コンピュータ支援エンジニアリング市場 サイズと展望 2024-2032

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市場ダイナミクス

世界のコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）市場の牽引役：

持続可能性への重点化

コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）市場における持続可能性への重点化は、環境責任への世界的な取り組みと、環境に配慮した製品の設計・開発への需要によって推進されています。CAEは、様々なビジネスにおける持続可能性目標の達成に不可欠です。自動車業界では、CAEツールが車両部品の軽量化に活用されています。シミュレーションにより、エンジニアは高度な合金や複合材などの軽量材料の構造的健全性を解析することができ、燃費向上と排出量削減につながります。S&P Global Mobilityは、2024年の世界の新車販売台数が前年比2.8%増の8,830万台に達すると予測しており、予測期間中のコンピュータ支援エンジニアリング市場のトレンドを支えています。

さらに、自動車メーカーは厳しい排出ガス規制への対応というプレッシャーの高まりに直面しています。 CAEを活用した軽量化ソリューションにより、メーカーは燃費を向上させ、温室効果ガスの排出量を最小限に抑えることができます。環境保護庁（EPA）のデータによると、米国の自動車の平均燃費は、車両設計と軽量化技術の進歩もあって、過去10年間で着実に向上しています。

さらに、CAE技術は、風力タービンや太陽光パネルなどの再生可能エネルギーシステムの設計と最適化にも活用されています。IRENAによると、世界の再生可能エネルギー発電容量は2024年までに合計550GW増加する可能性があります。IRENAの「世界エネルギー転換展望」では、気温上昇を1.5℃に抑えるという目標達成のために、2030年までに年間平均1,000GWの再生可能エネルギー発電量の増加を求めています。建築家やエンジニアは、最適な暖房・換気・空調（HVAC）システム、効率的な照明、再生可能エネルギーの統合など、持続可能な建物の設計にCAEツールを活用しています。 CAEシミュレーションは、建物のライフサイクル全体におけるエネルギー使用量、温熱快適性、環境への影響を判断するのに役立ちます。

世界のコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）市場の制約：

高額な初期コスト

コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）ツールの利用にかかる初期費用の高さは、組織や中小企業にとって大きな障壁となる可能性があります。例えば、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）サービスの費用は、年間67,725～86,767米ドル、または1時間あたり32～41米ドルです。費用は、プロジェクトの複雑さ、範囲、および要件によって決まります。

さらに、CAEソフトウェアのライセンスは、特に複雑なシミュレーションおよび解析ツールの場合、高額になることがあります。例えば、高度なFEA（有限要素解析）やCFD（数値流体力学）ソフトウェアのライセンス料金は、ユーザー1人あたり年間数百ドルから数万ドルに及ぶことがあります。CAEソフトウェアのライセンス料金は、ソフトウェアの複雑さ、取得するライセンス数、ライセンス契約期間によって異なります。高度なCAEソフトウェアシステムの中には、フルライセンスで数十万ドルかかるものもあります。例えば、Abaqusの四半期リースは7,000ドル以上から、年間リースは約19,000ドルからです。Abaqusは約31,000ドルで、年間メンテナンス（アップデートとサポート）は6,000ドルから始まります。

さらに、複雑なCAEシミュレーションを効率的に実行するために頻繁に必要となる高性能コンピューティングインフラストラクチャは、追加の費用を発生させます。 HPCシステムへの投資と維持は、全体的な支出を大幅に増加させる可能性があります。

世界のCAE市場機会：

電動化と自動運転車の台頭

自動車業界における電動化の動きにより、電気自動車の設計と性能を向上させるためのCAEツールの需要が高まっています。CAEは、熱管理、エネルギー効率、そしてバッテリー寿命全体を考慮しながら、バッテリーシステムの挙動をシミュレーション・解析します。例えば、エンジニアはCAEモデルを用いて、代替材料、冷却システム、充放電シナリオが電気自動車のバッテリーの性能と耐久性にどのような影響を与えるかを予測できます。さらに、Canalysの調査によると、世界の電気自動車の販売台数は2024年に1,370万台に達し、2023年から29%増加すると予測されています。

同様に、自動運転車開発におけるCAEツールは、センサーフュージョン、意思決定システム、車両ダイナミクスといった複雑な状況をシミュレーションすることを伴います。このシミュレーション主導のアプローチは、信頼性と安全性に優れた自動運転機能の開発に不可欠です。マッキンゼーによると、2030年までに新型乗用車の12%にL3+自動運転技術が搭載され、2035年までに37%に高度なAD技術が搭載されると予想されています。CAEは、シミュレーション環境でセンサー、制御システム、そして車両全体のダイナミクスの性能を評価・検証できるため、自動運転車にとって非常に重要です。このシミュレーションベースの手法は、自動運転車システムの開発とテストを加速させます。

さらに、電動化の進展と自動運転車の開発には、多様なシナリオ下における様々なコンポーネントの相互作用と動作を徹底的に理解することが不可欠です。エンジニアはCAE技術を用いてこれらのシナリオをモデル化し、電気自動車や自動運転車の設計を最適化することができます。電気自動車の普及に伴い、CAEシミュレーションは、熱管理や航続距離の最適化といった重要な課題への取り組みを通して、より効率的で耐久性の高いバッテリー技術の開発に貢献しています。

セグメント分析

世界のコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）市場は、タイプ、導入形態、エンドユーザーに基づいてセグメント化されています

市場はさらにタイプ別にソフトウェアとサービスに細分化されています。

ソフトウェアセクターは2023年に最大の市場シェアを占め、今後数年間もその優位性を維持すると予想されています。CAEソフトウェアは、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）の基盤となるコンポーネントであり、エンジニアリングプロセスのシミュレーション、評価、最適化に使用される多様なツールとアプリケーションで構成されています。このセグメントの成長は、データセキュリティ、信頼性、継続的なテストなどの利点によるものと考えられます。このプログラムはエンジニアリングタスクを最適化し、主にコンポーネントやアセンブリの耐久性と性能をテストするために使用されます。

この業界は、有限要素解析（FEA）、数値流体力学（CFD）、マルチボディダイナミクス、最適化とシミュレーションの4つのソフトウェアタイプに分類されます。 FEAセグメントは2023年に55%以上の市場シェアを占め、今後も市場を牽引し続けると予想されています。FEAは、製品の荷重強度を決定するための計算解析手法です。FEAは、実際の部品をモデル化し、熱伝達、構造解析、電磁ポテンシャル、質量輸送などの問題を解決します。

サービスセグメントは、予測期間中に最も高いCAGRを達成すると予測されています。CAEサービスは、CAE技術を効率的に実装するための経験、サポート、専門的な支援を提供することで、ソフトウェアコンポーネントを補完します。これらのサービスには、エンジニアリングチームにCAEソフトウェアの活用方法を指導するトレーニングプログラム、特定の技術的問題に関するコンサルティングサービス、各プロジェクトのニーズに合わせたカスタムシミュレーションサービスなどが含まれる場合があります。このセグメントの成長は、企業や政府機関における製品開発に活用される仮想化手法への意識の高まりによるものと考えられます。設計・コンサルティング、設置、保守といったサービスは、企業の間でますます人気が高まっています。

導入形態に基づいて、市場はオンプレミス型とクラウド型に細分化されています。

オンプレミス型セグメントは世界市場を席巻しており、シェアの65%以上を占めています。ソフトウェア業界は変化が激しく、タイムリーな製品開発と市場投入は企業の成功に不可欠です。企業は合併や買収を通じて新しいソフトウェア技術を獲得します。導入形態に基づいて、このセクターはオンプレミス型とクラウド型に分かれています。クラウドコンピューティングは、データへの容易なアクセス、大容量ストレージ、そしてセキュリティを提供します。さらに、Software-as-a-Service (SaaS) として提供されるクラウド型CAEは、CAEユーザーにアプリケーション固有のソリューションを提供します。その結果、クラウドベースの導入戦略は今後数年間で急速に拡大すると予測されています。

クラウドベースの導入は、より迅速な配布、メンテナンスの削減、コストの削減、そして拡張性の向上を実現します。オンプレミスソフトウェアの導入は、ソフトウェアの導入およびアップグレード費用を増加させましたが、2023年もかなりの市場シェアを維持しました。オンプレミス市場におけるこの大きなシェアは、早期導入によるものと考えられます。さらに、多くの企業は、データの機密性に関する懸念が残る場合、顧客サイトでのソフトウェア導入をより便利だと考えています。同様の理由から、オンプレミスカテゴリは予測期間中、大多数のシェアを維持する可能性が高いでしょう。

市場は、エンドユーザー別に、自動車、防衛・航空宇宙、電子機器、医療機器、産業機器に分類できます。

自動車業界は、世界全体で29%を超える最大の市場シェアを占めました。自動車業界は、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）ツールの重要なエンドユーザーです。 CAEは、自動車業界で構造解析、事故シミュレーション、空力解析、熱解析など、様々な用途に広く利用されています。これにより、車両全体の設計と性能が向上します。さらに、CAEソフトウェアはコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）のスケッチと設計に不可欠であり、エンジニアは物理的なプロトタイプを作成する前に、コンセプトをモデル化して開発することができます。

CAEは、防衛・航空宇宙産業において複雑なシステムの構築と解析に広く利用されています。その用途には、構造健全性解析、空力シミュレーション、流体力学、熱評価などがあります。防衛・航空宇宙産業におけるCAEソフトウェアの利用は、予測期間を通じて大幅に増加すると予測されています。この増加は、構造解析、数値流体力学（CFD）、電磁気解析といった重要なタスクにおけるCAEソフトウェアの利用増加に起因しています。これらの人材は、現代の防衛・航空宇宙システムの開発に不可欠です。これらの業界の組織は、正確なエンジニアリング計算とシミュレーションを保証するCAEソフトウェアを導入することで、製品の性能、信頼性、安全性を向上させることができます。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）は、世界経済、人道支援、医療システムに混乱をもたらしました。ウイルスの急速な蔓延は世界中の自動車業界に甚大な影響を与え、新車・中古車の需要を減少させました。

電気自動車は最先端のモビリティとみなされ、購入コストが高額なため、パンデミックは電気自動車業界に甚大な影響を与えています。世界的なウイルスの猛威により、輸送手段の不足により、多くの商品の需要とサプライチェーンが停滞しました。

しかし、2020年末までに、いくつかの国でCOVID-19の状況は安定し、需給の不均衡は解消され、新車登録台数が大幅に増加しました。これは、通勤に公共交通機関を利用しない必要性が高まったためです。

さらに、自動車販売台数の低迷、あるいはほぼゼロと新たな要件の導入により、トランスミッション市場は市場シェアを失っています。米国では自動車の90%以上がオートマチックトランスミッションを採用していますが、インドなどの大規模市場ではオートマチックギアボックスの採用が進んでいません。オートマチックトランスミッションは世界中のドライバーの間でますます人気が高まっており、パンデミックへの対応において自動車業界を支え、COVID-19の余波の中で高い統計数値を達成しています。

地域分析

北米が世界市場を席巻

世界のコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。

北米は世界のコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に3.3%のCAGRで成長すると予測されています。北米は技術革新と技術導入の重要な拠点です。北米では、生産プロセスの改善と自動化を目的としたクラウドベースのCAM技術の利用拡大により、コンピュータ化された製造業が拡大しています。この地域に大企業が存在することで、CAM、CAD、CAE技術の需要が高まっています。プロセスセクターは、データ収集、リアルタイム検査、生産プロセス管理において、ITとその支援技術に大きく依存しています。北米は、既存の生産技術環境を背景に、自動化製造への傾向を背景に成長を続けています。

さらに、企業は製造プロセスの改革に向けて多額の研究開発投資を行っており、これが事業拡大の原動力となっています。産業部門への政府の巨額投資と生産能力拡大を考えると、北米地域は予測期間中に急速に拡大する可能性が高いでしょう。さらに、生物多様性に富んだ文化の普及と製造部門における自動化の進展は、米国市場を拡大させています。モノのインターネット（IoT）の急速な拡大と防衛部門のコスト上昇により、CAEの範囲は近いうちに拡大すると予想されます。多くの企業は、堅牢な処理を必要とする複雑なシミュレーションを効率的に実行するために、クラウドベースのCAEを活用しています。これにより、クラウドにおけるCAEの可能性が高まります。

ヨーロッパは、予測期間中に3.8%のCAGRを示すと予想されています。欧州の複数の国における業界をリードする競合他社の存在は、市場をさらに活性化させるでしょう。同様に、自動車産業は欧州にとって不可欠な産業であり、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）の需要を牽引すると予測されています。欧州自動車工業会（ACEA）の調査によると、欧州の自動車産業はイノベーションの重要な原動力となっています。CAEは高度な車両技術の開発に貢献し、この地域の自動車研究開発活動に不可欠です。増加するバーチャルビークル企業やコネクテッドカーサプライヤーは、生産コストを最適化するために信頼性の高いエンジニアリング技術に多額の投資を行っています。

アジア太平洋地域の市場は、予測期間を通じて飛躍的に拡大し、かなりの年平均成長率（CAGR）で成長すると予測されています。この成長は、製造業への政府投資の増加と再生可能エネルギー容量の拡大に関連しています。産業機器の自動化の進展は、業界の需要を押し上げると予想されます。

さらに、CAEを活用してリスクとコストを削減する自動車、医療機器、電子機器メーカーを支援するため、大手企業が日本に進出しています。これは彼らに競争上の優位性をもたらします。

ラテンアメリカは大きな市場シェアを占めています。アルゼンチン、ブラジル、チリ、コロンビアなどのラテンアメリカ諸国は、市場所得の増加を目指して産業政策の見直しを進めています。さらに、これらの国々は地域の工業化を支援するために外国投資を促進しています。例えば、持続可能な産業開発を促進するために、2030年持続可能な開発目標（SDGs）が強調されています。これは南米の市場拡大を促進すると予測されています。

中東およびアフリカの産業における生産性の向上は、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）ソフトウェアのメーカーにとっての機会拡大につながると予測されています。ここ数年、製造業はMEA諸国の主要な経済指標として浮上しています。

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コンピュータ支援エンジニアリング市場のトップ競合他社

1. MSC Software Corporation
2. Bentley Systems
3. Dassault Systems S.A
4. Synopsys
5. ANSYS Inc
6. Mentor Graphics Corporation
7. AspenTech
8. ESI Group
9. Exa Corporation
10. Numeca International

最近の開発状況

• 2024年1月 - HexagonのR-evolutionは、熱帯雨林保全のためのデジタル革命「Green Cubes」を発表しました。
• 2024年1月 - BMWグループは、ダッソー・システムズと提携し、3DEXPERIENCEプラットフォームを将来のエンジニアリング・プラットフォームに組み込みます。
• 2023年11月 - Synopsysは、チップ設計を加速する画期的なGenAI機能「Synopsys.ai Copilot」を発表しました。
• 2024年1月 - 新しいAnsys Fluent Web UIにより、大規模なマルチGPU CFDシミュレーションへのアクセスが可能になります。