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コンピュータ支援エンジニアリング（CAE ）とは、エンジニアリング解析に関連する作業を支援するために技術を利用する一般的な方法である。
コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）には、有限要素法または解析（FEA）、計算流体力学（CFD）、マルチボディダイナミクス（MBD）、耐久性、最適化が含まれます。コンピュータ支援設計（CAD）およびコンピュータ支援製造（CAM）と合わせて、コンピュータ支援技術（CAx）という総称および略語で表されます。
CAEという用語は、工学解析だけでなく、より広い意味で工学におけるコンピュータ技術の使用を説明するために使用されてきました。この用語は、1970年代後半にStructural Dynamics Research Corporation（SDRC ）の創設者であるJason Lemonによって造語されました。しかし、この定義は今日ではCAxや製品ライフサイクル管理（PLM）という用語でよりよく知られています。 [ 1 ]
CAEシステムは、情報ネットワーク全体における個々のノードとして捉えられ、各ノードはネットワーク上の他のノードと相互作用する可能性がある。
CAEの対象分野は以下のとおりです。
一般的に、コンピュータ支援エンジニアリング作業には3つの段階があります。
このサイクルは、手動で行うか、市販の最適化ソフトウェアを使用して繰り返す。
CAEツールは自動車業界で広く使用されています。これらのツールを使用することで、自動車メーカーは製品開発のコストと時間を削減し、製造する車両の安全性、快適性、耐久性を向上させることができました。CAEツールの予測機能は進歩し、設計検証の多くは物理的なプロトタイプテストではなく、コンピュータシミュレーション（診断）を使用して行われるようになりました。CAEの信頼性は、入力としてすべての適切な仮定に基づいており、重要な入力（BJ）を特定する必要があります。CAEには多くの進歩があり、エンジニアリング分野で広く使用されていますが、物理的なテストは依然として必須です。これは、検証とモデルの更新、荷重と境界条件の正確な定義、および最終的なプロトタイプの承認に使用されます。
CAEは検証、トラブルシューティング、解析ツールとして高い評価を得ていますが、設計サイクルのかなり後半になってようやく十分な精度で結果が得られるため、設計を真に推進することができないという認識が依然として存在します。現代の製品がますます複雑化するにつれ、この問題は深刻化すると予想されます。製品にはスマートシステムが搭載され、制御を含むマルチフィジックス解析の必要性が高まります。また、エンジニアがあまり馴染みのない新しい軽量素材も使用されることが多くなっています。CAEソフトウェア企業やメーカーは、この状況を変えるためのツールやプロセス改善策を常に模索しています。
ソフトウェア面では、より強力なソルバーの開発、コンピュータ リソースのより効率的な利用、および前処理と後処理へのエンジニアリング ナレッジの組み込みを常に目指しています。最近の開発では、人工知能と機械学習が CAE ツールに統合され、リアルタイム シミュレーションと予測モデリングが可能になりました。[ 2 ]プロセス面では、3D CAE、1D システム シミュレーション、および物理テスト間のより良い整合性を実現しようとしています。これにより、モデリングのリアリズムと計算速度が向上するはずです。
CAEソフトウェア企業やメーカーは、製品ライフサイクル管理全体にCAEをより良く統合しようとしています。このようにして、スマート製品に必要な製品設計と製品使用を結びつけることができます。この強化されたエンジニアリングプロセスは、予測エンジニアリング分析とも呼ばれます。[ 3 ] [ 4 ]