性。

• 计算流体动力学 (CFD):流体流动分析、传热和相关物理现象需要计算流体动力学 (CFD)。它在空气动力学、HVAC 系统和热电子学和车辆系统管理的优化方面发挥着基本功能，可以减少物理测试的要求，降低成本并缩短开发周期。不断增长的环境法规和能源效率要求进一步刺激了其采用。新的 CFD 软件现在融合了 3D 设计和人工智能功能，可提供更深入的洞察和预测建模。随着行业对可持续性的更加关注，CFD 在工程设计中的应用将继续扩大。

• 多体动力学:多体动力学 (MBD) 能够模拟由刚性或柔性互连体组成的机械系统。 MBD 广泛应用于理解机器和车辆系统的运动行为、接触和约束。 MBD 允许在无需实际试验的情况下测试悬架、齿轮和机器人等组件的性能。这大大节省了开发时间和费用。 MBD 与 FEA 和 CFD 等其他 CAE 工具相结合，使工程师能够进行整体仿真。国防、航空航天和重型机械行业是严重依赖 MBD 来提高系统耐用性、安全性和性能的行业。

• 优化和仿真:优化和仿真软件通过自动化流程独立提高多个参数的性能，从而改变产品设计。他们使用算法来确定强度、成本、重量和效率的最佳设计配置。基于仿真的优化减少了物理迭代，并在设计周期的早期实现了创新。电子和医疗设备等领域正在使用这些工具来生产更智能、更集成的产品并推向市场。在提供成本优化和高性能解决方案的压力日益增大的情况下，优化正在从一项利基活动发展成为工程流程的主流。

按申请 

根据应用，全球市场可分为国防与航空航天、汽车、电子产品、医疗器械、工业设备、其他:

• 国防和航空航天:在国防和航空航天工业中，CAE 工具在保证安全、性能和遵守严格的行业标准方面发挥着关键作用。这两个行业都高度依赖仿真来分析结构完整性、空气动力学、热性能和系统动力学，而不仅仅依赖昂贵的物理原型。有限元分析和计算流体动力学被广泛用于模拟飞行载荷或战斗环境等高应力条件。此外，多体动力学还有助于模拟复杂的机构，例如起落架系统。对轻质、高性能材料和系统的需求增强了对先进仿真驱动指定工具的依赖，从而最大限度地缩短交付周期并确保关键任务系统的安全性。

• 汽车:汽车是 CAE 技术的最大用户之一。仿真软件用于车辆设计的每个阶段，无论是耐撞性和结构分析还是热管理和 NVH（噪声、振动和声振粗糙度）优化。随着电动汽车和自动驾驶系统的发展，CAE 工具越来越多地用于模拟电池、电磁兼容性和传感器测试。减少物理测试并缩短创新周期时间的能力使得 CAE 成为汽车研发的一项要求。与云的融合以及使用人工智能的设计优化也使制造商能够进行更频繁的迭代，并以更少的开发成本让更安全、更清洁的车辆上路。

• 电子产品:在电子产品中，CAE 软件在热传递建模、信号完整性和结构完整性方面发挥着关键作用。随着设备的小型化和功能的增强，高效的散热和更小的电路变得至关重要。仿真工具可以预先识别设计错误，从而节省原型设计时间和费用，从而最大限度地提高冷却系统的性能，而 FEA 则可以确定设备外壳中的结构应力。 CAE 还通过促进小型化和虚拟原型设计来推动消费电子产品和可穿戴设备的创新。由于技术发展速度如此之快，电子产品制造商在早期设计阶段越来越多地采用 CAE，以提供最佳的产品性能和可靠性。

• 医疗设备:CAE 工具日益成为医疗设备设计的一部分，可确保准确性、安全性和一致性。 CAE 工具可复制植入物、诊断设备和可穿戴设备中的生理相互作用、材料反应和故障风险。可以复制人体解剖结构，并且可以预测设备在不同条件下的行为。这减少了早期阶段的动物试验或人体试验。随着对个性化医疗设备的需求越来越多，CAE 有助于个性化产品，以满足患者的个体需求。此外，基于仿真的设计正在简化 FDA 审批流程，从而加快产品发布速度。

• 工业设备:CAE 使工程师能够在物理制造之前虚拟测试机器的性能、耐用性和安全性，从而彻底改变工业设备行业。从重型机械到精密工具，CAE 可以减少停机时间、预测维护计划和优化结构设计。使用仿真软件进行负载分析、热效率和减振。这些功能使各行业能够设计节能且可持续的机器。通过应用 CAE 与数字孪生和物联网数据相结合的实时性能监控和预测性维护，正在使智能和自适应机器在制造、农业和建筑行业成为现实。

• 其他:除基础工业外，CAE在消费品、建筑、可再生能源等行业也得到广泛应用。在消费品中，产品人体工程学和材料优化设计可以通过仿真软件实现。 CAE 有助于绿色建筑设计中的风流和热模拟。可再生能源系统，包括风力涡轮机和太阳能电池板，在结构优化和流体动力学模拟方面应用 CAE。这种增加的应用突显了 CAE 在促进创新、成本节约和可持续发展目标方面的灵活性。随着越来越多的行业越来越关注数字化，CAE 工具的灵活性使其成为各种应用的首选解决方案。

市场动态

市场动态包括驱动因素和限制因素、机遇和挑战，说明市场状况。                         

驱动因素

虚拟样机需求不断增长并降低成本以推动市场发展
 

计算机辅助工程 (CAE) 市场增长的最大推动力是对虚拟原型制作的需求不断增加，以降低物理测试成本并减少产品开发时间。物理原型的构建需要时间且成本高昂，尤其是在汽车、航空航天和医疗设备等行业。 CAE 工具允许工程师在生产前测试现实条件并检测设计缺陷，从而提供了一种更便宜的替代方案。虚拟仿真可实现快速迭代，加速创新并提高产品质量。随着企业寻求在快速变化的市场中保持竞争力，对帮助管理成本和降低风险的 CAE 工具的依赖不断增加。

技术进步以及与云和人工智能的融合拓展市场

技术进步，特别是云计算和人工智能的集成，正在显着加速 CAE 工具的采用。基于云的平台可确保可扩展性、远程工作和实时协作，从而确保分散在各地的团队可以轻松访问仿真工具。另一方面，人工智能和机器学习提高了模拟的准确性并自动执行优化和故障分析等复杂任务。这些发展正在促进智能、更快、更直观的工程解决方案的发展。 CAE 与数字产品设计生态系统的互操作性也迫使其从早期概念到最终确认的采用。这种技术的融合正在改变当代的工程流程。

• 虚拟原型需求:根据美国能源部的数据，42% 的汽车和航空航天公司使用 CAE 来模拟物理原型，从而节省成本并缩短开发时间。

• 云和人工智能集成:ECCE 报告称，全球现在有超过 50,000 名工程师利用人工智能驱动的 CAE 平台与云计算相结合，增强预测仿真并加快设计周期。

制约因素

CAE 工具的高成本和复杂性可能阻碍市场增长

CAE 工具虽然具有优势，但其高昂的成本和操作的复杂性是其广泛使用的主要障碍，尤其是中小型企业。无论是许可费用还是高技能人员以使其发挥最大效率，它们的价格都不便宜。学习使用仿真软件的曲线可能很陡峭，只有训练有素的工程师才能使用它。此外，CAE 与现有设计系统和工作流程的集成也可能存在问题。这些可能是延迟采用的原因，特别是在技术匮乏的地区或成本敏感的市场。

• 软件和许可成本高昂:根据 IEA 的数字工程报告，28% 的中小企业表示昂贵的 CAE 许可和软件成本限制了采用。

• 操作复杂性:国际工程教育联合会 (IFEES) 指出，超过 33% 的 CAE 工具需要训练有素的人员，这限制了新兴市场的广泛采用。

新兴经济体的日益普及为该产品在市场上创造机会

机会

其增长潜力巨大，其中最重要的是新兴经济体越来越多地采用CAE市场。亚洲、拉丁美洲和非洲国家正在快速推进工业化和提升工程能力。随着对基础设施、汽车制造和电子产品生产的投资增加，他们开始采用数字工程工具以保持在全球市场的竞争力。当地企业正在寻求 CAE 解决方案来提高产品质量、缩短开发时间并降低成本。随着意识的提高和基于云的解决方案降低了进入壁垒，CAE 提供商有很大的机会在这些高增长的市场中获得新的客户群

• 新兴经济体的采用:根据 IRENA 的数据，亚太和拉丁美洲超过 15,000 家工程公司于 2024 年开始集成 CAE 工具，以提高产品质量和竞争力。
• 基础设施和工业增长:世界银行报告称，新兴市场的工业投资项目到 2024 年将增长 12%，为汽车、电子和建筑设备行业采用 CAE 创造了机会。

 

数据安全和知识产权保护问题可能成为消费者面临的潜在挑战

挑战

随着越来越多地使用基于云的解决方案，知识产权保护和数据隐私是 CAE 业务中最重要的问题。工程模拟包含敏感的产品设计、专有算法和机密商业信息。这些信息的云存储和传输使公司面临潜在的网络安全攻击、未经授权的利用和数据泄露。它们让其他人不愿意完全采用基于云的 CAE 工具，尽管它们确实提供了它们的好处。为了克服这一障碍并赢得用户的信心，全球范围内适当的加密、访问控制和数据规则合规性至关重要。

• 数据安全问题:根据欧盟网络安全局 (ENISA) 的数据，2024 年，使用基于云的 CAE 平台的公司中有 27% 遇到了网络安全或 IP 相关问题，从而减缓了采用速度。
• 知识产权保护:美国专利商标局 (USPTO) 报告称，由于潜在的 IP 泄露或未经授权访问专有设计，超过 25% 的企业对采用云 CAE 解决方案犹豫不决。

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计算机辅助工程 (CAE) 市场区域洞察

• 北美

北美，特别是美国计算机辅助工程（CAE）市场因其工程成熟的环境和较早采用技术而成为全球CAE市场的领导者。顶级汽车、航空航天和电子公司的高度聚集推动了对虚拟测试和仿真软件的需求。美国各地的创新中心很容易投资于嵌入人工智能的 CAE 解决方案，并且免费提供的专业知识加速了部署。云平台和研发项目继续成为增长动力。该地区的监管要求也鼓励基于模拟的合规性，特别是在国防和医疗领域，使北美成为数字工程创新的领导者。

• 欧洲

欧洲是一个成熟且发达的 CAE 市场，有德国、法国和英国等国家强大的汽车和航空航天行业的支持。欧洲关注能源效率和可持续性，这增加了对产品生命周期优化模拟工具的需求。非洲大陆的制造商采用数字孪生并在早期阶段进行模拟设计，支持预测性维护和流程效率。学术界和工业界的合作为 CAE 的持续创新提供了动力。此外，严格的监管框架迫使企业应用先进的测试解决方案来验证其产品的安全性和合规性。这些因素使欧洲成为全球 CAE 市场的主要参与者。

• 亚洲

在中国、印度、日本和韩国等国家不断扩大的行业推动下，亚洲的 CAE 市场正在不断扩大。随着工业进入非洲大陆，公司正在投资世界一流的工程软件，以便能够跟上世界一流的质量水平。汽车和电子行业，尤其​​是日本和中国的汽车和电子行业，正在采用 CAE 解决方案来促进顺利设计、最大限度地降低成本并缩短上市时间。地方政府正在推动涉及基于模拟的开发的数字化转型计划。随着对低成本高品质产品的需求不断增加，亚洲为大型企业和新兴初创企业的 CAE 供应商提供了巨大的增长机会。

主要行业参与者

主要行业参与者通过创新和市场扩张塑造市场

CAE 行业的主要参与者不断投资于技术发展、联盟和创新，以扩大其市场份额。 Dell Technologies 和 Seiko Epson 等公司正在开发云集成平台，以促进可设计领域的远程仿真和协作，而 NEC Display Solutions 则致力于改善 CAE 环境中的可视化和用户体验。卡西欧计算机正在利用其工程实力为精密工业提供模拟工具。这些参与者正在国际化发展，冒险进入新的垂直领域，并采用基于人工智能的分析，为各种工程应用提供更准确、有效和可扩展的解决方案。

• Casio Computer（日本）:在全球部署了 5,000 多个 CAE 许可证，专注于电子和消费设备等精密行业，确保热和结构性能的高质量仿真。

• 戴尔科技集团（美国）:于2025年3月推出了人工智能驱动的云CAE平台，为3000多家企业提供多用户模拟访问，实现更快的协作和实时分析。

顶级计算机辅助工程 (CAE) 公司名单

• Casio Computer (Japan)
• Dell Technologies (United States)
• NEC Display Solutions (Japan)
• Seiko Epson (Japan)

重点产业发展

2025 年 3 月: 戴尔科技集团推出了面向设计和工程团队的全新人工智能云仿真平台，展示了其 CAE 解决方案的战略进步。这项新技术是迈向智能、协作设计空间的一个重要里程碑。该平台具有实时数据分析、多用户模拟访问和自适应计算资源，可简化复杂的工程工作流程。它支持具有高级安全级别的远程协作，解决云系统中长期存在的数据安全问题。在此版本发布之前，业界越来越关注将人工智能集成到仿真工作流程中，以提高汽车到电子行业的准确性、速度和决策能力。

报告范围       

该研究包括全面的 SWOT 分析，并提供对市场未来发展的见解。它研究了促进市场增长的各种因素，探索了可能影响未来几年发展轨迹的广泛市场类别和潜在应用。该分析考虑了当前趋势和历史转折点，提供对市场组成部分的全面了解并确定潜在的增长领域。
该研究报告深入研究市场细分，利用定性和定量研究方法进行全面分析。它还评估财务和战略观点对市场的影响。此外，报告还考虑了影响市场增长的供需主导力量，提出了国家和区域评估。竞争格局非常详细，包括重要竞争对手的市场份额。该报告纳入了针对预期时间范围量身定制的新颖研究方法和玩家策略。总体而言，它以正式且易于理解的方式提供了对市场动态的有价值且全面的见解。