中國(guó)CAE行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析

中國(guó)CAE行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析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，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；研究線性、非線性問題;分析結(jié)構(gòu)(固體)、流體、電磁等。CAE廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、國(guó)防軍工、電子裝備等制造業(yè)，下游行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)對(duì)于CAE具有較大的市場(chǎng)需求，有助于驅(qū)動(dòng)業(yè)內(nèi)CAE軟件水平的提升、CAE行業(yè)解決方案及相關(guān)服務(wù)的持續(xù)完善。2020年，全球CAE市場(chǎng)被前三大供應(yīng)商所主導(dǎo)，分別是西門子、ANSYS和達(dá)索，市占率共計(jì)47%，前五大CAE供應(yīng)商中另兩名分別是Altair和Hexagon。國(guó)內(nèi)研發(fā)設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)中廣聯(lián)達(dá)市占率最高，達(dá)14%，隨后達(dá)索13%，西門子12%，神州軟件10%，Synopsys7%，可見我國(guó)研發(fā)設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)仍然被國(guó)外廠商占據(jù);；研發(fā)設(shè)計(jì)軟件中CAE占比9.57%，近10%，其中主要廠商為ANSYS、達(dá)索、西門子、中望和安懷信等，國(guó)內(nèi)三家公司市占比均不足5%，總占比僅6%。一、市場(chǎng)規(guī)模2020年，全球CAE市場(chǎng)規(guī)模為81億美元;預(yù)計(jì)到2025年，CAE市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到128億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率9.6%。CAE消除了對(duì)多個(gè)原型和產(chǎn)品召回問題的需求，從而降低與原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品召回策略相關(guān)的成本，市場(chǎng)有望在預(yù)測(cè)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)前所未有的增長(zhǎng)。運(yùn)用CFD分析電池模塊溫度的情況增多，延長(zhǎng)了電池壽命和性能，將有效推動(dòng)CAE市場(chǎng)發(fā)展。越來越多的工程制造任務(wù)被外包給中國(guó)、印度、俄羅斯等新興經(jīng)濟(jì)體。計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、三維實(shí)體造型技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、工程數(shù)據(jù)管理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)革新是推動(dòng)CAE軟件水平提升的重要驅(qū)動(dòng)力。“智能制造”帶動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，下游行業(yè)用戶對(duì)CAE認(rèn)知度和重視度持續(xù)提升，CAE輔助產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的重要性日益凸顯。二、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度目前在整個(gè)市場(chǎng)上可以看到CAE領(lǐng)域的幾大類行業(yè)，因?yàn)橛欣蓤D，發(fā)展的較為迅猛。首先是CAE軟件類的培訓(xùn)，包括軟件基礎(chǔ)應(yīng)用操作和專業(yè)應(yīng)用，在軟件基礎(chǔ)應(yīng)用操作這一塊做的越來越多后，轉(zhuǎn)而對(duì)專業(yè)應(yīng)用的需求逐漸增大，這得益于CAE技術(shù)在整個(gè)制造行業(yè)的整體作用在提升和更多的人以及企業(yè)開始重視CAE本身所能創(chuàng)造的價(jià)值。所謂專業(yè)應(yīng)用方面的培訓(xùn)，也即是針對(duì)某些具體的行業(yè)問題的CAE分析而做的培訓(xùn)，比如汽車行業(yè)的整車分析等等。其次是CAE技術(shù)的發(fā)展，眾所周知，國(guó)內(nèi)的CAE整體應(yīng)用技術(shù)還是比較薄弱的，這個(gè)原因很多，幾句話講不完。隨著對(duì)CAE技術(shù)應(yīng)用的重視程度在增加，對(duì)于CAE分析的要求也就更多，所能達(dá)到的效果的期待值也越高。更加真實(shí)的還原結(jié)構(gòu)的工作運(yùn)行環(huán)境，結(jié)合大量的分析經(jīng)驗(yàn)做出最有效的CAE分析，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造提供強(qiáng)有力的支持，是很多行業(yè)和企業(yè)的需求。而CAE技術(shù)人才的培養(yǎng)所需要的時(shí)間成本和資源成本都不是簡(jiǎn)單的一點(diǎn)就可以，因此除了少數(shù)行業(yè)積累的CAE分析經(jīng)驗(yàn)比較成熟，很多的行業(yè)并不成熟。因此，追求復(fù)雜、多物理場(chǎng)、多耦合場(chǎng)等CAE分析能力的提升，解決專業(yè)難題也是現(xiàn)在CAE行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，基于此而成立的各類CAE公司很多很多。再次是CAE咨詢，CAE咨詢這塊在國(guó)外做的非常成熟，國(guó)內(nèi)對(duì)于提供成套的CAE咨詢的公司聽說的并不多，除了國(guó)外那些CAE軟件在國(guó)內(nèi)的辦事處，其他的成立的小公司大多也不是以此作為盈利點(diǎn)，更多的應(yīng)該還是軟件培訓(xùn)和應(yīng)用，甚至是倒賣軟件。隨著CAE技術(shù)在制造業(yè)的大量應(yīng)用(未來)，CAE咨詢對(duì)于企業(yè)而言變得很是關(guān)鍵。還有一個(gè)是CAE的個(gè)性化定制，其實(shí)這幾塊分的并沒有那么開，都是串聯(lián)在一起。CAE的個(gè)性化定制是將CAE技術(shù)更好地推廣到企業(yè)的比較好的方式，CAE技術(shù)的門檻確實(shí)比較高，對(duì)于企業(yè)而言面臨的也是更多的成本輸出，通過個(gè)性化定制能夠有效降低這個(gè)成本，同時(shí)也能大大節(jié)省CAE技術(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用成本。個(gè)性化定制CAE技術(shù)最有效的手段是二次開發(fā)技術(shù)。三、CAE技術(shù)因素CAE技術(shù)是一門涉及許多領(lǐng)域的多學(xué)科綜合技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)有以下幾個(gè)方面。(1)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)CAE系統(tǒng)中表達(dá)信息的主要形式是圖形，特別是工程圖。在CAE運(yùn)行的過程中，用戶與計(jì)算機(jī)之間的信息交流是非常重要的。交流的主要手段之一是計(jì)算機(jī)圖形。所以，計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)是CAE系統(tǒng)的基礎(chǔ)和主要組成部分。(2)三維實(shí)體造型工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目和機(jī)械產(chǎn)品都是三維空間的形體。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員構(gòu)思形成的也是三維形體。CAE技術(shù)中的三維實(shí)體造型就是在計(jì)算機(jī)內(nèi)建立三維形體的幾何模型，記錄下該形體的點(diǎn)、棱邊、面的幾何形狀及尺寸，以及各點(diǎn)、邊、面間的連接關(guān)系。(3)數(shù)據(jù)交換技術(shù)CAE系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)功能模塊都是系統(tǒng)有機(jī)的組成部分，它們都應(yīng)有統(tǒng)一的幾類數(shù)據(jù)表示格式，是不同的子系統(tǒng)間、不同模塊間的數(shù)據(jù)交換順利進(jìn)行，充分發(fā)揮應(yīng)用軟件的效益，而且應(yīng)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)可擴(kuò)展性和軟件的可再用性，以提高CAE系統(tǒng)的生產(chǎn)率。各種不同的CAE系統(tǒng)之間為了信息交換及資源共享的目的，也應(yīng)建立CAE系統(tǒng)軟件均應(yīng)遵守的數(shù)據(jù)交換規(guī)范。國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)有GKS、IGES、PDES、STEP等。(4)工程數(shù)據(jù)管理技術(shù)CAE系統(tǒng)中生成的幾何與拓?fù)鋽?shù)據(jù)，工程機(jī)械，工具的性能、數(shù)量、狀態(tài)，原材料的性能、數(shù)量、存放地點(diǎn)和價(jià)格，工藝數(shù)據(jù)和施工規(guī)范等數(shù)據(jù)必須通過計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、讀取、處理和傳送。這些數(shù)據(jù)的有效組織和管理是建造CAE系統(tǒng)的又一關(guān)鍵技術(shù)，是CAE系統(tǒng)集成的核心。采用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)對(duì)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理是最好的技術(shù)手段。(5)管理信息系統(tǒng)工程管理的成敗，取決于能否做出有效的決策。一定的管理方法和管理手段是一定社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的產(chǎn)物。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)不僅是人才與技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，而且是管理水平、經(jīng)營(yíng)方針的競(jìng)爭(zhēng)，是管理決策的競(jìng)爭(zhēng)。決策的依據(jù)和出發(fā)