2021年中国汽车仿真技术行业概览.pdf

1 2021 LeadLeo 2021年 中国汽车仿真技术行业概览：数字化 技术为汽车制造带来改革 2021 China Automotive Simulation Industry Overview 2021年中国自動車産業 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均 系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外 ）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制 、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述 约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任 的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹 ”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构， 也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 报告主要作者：周炜俊 2021/06 概览标签：汽车、汽车制造、工业互联网2021 LeadLeo 行业峰会策划、奖项评选、行业 白皮书等服务 头豹研究院简介 头豹是国内领先的原创行企研究内容平台和新型企业服务提供商。围绕“协助企业加速资本价值的挖掘、提升、传播”这一核心目标，头豹打 造了一系列产品及解决方案，包括：数据库服务、行企研报服务、微估值及微尽调自动化产品、财务顾问服务、PR及IR服务，以及其他企业 为基础，利用大数据、区块链和人工智能等技术，围绕产业焦点、热点问题，基于丰富案例和海量数据，通过开放合作的增长咨询服务 等 头豹致力于以优质商业资源共享研究平台，汇集各界智慧，推动产业健康、有序、可持续发展 300+ 50万+ 合作专家 2万+ 注册机构用户 公司目标客户群体 覆盖率高，PE/VC、 投行覆盖率达80% 资深分析师 和研究员 5,000+ 细分行业 深入研究 原创内容 100万+ 行研数据元素 企业服务 为企业提供定制化报告服务、管理 咨询、战略调整等服务 提供行业分析师外派驻场服务，平台数据库、 报告库及内部研究团队提供技术支持服务 地方产业规划，园区企业孵化服务 云研究院服务 行业排名、展会宣传 园区规划、产业规划 四大核心服务2021 LeadLeo 1、头豹科技创新网()：PC端阅读全行业、千本研报 2、头豹小程序：微信小程序搜索“头豹”、手机扫上方二维码阅读研报 图说 表说 专家说 数说 3、行业精英交流分享群：邀请制，请添加右下侧头豹研究院分析师微信 详情咨询 研报阅读渠道 扫一扫 实名认证行业专家身份自技术2.0起，仿真技术已在汽车研发领域中扮演重要角色。即使未来人为参与度 逐渐降低，但是仿真技术依旧被广泛应用。大数据驱动及人工智能驱动仅仅是省 去人为操作与决策的步骤，而底层架构仍需仿真技术为超级大脑提供数据支撑， 所以仿真技术在汽车制造的作用将无法撼动。 汽车研发技术分物理测试驱动、仿真驱动、大数据驱动及人工智 能驱动四个阶段 01 CAE的核心开发技术分为前处理、求解器及后处理。前处理是对几何模型进行处 理，与CAD的模型和数据结合；后处理包含可视化、GUI界面等功能的开发；求解 器负责CAE中的核心计算分析，其价值最高。求解器运用不同的核心技术所对应 的下游行业亦不同，如结构、流体、热仿真对应不同领域。 求解器是CAE中最为核心的技术，其难度系数及复杂程度高，导致 CAE软件开发准入门槛极高 02 中国仿真技术研究起步晚，且在制造业的应用也正处于开始普及阶段，懂专业和 掌握仿真技术的复合型人才缺乏，导致核心技术研究滞后于国际企业，难以与国 际企业相比。截至2021年5月，主流车企多采用国际企业软件产品及服务，而更换 软件需重新调试及适应，转换成本高，因此国产软件实现渗透替代国际的难度极 大，中国企业发展面临挑战。 中国企业在汽车仿真软件开发上核心技术弱，处于低端软件多， 高端软件少的阶段 03 汽车仿真技术如何颠覆汽车制 造企业？ CAE仿真技术在汽车生产过程中扮演重要角色。传统的 汽车产品生命周期分为五个阶段规划、设计、样车、 验证、产品。在产品开发、设计中，许多问题在设计阶 段不能被精确地分析，所以在验证阶段需要反复进行设 计、验证、修改后再重新试验，浪费大量资金和研发时 间。在运用CAE仿真技术后，计算机替代大部分人力资 源及减少不必要的试验。据统计结果表明，在应用CAE 技术后，开发期的费用占开发成本的比例从80%下降至 8%。头豹预测，2025年汽车仿真市场规模将达26.6亿元， 2020-2025年复合增长率为20.4%。 摘要5 名词解释 - 11 中国汽车仿真行业综述 - 12 定义 - 13 CAE在汽车仿真的应用 - 14 汽车研发技术的发展历程 - 15 汽车仿真的关键技术 - 16 汽车仿真产业链分析 - 17 上游分析 - 18 中游分析 - 19 下游应用案例 - 20 智慧停车市场规模 - 21 中国汽车仿真行业发展状况 - 22 中国汽车仿真行业驱动因素 - 23 中国汽车仿真行业竞争格局 - 24 中国汽车仿真行业发展趋势 - 25 CAX一体化及集成化 - 25 仿真过程自动化与多耦合分析 - 26 上云 - 27 中国汽车仿真行业政策分析 - 28 中国汽车仿真行业投资风险 - 29 中国汽车仿真行业企业推荐 - 30 中望软件688083 - 31 英特仿真 - 33 目录 CONTENTS6 安世亚太 - 35 方法论 - 37 法律声明 - 38 目录 CONTENTS7 Terms - 11 Overview of Automotive Simulation Industry - 12 Definition Automotive Simulation - 13 Application of CAE in Automotive Simulation - 14 Key Technology of Automotive Simulation - 15 Industry Chain Analysis - 16 Upstream Analysis - 17 Mid-stream Analysis - 18 Down-stream Case Analysis - 19 China Automotive Simulation Industry Market Size - 20 Development Status of Automotive Simulation Industry - 21 China Automotive Simulation Industry Driver - 22 China Automotive Simulation Industry Competitive Landscape - 23 China Automotive Simulation Industry Trend - 24 Integration of CAX and Diversification of Functions - 25 Automation of Simulation Process and Multi-coupling Analysis - 25 Integrate with Cloud - 26 China Automotive Simulation Industry Policies Analysis - 27 目录 CONTENTS8 China Automotive Simulation Industry Risk Analysis - 29 China Automotive Simulation Industry Companies Recommendation - 30 ZWSOFT CO., LTD.(Guangzhou) 688083 - 31 Intesim(dalian)co.,ltd.(hq) - 33 Pera Corporation Ltd. - 35 Methodology - 37 Legal Statement - 38 目录 CONTENTS9 图表1：仿真技术按产品阶段分类 - 13 图表2：CAD/CAE/CAM在产品制造的应用 - 13 图表3：CAE在汽车设计中的价值 - 14 图表4：CAE体系架构 - 14 图表5：汽车研发技术发展历史 - 15 图表6：求解器架构 - 16 图表7：汽车仿真在汽车领域的功能应用 - 16 图表8：中国汽车仿真软件产业链 - 17 图表9：上游设备对中游的影响程度 - 18 图表10：2019年电脑操作系统竞争格局 - 18 图表11：汽车仿真各类型软件 - 19 图表12：2016-2025年中国汽车仿真市场规模预测（按营收计） - 21 图表13：2020年各主要整车厂发布车型数量 - 23 图表14：2021年汽车开发成本分布 - 23 图表15：2020年全球CAE市场份额（按营收算） - 24 图表16：中国与国际企业在仿真产业对比情况 - 24 图表17：仿真软件操作者逐渐向设计师靠拢 - 25 图表18：汽车仿真软件向集成化靠拢 - 25 图表19：仿真过程自动化 - 26 图表20：多耦合与无耦合耗时对比 - 26 图表21：云端汽车仿真（以华为云为例） - 27 图表22：汽车仿真相关政策分析，2019-2021年 - 28 图表目录 List of Figures and Tables10 图标23：中望软件2017-2020年营收情况 - 31 图表24：中望软件机构评级 - 31 图表25：中望软件业务架构 - 32 图表26：英特仿真产品系列 - 33 图表27：英特仿真融资情况及客户资源 - 33 图表28：英特仿真在汽车领域的技术亮点 - 34 图表29：安世亚太三大业务 - 35 图表30：安世亚太融资情况 - 35 图表31：PERA SIM通用仿真软件体系架构 - 36 图表目录 List of Figures and Tables11 名词解释 CAD：Computer Aided Design，计算机辅助设计，指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。 CAE：Computer Aided Engineering，计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，把工程（生产）的各个环节 有机地组织起来，其关键是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期。 CAM：Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造，利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，即通过直接或间接地把计算机与制造过程和 生产设备相联系，用计算机系统进行制造过程的计划、管理以及对生产设备的控制与操作的运行，处理产品制造过程中所需的数据，控制和处理物料（毛坯和零件等） 的流动，对产品进行测试和检验等。 NVH：Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度，这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。 耦合分析：考虑两种或者多种影响因素的交叉作用和相互影响的工程分析方法。 IOPS：Input/Output Operations Per Second，每秒进行读写操作的次数，是一个用于计算机存储设备（如硬盘（HDD）、固态硬盘（SSD）或存储区域网络（SAN） 性能测试的量测方式12 2021 LeadLeo 第一部分：行业综述 主要观点： CAE是三种技术的核心及仿真领域的重点发展技术，其应用于多个产业，特别是汽车、航天等制造复杂，且试验成本高的行业 在应用CAE技术后，开发期的费用占开发成本的比例从80%下降至8% 从技术2.0起，仿真技术已在汽车研发领域中扮演重要角色 求解器是CAE的核心，其价值最高，且开发难度大13 2021 LeadLeo CAD CAE 定义与分类 仿真技术是利用计算机建立模型进行科学实验的过程，其中根据产品制造阶段可分为CAD、CAE、CAM三种， 而CAE是三种技术的核心 来源：头豹研究院 可分为数字建模、工程分析、动 态模拟和自动绘图。一个完整的 CAD系统应由人机交互接口、科 学计算、图形系统和工程数据库 等组成 C A D C A E C A M 仿真技 术 CAD设计后，基于数学模型对测 试物体进行计算，得到仿真结果。 CAE用计算机辅助求解复杂工程 和产品结构及力学性能的分析计 算等问题 通过直接或间接地把计算机与制 造过程和生产设备联系，用计算 机系统对制造过程进行计划及管 理，同时操作生产设备，最后对 产品测试和检验 仿真技术是利用计算机并通过建立模型进行科 学实验的一门多学科综合性制作，具备经济、 可靠、实用、安全、重复使用等特点。仿真技 术根据产品制造阶段可分为CAD、CAE、CAM 三种，其中CAD用于前期产品设计，CAE用于 产品性能及结构分析，CAM用于产品生产制造 的落地 CAD将工业设计以数字化模型的方式，协助工 程技术人员完成产品设计，从而提升产品开发 效率、降低开发成本、缩短开发周期。CAE则 是在CAD的基础上进一步对现实世界进行仿真 分析，实现全过程的科学化、信息化管理，不 仅减少制造损耗，还能节约成本，以良好的经 济效益实现优良的工程质量。CAM是依靠CAD、 CAE的数据进行产品生产，使产品快速落地 CAE是三种技术的核心及仿真领域的重点发展 技术，其应用于多个产业，特别是汽车、航天 等制造复杂，且试验成本高的行业。未来随着 CAE愈发成熟，仿真技术运用范围将不断扩大 CAD/CAE/CAM在产品制造的应用 初步设计 详细设计 生产准备 生产制造 产品 几何建模 分析模拟 分析模拟 几何建模 制图 机器人编程 NC编程 工艺设计 加工 装配 检查 CAD CAE CAD CAM 仿真技术按产品阶段分类 描述 特征14 2021 LeadLeo CAE在汽车的应用 CAE仿真技术的应用能替代大部分人力资源及减少不必要的试验，从而减少开发成本及开发时间，其架构由系 统、模型、计算机三要素通过系统建模、仿真建模、仿真实验组成 来源：头豹研究院 CAE仿真技术在汽车生产过程中扮演重要角色。 传统的汽车产品生命周期分为五个阶段规 划、设计、样车、验证、产品。在产品开发、 设计中，许多问题在设计阶段不能被精确地分 析，所以在验证阶段需要反复进行设计、验证、 然后修改后再重新试验，浪费大量资金和研发 时间。在运用CAE仿真技术后，计算机替代大 部分人力资源及减少不必要的试验。据统计结 果表明，在应用CAE技术后，开发期的费用占 开发成本的比例从80%下降至8%。美国福特汽车 公司2000年应用CAE技术使新车型开发周期从 36个月降到12个月，开发后期设计修改率减少 50%，原型车制造和试验成本减少50%，投资收 益提高50% CAE由系统、模型、计算机三要素组成，其中 系统为研究的对象，模型为系统的抽象，计算 机为工具与手段。三种要素通过系统建模、仿 真建模、仿真试验三项活动相互联系形成完整 的CAE体系架构 CAE体系架构 描述 规划 设计 样车 验证 产品 无CAE活动 循环 规划 设计 样车 验证 产品 CAE介入 循环次数减少 CAE 规划 设计 样车 验证 产品 优化设计 CAE CAE主导 系统 模型 计算机 建立数学模型 建立仿真模型 仿真实验结果分析 CAE在汽车设计中的价值15 2021 LeadLeo 发展历程 汽车研发技术分为物理测试驱动、仿真驱动、大数据驱动及人工智能驱动四个阶段，仿真技术自仿真驱动在汽 车研发领域扮演着重要角色 来源：头豹研究院 汽车研发技术按人为参与度划分为 四个阶段纯人为干预的物理测 试驱动的设计、计算机辅助的仿真 驱动的设计、以计算机为主导的大 数据驱动的设计、AI加超级大脑决 策的人工智能驱动的设计。从技术 1.0到技术3.0，人均为最关键、最核 心的要素，但在技术4.0的情况下， 工程师的角色被颠覆，从研发的主 要执行者变成超级大脑的监控人员， 确保超级大脑准确无误地执行任务 自技术2.0起，仿真技术已在汽车研 发领域中扮演重要角色。即使未来 人为参与度逐渐降低，但是仿真技 术依旧被广泛应用。大数据驱动及 人工智能驱动仅仅是省去人为操作 与决策的步骤，而底层架构仍需仿 真技术为超级大脑提供数据支撑， 所以仿真技术在汽车制造的作用将 无法撼动 汽车研发技术发展历史 描述 汽车研发技术1.0 汽车研发技术2.0 汽车研发技术3.0 汽车研发技术4.0 物理测试驱动的设计： 试验是检验设计的唯 一标准 工程师难以对不同的 设计方案作对比研究， 试验通过即问题解决， 试验不通过才尝试其 他方案 以寻找解决方案为目 标，忽略选择较优的 解决方案 决策标准： 非理性决策 解决方案目标： 高性能 1990s 仿真驱动的设计： 工程师可以选择已知 方案中最优解，以保 证冻结的设计方案已 经被仿真技术验证满 足试验测试要求 不存在由于性能设计 缺陷导致的被设计变 更的技术风险 减少试验验证频率， 加速工程经验积累 决策标准： 有限理性决策 解决方案目标： 轻量化、高性能 2000s 大数据驱动的设计： 建立一个高度完善的 汽车研发知识数据平 台，保证每一个入库 的解决方案皆经验证， 使工程师遇到设计困 难时能在数据库中快 速找到解决方案 减少工程师对技术方 案的思考、讨论、论 证的时间 决策标准： 近似完全理性决策 解决方案目标： 短周期、低成本、轻 量化、高性能 2016s 人工智能驱动的设计： 基于大数据与人工智 能技术，将汽车项目 流程管理与知识数据 库进行深度融合，形 成“超级大脑”，研发 模式由矩阵化管理向 中心化管理转变 工程师的工作重点在 于严格执行任务及对 “超级大脑”的监控 决策标准： 完全理性决策 解决方案目标： 超短周期、超低成本、 轻量化、高性能 2020s16 2021 LeadLeo 头豹洞察 关键技术 求解器是CAE中最为核心的技术，其难度系数及复杂程度高，导致CAE软件开发准入门槛极高；汽车仿真软件 能提供多种仿真分析系统，其对计算机的算力及储存能力要求较高 来源：头豹研究院 基于底层不同核心算法，软件公司开发出适用于汽车研发的CAE仿真软件。应用 在车身开发上成熟的CAE软件包括刚度、强度、NVH分析、机构运动分析，而其 余的分析系统在精度上有进一步提高的空间 CAE对计算机的算力及储存能力要求极高。比如，结构仿真对汽车重要区域结构、 车身模态和刚度性能进行分析时需运用大内存、多核高频CPU算力及超高储存 IOPS；流体分析需超大规模算力支持，同时分析的结果海量，需较高储存能力。 截至2021年5月，华为云为汽车仿真服务商提供云服务，有效解决算力及储存能 力的问题，推动汽车仿真技术的发展 头豹洞察 求解器架构 汽车仿真在汽车领域的功能应用 CAE的核心开发技术分为前处理、求解器及后处理。前处理是对几何模型进行处 理，与CAD的模型和数据结合；后处理包含可视化、GUI界面等功能的开发；求 解器负责CAE中的核心计算分析，其价值最高。由于求解器源代码由数学、力学、 材料、物理等多学科代码组成，难度系数及复杂程度高，导致CAE软件开发准入 门槛极高 求解器运用不同的核心技术所对应的下游行业亦不同，如结构、流体、热仿真 对应不同领域。截至2021年5月，仿真技术已演进出多物理场仿真。多物理场耦 合使各场分析数据能在统一模拟环境及数据库中进行，实现一软件多场分析 界面交互系统 控制中枢 数据管理系统 统一标准、数据接口、调用接口 求解器管理与适配系统 默认适配器 拓展适配器A 拓展适配器B 界面交互系统 控制中枢 数据管理系统 求解器 刚 度 与 强 度 分 析 N V H 分 析 机 构 运 动 分 析 车 辆 碰 撞 模 拟 分 析 金 属 板 冲 压 成 型 模 拟 分 析 疲 劳 分 析 空 气 动 力 学 分 析 虚 拟 试 车 场 整 车 分 析 焊 装 模 拟 分 析 汽车仿真技术应用17 2021 LeadLeo 来源：头豹研究院 中国汽车仿真软件产业链 下 游 中 游 上 游 产业链 中国汽车仿真产业链上游为基础设备，求解器是其关键软件设备，开发难度高；中游为汽车仿真软件开发商及 咨询服务商，以国际企业为主导；下游为汽车制造企业，需运用汽车仿真技术增加自身竞争力 基础设备 求解器 操作系统 求解器是汽车仿真软件中价值 最高的，求解器的源代码提供 商主要以高校、研究所、仿真 软件开发厂商的专家及科学家 为代表，开发难度极高 中国依赖国际厂商 的提供，若系统不 兼容，将限制下游 客户的应用，其中 Windows的应用最广 中间件 介于应用系统和系统 软件间的一类软件， 衔接网络上应用系统， 达到资源共享的目的 硬件设备 处于成熟阶段，竞争 激烈，其成本仅占汽 车仿真软件开发总成 本的小部分 汽车仿真软件开发商 汽车制造企业 汽车仿真咨询服务商 汽车仿真软件包括适用性 广的通用性软件及专业性 强的专用性软件 中国企业在汽车仿真软件 开发上核心技术弱，处于 低端软件多，高端软件少 的阶段 为下游车企提供仿 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，帮助企业 解决实际工程问题 10.5 12.6 15.5 19.1 22.6 26.6 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 汽车仿真市场规模 头豹预测，中国汽车仿真市场规模将从 2020年的10.5亿元增长至2025年的26.6亿元 国际企业在汽车仿真软件上处于垄断地位， 中国企业与国际企业相比差距较大 由于车企未来更换软件需重新调试及适应， 转换成本高，因此国产软件实现渗透替代 国际的难度极大，中国企业发展面临挑战 汽车制造企业增加将有利于汽车仿真软件销售增长及咨询业务量提升。中国汽车制造企业 数量从2016年的14,133家增长至2020年的15,686家，CAGR为3.2% 汽车企业购买汽车仿真软件的驱动因素在于企业需快速上新车型满足消费者需求。2020年， 各主要车企至少上新2款车型。而汽车仿真软件在减少产品开发时间的同时能降低研发成本， 提高车企竞争力 66 3 5 33 2 3 1 2 2 11 1 1 上汽大众吉利汽车奇瑞汽车长安福特广汽本田一汽大众 比亚迪 上汽通用广汽丰田 全新 换代 单位：【款】 2019年电脑操作系统竞争格局 2020-2025年汽车仿真市场规模（按营收计） 2020年各主要整车厂发布车型数量 单位：【亿元18 2021 LeadLeo 上游：基础设施 上游基础设施分为核心软件、基础软件及硬件设备，其中以求解器为主的核心软件价值最高，而基础软件及硬 件设备对中游影响相对较小 来源：头豹研究院 汽车仿真软件上游为核心软件求解器、基础软件、及硬 件设备。求解器是汽车仿真软件中价值最高的，且决定 产品竞争力的最关键要素。求解器的源代码提供商主要 以高校、研究所、仿真软件开发厂商的专家及科学家为 代表，其具有开发周期长、开发难度极高的特点，同时 开发出的求解器经知识产权保护后为企业筑起有力的壁 垒。截至2021年5月，求解器提供商由国际企业为主导， 多为汽车仿真软件提供商自主研发 在基础软件方面，操作系统、数据库、中间件等为汽车 仿真开发提供运行平台与环境。基础软件技术成熟度高， 且具有开放性，所以对中游汽车仿真软件开发商而言影 响较小。但是在操作系统方面，中国依赖国际厂商的提 供，若系统不兼容，将限制下游客户的应用。华为鸿蒙 系统的诞生将打破国际企业垄断操作系统的局面，且鸿 蒙系统以开源的方式面世将有利于中游汽车仿真软件开 发商降低对国际企业操作系统的依赖 在硬件设备方面，主机、储存器、路由器、交换机等为 仿真软件开发提供运行的物理环境。硬件设备处于成熟 阶段，竞争激烈，且硬件设备的成本仅占汽车仿真软件 开发总成本的小部分，因此硬件设备对中游影响较低 头豹洞察 上游设备对中游的影响程度 中间件 数据库 对中游影响程度 价值 低 高 低 高 求解器 路由器、 交换机 主机、 存储器 操作 系统 硬件设备 基础软件 核心软件 备注：圆的大小不代表任何意义 2019年电脑操作系统竞争格局19 2021 LeadLeo 中游：汽车仿真软件开发商及咨询服务商 中国企业在汽车仿真技术研发中相对较弱，处于低端软件多，高端软件少的阶段；中游带动上游行业发展及帮 助下游降本增效，具有较大投资价值 来源：头豹研究院 汽车仿真软件中游为汽车仿真软件开发商及汽车仿真咨 询服务商。汽车仿真软件包括适用性广的通用性软件及 专业性强的专用性软件。汽车仿真咨询服务是为下游车 企提供仿真工具使用指导、仿真流程评估与优化、仿真 软件的部署实施，帮助企业解决实际工程问题 中国企业在汽车仿真软件开发上核心技术弱，处于低端 软件多，高端软件少的阶段。中国仿真技术研究起步晚， 且在制造业的应用也正处于开始普及阶段，懂专业和掌 握仿真技术的复合型人才缺乏，导致核心技术研究滞后 于国际企业，难以与国际企业相比。截至2021年5月，主 流车企多采用国际企业软件产品及服务，而更换软件需 重新调试及适应，转换成本高，因此国产软件实现渗透 替代国际的难度极大，中国企业发展面临挑战 从整体产业链来看，汽车仿真软件的开发及系统集成有 助于刺激上游软硬件的市场需求，带动上游行业发展。 对下游而言汽车仿真软件帮助车企在产品开发上降本增 效，使下游行业产值提高。因此汽车仿真产业链中游具 有较大的投资价值 头豹洞察 汽车仿真各类型软件 工作项 典型软件 供应商 应用及说明 前后处理 HyperMesh Altair 在北美和中国应用广泛 ANSA BETA 欧洲市场应用广泛 VPG ETA 汽车专用前处理 流体分析 Fluent ANSYS 通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、本田、日产、 法拉利、标致等 Star-CD Siemens PLM 通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田 、本田、日产 宝马、大众、保时捷等 Acusolve Altair 相对较为小众，福特 多体动力学 MSC.Adams MSC 低频范围内优势明显，福特、丰田、 通用、戴姆勒克莱斯勒、本田、日产等 Simpack 达索系统 高频范围内应用逐渐增多，宝马、戴姆勒、本田、 捷豹路虎、MAN、维斯塔斯等 Motionsolve Altair 较为小众，Ashok Leyland（印度） NVH MSC.Nastran MSC 用户较多 OptiStruct Altair 与MSC.Nastran功能相当，大模型计算速度优势 碰撞安全 Ls-Dyna ETA 几乎已成为整车厂的标配 Abaqus 达索系统 宝马 Radioss Altair 较为小众，福特 结构耐久性 MSC.Nastran MSC 主流应用软件，通用、福特、 BMW、菲亚特等 OptiStruct Altair 兼容MSC.Nastran的关键字 Abaqus 达索系统 结构非线性方面具有明显优势 nCode NCode International 能力与MSC.Fatigue相当 优化 Tosca 达索系统 与Altair OptiStruct在结构优化方面功能相当 Isight 达索系统 DOE多目标优化领域领先20 2021 LeadLeo 长安汽车背景介绍 长安汽车基于汽车仿真研发的UNI-K案例 下游：车企-长安汽车应用案例 长安汽车运用汽车仿真技术节省样车，使动态表现及热管理系统具备量产版本的同等效果，同时将车辆风阻大 幅降低；未来车企将广泛应用汽车仿真技术为企业降本增效 来源：头豹研究院 长安汽车仿真准备： 在前期研发过程，长安汽车运用3D激光扫描垫江试 验场路面点云，并将点云清洗、建立数字路面模型， 基于云端数字路面，深入仿真技术研究，提升精度， 打造出一个产业化的虚拟试验场仿真平台 虚拟试验场优势： 满足平台化开发策略、多方案同步评估，前期方案 验证更充分，规避后期结构开裂风险 在没有样车的情况下亦能迅速响应，提前开展分析， 仿真效率高 载荷准确，与设计参数同步迭代更新 节省样车、采集费用及采集时间 仿真项目： 对40多种路面工况进行并行仿真计算，分析车身底 盘的钣金、焊点、焊缝的疲劳损伤 针对动态性能、热管理系统、NVH、空气动力进行 仿真分析 结果及影响 重庆长安汽车股份有限公司（以下简称： 长安汽车）成立于1996年，是一家乘用 车、商用车开发、制造和销售的综合性 中国自主品牌企业 长安汽车在重庆、河北、江苏、江西各 拥有1个产业基地，11个整车和2个发动 机工厂，其研发实力居中国汽车行业第 一位，具备6,000余名技术研发人员 长安汽车在2003年开始引进及研发CAE 相关技术，同时也将CAE技术应用在开 发悦翔车型中 分析结果： 提前规避实车耐久路试的开裂失效问题，达到10年26 万公里的使用寿命 动态开发使样车生产之前便获得平顺性的数据，且通 过规避性能冲突点，筛选出多渠道优化技术方案，使 制造的样车具备与量产版本同等的基础实力 通过精准仿真，找到整车热管理综合性能最优的方案 将初期0.38的风阻降到0.33，达到同级别车型风阻第 一梯队水平 对车企影响： 车企未来将建立以汽车仿真技术为核心的汽车研发及 制造流程，实现汽车性能最优化、开发费用最低化、 开发时间最短化的目标。长安汽车创建汽车仿真检验 体系SVS，推动NVH、CFD、行驶性能等仿真领域的发 展，并通过二次开发，使分析效率提升25%。未来车企 若在汽车仿真技术上持续深挖，将会为其建立极强的 竞争优势21 2021 LeadLeo 5.4 6.2 7.3 8.8 10.5 12.6 15.5 19.1 22.6 26.6 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 汽车仿真市场规模 市场规模 汽车仿真技术为车企带来巨大的经济效益，在政策及车企往数字化转型的背景下，汽车仿真市场将快速增长， 2025年汽车仿真市场规模将达26.6亿元，5年复合增长率为20.4% 来源：头豹研究院 在企业往智能制造转型及下游客户对仿真技术的认 知度与重视度日益加强的背景下，仿真软件对辅助 企业产品研发的重要性逐步凸显，其渗透率逐步提 高，整体仿真行业市场规模将呈高速增长态势。其 中，仿真软件在汽车制造的应用占比为17%。因此， 汽车仿真市场亦将呈现快速增长的趋势。头豹预测， 2025年汽车仿真市场规模将达26.6亿元，5年复合 增长率为20.4% 中国汽车仿真软件厂商收入来源为仿真软件销售及 仿真业务咨询服务。其中，一套较为基础的企业版 汽车仿真软件便高达100万元人民币。但是相较于 汽车仿真软件的花费，汽车仿真软件为车企节省的 大量研发费用及研发时间使车企更愿意购买汽车仿 真软件。汽车仿真软件为车企带来巨大的经济效益， 能有效地优化产品性能，未来汽车仿真软件市场需 求将不断扩张 另一方面，政策鼓励推动制造业向数字化转型，提 高生产效率亦会增加车企应用汽车仿真软件推动产 品研发及生产，从而带动仿真软件的销售量及咨询 业务的增长 头豹洞察 2016-2025年中国汽车仿真市场规模预测（按营收计） 单位：【亿元】 中国汽车仿真市场规模=中国仿真市场规模汽车应用占比 CAGR：18.3% CAGR：20.4% eccf295ffbc22 2021 LeadLeo 第二部分：行业发展状况 主要观点： 汽车仿真技术能在研发过程中减少试验次数，大幅度减少研发所需要的时间，缩短产品上市时间，使车企能在短时间内推出多款车型， 抢占市场份额 受成本的压力，车企将逐渐运用仿真技术替代原有的实车试验，提高仿真软件的渗透率 在5年内以国际企业为主导的竞争格局将不会发生变化，但长期来看，随着中国政策大力推动汽车仿真核心技术发展，中国企业有望实 现新的突破从而打破垄断 集CAD、CAE、CAM一体的综合软件平台能增强用户粘性，扩大品牌影响力，从而为企业带来营收高增长 云服务能为车企实现自有数据中心与云上资源的灵活弹性调动，解决算力不足等多方面问题 中国政府鼓励整车厂向数字化转型，同时提高生产效率，而汽车仿真技术能为车企实现降本增效的目的，因此未来发展空间巨大 中国汽车仿真行业投资风险包括政治风险、软件安全风险、开发周期长及国际垄断，其中软件开发周期长将对企业生存形成重大考验23 2021 LeadLeo 头豹洞察 驱动因素 各汽车品牌竞争激烈，汽车仿真技术通过减少研发时间、降低开发费用以帮助企业加快车型更新换代速度，更 好地适应技术的快速迭代 来源：CPCA中国汽车流通协会汽车市场研究分会乘用车市场信息联席会、头豹研究院 在市场竞争日渐激烈的环境下，车企需推进降本增效的方案，提升产品盈利能 力，形成竞争优势。汽车仿真技术则有效地帮助车企从开发到测试及生产阶段 减少成本，使车企在耗费同样研发成本的情况下，开发更多车型。运用汽车仿 真技术，车企能免去用实物试验的成本，同时避免因重复试验带来的成本浪费。 汽车从设计到测试与生产阶段成本占汽车生命周期总成本的42%，而汽车仿真技 术能降低其费用的50%，即能将设计到测试与生产阶段成本占比降至21%，实现 以同等的研发费用，开发多一辆车型。因此，受成本的压力，车企将逐渐运用 仿真技术替代原有的实车试验，提高仿真软件的渗透率 头豹洞察 2020年各主要整车厂发布车型数量 2021年汽车开发成本分布 中国汽车市场现阶段处于汽车品牌多，竞争激烈的态势。中国自主传统车企、 造车新势力及跨界造车多方参与，使中国汽车市场由原来的相对集中变为分散。 车企需不断发布新产品带动热度，增加竞争力。同时，新能源汽车的更新换代 及技术快速迭代亦要求车企不断推出新款车型。根据2020年主要车企新车型投 放数量来看，车企均投放2款以上新车型。据CPCA统计，在2021年3月至2021年 5月期间，乘用车车型更新率达20%，新车型达134款。面对如此频繁的更新换代， 车企需加快产品研发的生命周期，从而满足市场需求。而汽车仿真技术能在研 发过程中减少试验次数，大幅度减少研发所需要的时间，缩短产品上市时间， 使车企能在短时间内推出多款车型，抢占市场份额，因此，其需求将不断提升 66 3 5 33 2 3 1 2 2 11 1 1 上汽大众吉利汽车奇瑞汽车长安福特广汽本田一汽大众 比亚迪 上汽通用广汽丰田 全新 换代 单位：【辆】 降低设计到测试的成本24 2021 LeadLeo 头豹洞察 竞争格局 国际企业在汽车仿真软硬件上处于垄断地位，中国企业需要不断提高关键技术，同时增强软件持续拓展性及兼 容性实现弯道超车 来源：BIS Research、Statista、头豹研究院 国际CAE行业产业链完善，技术和工程积累深厚，且产品贯穿多学科分析及全流 程仿真分析，而中国企业仍在起步阶段。国际汽车仿真软件巨头不仅提供CAE软 件，还提供求解器、通用模块等核心技术的销售及CAE咨询方案，而CAE咨询业 务要求极高，需工程经验积累及物理分析能力，为客户提供定制化服务。反观 中国企业仍处于卖软件环节，核心技术无法对外输出，且国际厂商拥有先发优 势早已占据市场，中国企业软件难以渗透 但由于整车企业面对智能网联技术快速迭代的需要，汽车仿真软件相应增加了 许多维度，如持续拓展性及兼容性等，这对市场参与者而言仍是空白，为中国 汽车仿真软件厂商提供弯道超车的契机 头豹洞察 2020年全球CAE市场份额（按营收算） 中国与国际企业在仿真产业对比情况 国际企业在汽车仿真软件上处于垄断地位，中国企业与国际企业相比差距较大。 从2020年全球CAE市场份额来看，国际厂商几乎占据所有的市场份额，其中CR5 份额占比高达88.9%，其中包括美国的Ansys、Mathworks、Altair，法国的达索及 德国的西门子。相比于国际厂商在汽车仿真软件上覆盖范围广、核心技术领先、 功能齐全完善的优势，中国CAE软件开发商关键技术自主可控程度低，且在产品 化、集成化和规模化上与国际厂