CAE（、シーエーイー）は、コンピュータによって支援された、製品の設計・製造や工程設計の事前検討などといったエンジニアリングの作業のことChang, K. H. (2016). e-Design: computer-aided engineering design. Academic Press.Chang, K. H. (2014). Product design modeling using CAD/CAE: the computer aided engineering design series. Academic Press.Raphael, B., & Smith, I. F. (2003). Fundamentals of computer-aided engineering. John Wiley & Sons.。あるいはそのためのソフトウェアやツール等を指す場合もある。計算機援用工学（けいさんきえんようこうがく）とも呼ばれる。
要素技術としては、シミュレーション（コンピュータシミュレーション）数値解析Stoer, J., & Bulirsch, R. (2013). Introduction to numerical analysis. Springer Science & Business Media.Conte, S. D., & De Boor, C. (2017). Elementary numerical analysis: an algorithmic approach. Society for Industrial and Applied Mathematics.Linz, P. (2019). Theoretical numerical analysis. Courier Dover Publications.、などがある。
概要 製品の設計時の検討は、コンピュータが発達する以前は、工学便覧に載っているような簡易計算でおこなっており、実物ができるまでその設計の細かな良し悪しがわからなかった。そのため、量産品を作る前に試作品を作り、その際に製造方法の妥当性を検証したり、また耐久試験などを行って製品の性能が十分かを検証していた。このような方法では、コストもリードタイムも多く必要とし、また試作できる回数も限られることから最適な設計の追求も十分ではなかった。
コンピュータ技術の進歩により、以下のようなニーズが高まっていった。 設計のCAD化によって容易に作れるようになった製品データの、コンピュータ計算への再利用。 CAMの普及により複雑な形状加工が実現したが、従来の机上計算では予測困難な製品形状の性能予測の実施。 製品に対する要求性能が高まり、最適な設計条件を求めることが必要となる。 投資、リードタイム圧縮のために試作を廃止したり、回数を減らす必要が高まる。
上記ニーズを満たすツールとして、各種CAEツールが登場し、設計における事前検討行為の一つとして普及していった。また、微細加工などの分野では、実験での科学的なデータ収集が困難なものも多く、実験の事前検討としての使用ではなく、現象の理論的な考察に使用される事も多い。
CAE作業の流れ CAEの作業のフローは、以下の順番で行う。 解析する現象を予測し、解析内容を決定する 解析条件の整理 必要なデータの収集、CADで作成 プリプロセッサにて、解析用データを作成（計算格子の生成など） ソルバーを実行して、シミュレーションを行う ポストプロセッサにて結果を分析
その結果を分析して実物を作る前に設計の妥当性、性能試験、最適形状や最適条件を検討して、製品の問題点の洗い出しを行う。必要に応じてこのフローを何回か回し、目標性能を達成させて製品設計を推進する。最後に試作品にてCAE結果の妥当性を確認して、量産品製造に着手する。業界によっては量産前の試作品を全く作らずに、CAE結果をもって量産品着手を行うことも多い。
解析手法 以下の3つが代表的である平瀬創也. (2009). C# で学ぶ偏微分方程式の数値解法: CAE プログラミング入門. 東京電機大学出版局.。 有限要素法昭吉, 伊藤, 順洋, & 河瀬. (2000). 最新有限要素法による電気・電子機器の CAE. 森北出版.栗山好夫, & 笹川宏之. (2008). 機械強度設計のための CAE 入門: 有限要素法活用のノウハウ. 東京電機大学出版局.Louhichi, B., Abenhaim, G. N., & Tahan, A. S. (2015). CAD/CAE integration: updating the CAD model after a FEM analysis. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76(1-4), 391-400. 有限差分法 境界要素法境界要素法 (計算力学と CAE シリーズ) 田中正隆, 中村正行, 松本敏郎 - 1991 - 培風館
主な適用分野 CAEの適用分野は機械工学溝口孝遠. (1987). 建設機械の開発における基盤技術と CAE: 基幹技術における機械工学の役割. 日本機械学会誌, 90(828), 1414-1419.、電気工学重松優希, 福本尚生, 古川達也, 伊藤秀昭, & 相知政司. (2014, September). CAE 解析データを利用した電気工学学習用拡張現実ツールの開発. In 電気関係学会九州支部連合大会講演論文集 平成 26 年度電気・情報関係学会九州支部連合大会 (第 67 回連合大会) 講演論文集 (pp. 325-325). 電気・情報関係学会九州支部連合大会委員会.、電子工学、建築工学、土木工学、化学工学など多岐に渡る。
CAEとEDAの融合
買収ではCAE企業によるEDA企業の買収やその逆も起きている（2017年のシーメンスのメンター・グラフィックス買収、2023年のキーサイト・テクノロジーの買収With the Synopsys Mega-Merger on the Horizon, Does This Top Chip Design Company Stand a Chance? Yahoo! finance 2024年1月30日、2025年のシノプシスのANSYS買収SynopsysのAnsys買収がようやく完了、統合後の戦略とは ITmedia 2025年7月24日など）。
この買収の一因には半導体のプロセス微細化に伴う歩留まりの悪化を解決する手法として複数のチップレットを組み合わせるMulti-Chip Moduleが普及したものの、チップレットにおいて複数物理にまたがる問題が生じ、CAEとEDAを統合するソリューションの重要性が上がったことがあるとされるSynopsys, TSMC and Ansys Strengthen Ecosystem Collaboration to Advance Multi-Die Systems Synopsys 2023年4月24日Synopsys to Acquire Ansys: Set to Offer EDA, Analysis, and Simulation Tools 2024年1月16日。チップレット向けではケイデンスがCadence Integrity 3D-IC PlatformをCadence Accelerates System Innovation with 3D-IC Platform EE Times 2021年10月8日、シノプシスがSynopsys 3DIC Compilerを提供している。
なおEDA企業の一覧はを参照。
主なメーカー TOYOTA SYSTEMS - TopCAST（鋳造シミュレーションソフトウェア）TopCAST（鋳造シミュレーションソフトウェア） トヨタシステムズ 2019年2月24日を開発・販売している。 Dassault Systèmes - 2005年、社 (後のDassault Systèmes Simulia社) を買収しPLM雌伏の10年、これからは飛躍の10年となるか (1/4) ITmedia 2017年9月20日、2006年、1D-CAEのDynasim社を買収し、2011年、複合材解析のSimulayt社を買収し、2013年、疲労寿命予測解析のSafe Technology社を買収し、同年、射出成形解析のSIMPOE社を買収し、同年、SFE社を買収し、2016年、CST社を買収し、同年、流体解析のNext Limit Dynamics (子会社) を買収し流体解析ソフトウェア「XFlow」の開発元を買収 ITmedia 2017年01月26日、2017年、Exa Corporationを買収し、2018年、Opera Simulation Softwareを買収した。 シノプシス ANSYS - 2003年、流体解析のCFX社を買収し、2005年、衝撃解析のCentury Dynamics社を買収し、2006年、流体解析のFluent社を買収し、2008年、電磁界解析のAnsoft社を買収し、2017年、積層造形の3DSIM社を買収し、2018年、光学解析のOPTIS社を買収し、2019年、自動設計信頼性解析のDfR Solutions社およびマルチフィジックスのLivermore Software Technology Corporation (LSTC) 社を買収し、2020年、光量子解析のLumericalを買収し、2021年、光学解析のZemax社を買収し、2022年、モーター解析のMotor Design Limitedと熱流体解析のC&R Technologiesを買収した。2025年、シノプシスに買収された。 Autodesk - 2008年、射出成形解析の社を買収し、2009年、構造解析および流体解析のを買収し、2014年、複合材解析のMagestic Systems社を買収したComposite Simulation Grows More Robust Digital Engineering 24/7 2019年10月1日。 シーメンス - 2007年、UGS社 (現) を買収し、2011年、複合材解析の社を買収し、2012年、LMS Internationalを買収し、2016年、CD-adapco社を買収し、2017年、Mentor Graphics社を買収し、同年、電磁界解析のInfolytica社を買収し、2019年、複合材解析のを買収した。 Altair Engineering - 2006年、構造解析のMECALOG社を買収し、同年、電波伝搬解析のAWE Communications社を買収し、2010年、FEM解析のSimLab社を買収し、2011年、流体解析のACUSIM Software社を買収し、2014年、電磁気解析のEM Software & Systems社を買収し、2016年、電磁場及び伝熱解析のCEDRAT社を買収し、2017年、複合材解析のComponeering社を買収し、2018年、GPU流体解析のFluiDyna社および構造解析のSIMSOLID社を買収し、2019年、Cambridge Collaborative社の騒音・振動解析ソフトウェアSEAMを買収し、同年、粉体解析のDEM Solutions社を買収し、2020年、電磁気解析のnewFASANT社を買収し、同年、発泡成形解析のS&WISE社を買収し、2021年、GE・アビエーションより熱流体解析のFlow Simulatorを、同年、構造解析の社を買収し、2022年、積層造形のGen3Dを買収し、2023年、構造解析のOmniQuestを買収した。2025年、シーメンスに買収されたSiemens acquires Altair to create most complete AI-powered portfolio of industrial software シーメンス 2025年3月26日。 キーサイト・テクノロジー - 2025年、シノプシスよりOptical Solutions Groupを買収したKeysight Completes Acquisition of Synopsys’ Optical Solutions Group, PowerArtist EETimes Asia 2025年10月20日。 - 2011年、電磁界解析のEfield社を買収し、2012年、流体解析「OpenFOAM」の開発元であるOpenCFD社を買収し、2013年、1D-CAE「CyModelica」開発元であるCyDesign Labsを買収し、2015年、AMOEBA社より流体解析のPRESTOを買収し、同年、流体解析のCiespace社の資産を買収しCompany Overview of Ciespace Corporation Bloomberg、2016年、1D-CAEのITI社を買収し、2017年、オープンソースソフトウェア「Scilab」(1D-CAEモジュールのXcosを含む) の開発元Scilab Enterprisesを買収した。2024年、キーサイトに買収されたKeysight to buy French software firm ESI Group for nearly $1 billion ロイター 2023年6月29日Keysight Announces Result of Cash Tender Offer for Shares of ESI Group Keysight 2024年1月10日。
ケイデンス・デザイン・システムズ - 2018年、流体解析の社が流体解析のFlowkit社を買収し、2021年、ケイデンスはそのNUMECA International社を買収した。また同2021年には流体解析事前処理のPointwiseも買収し、2022年にはデータセンター解析のFuture Facilitiesを買収、2024年にはCAEスイートのBETA CAE Systemsを買収した。 - 2015年、溶接解析および積層造形のSimufact社を買収しCAEの専門家ではなくても使いやすい溶接シミュなどを本格展開 ITmedia 2015年3月6日、2016年、流体解析のSoftware Cradle社を買収した米MSC、国産CFDソフトベンダー クレイドルを買収 ITmedia 2016年12月26日。2017年、ヘキサゴン社に買収された。ヘキサゴンは2020年、電気機械解析のRomax Technology社および疲労解析のCAEfatigue社を買収し、2021年、リアルタイムCAEのCADLM社を買収した。2025年、ヘキサゴンの設計およびエンジニアリング事業をケイデンスが買収した。 - 1986年、KTHの大学院生3名で創業、1996年、MATLABの物理シミュレーションアドオンPDE Toolbox発売、1998年、FEMLAB発売、2005年、製品名をCOMSOL Multiphysicsに変更した。 AMPS Technologies 株式会社アライドエンジニアリング - 1981年創業。構造解析ソフトウェア「ADVENTURECluster」を開発する。SCSKの子会社。 株式会社計算力学研究センター 株式会社くいんと - 1985年創業。構造最適設計ソフトウェア「OPTISHAPE」等を開発する。 株式会社先端力学シミュレーション研究所 - 1999年創業の理研ベンチャー。創業者は牧野内昭武。 アドバンスソフト株式会社 株式会社科学技術研究所 ムラタソフトウェア株式会社 - 設計者向けCAEソフトウェア「Femtet」を開発する。村田製作所の子会社。 ファンクションベイ株式会社 プロメテック・ソフトウェア株式会社 - 2004年創業の東大発ベンチャー。粒子法流体解析ソフトウエア「Particleworks」や粉体解析ソフトウェア「Granuleworks」を開発する。 株式会社JSOL - 電磁界解析ソフトウェア「JMAG」を開発する。 サイバネットシステム - 富士ソフト株式会社の完全子会社
主な解析の種類 （括弧内はCAEソフト） 構造解析（Advance/FrontSTR、ASU/ISTR、ASU/V-Struct、MSC Nastran、ANSYS、SIMULIA Abaqus、ANSYS Discovery Live、AMPS Designer、MPACT、CATIA Analysis、MSC SimDesignerZHANG, M., & WANG, P. (2006). Application of MSC SimDesigner in product design [J]. Computer Aided Engineering, 15, 447-449.、MSC Apex Structures、ODYSSEE、シーメンスNX、LMS Virtual.Lab Structures、ADVENTURECluster、Femtet、Altair RADIOSS、Altair Opti Struct、Altair SimSolid、Altair SimLab、S-FRAME Analysis、GENESIS、Autodesk Fusion 360、PTC Creo Simulate (旧Pro/Mechanica)、、EPILISIS、） ※NX、Fusion 360など、最近の3D CADシステムには線形領域での構造解析機能を持ったものも多く、設計者自らが思考の過程でCAE結果を参考にすることが可能となっているCoward, C. (2019). A Beginner's Guide to 3D Modeling: A Guide to Autodesk Fusion 360. No Starch Press.Willis, J., & Dogra, S. (2018). Autodesk Fusion 360: A Power Guide for Beginners and Intermediate Users. CreateSpace Independent Publishing Platform.。 応力解析（Advance/FrontSTR、MSC SimDesigner、ANSYS、CATIA Analysis、AMPS Designer、SIMULIA Abaqus、Femtet、Altair OptiStruct、Autodesk Fusion 360、） 振動解析戸川隼人. (1975). 有限要素法による振動解析. サイエンスライブラリ情報電算機= 33.Meirovitch, L. (1975). Elements of vibration analysis. McGraw-Hill Science, Engineering & Mathematics.Petyt, M. (2010). Introduction to finite element vibration analysis. Cambridge University Press.Norton, M. P., & Karczub, D. G. (2003). Fundamentals of noise and vibration analysis for engineers. Cambridge University Press.（SIMULIA Abaqus、Altair Seam、ANSYS、MSC Nastran、LMS Virtual.Lab Noise and Vibration、CATIA Analysis、シーメンスNX、PERMAS、Altair OptiStruct、） 超音波解析(ComWAVE、) 音響解析日本音響学会. (2011). 音環境の数値シミュレーション―波動音響解析の技法と応用― 丸善.（Advance/FrontNoise、WAON、LMS Virtual.Lab Acoustics、LMS SYSNOISE Auto-SEA、ANSYS、Femtet、FINE/Acoustics、、Altair OptiStruct、ODYSSEE） 衝撃解析（Pam-Crash、ANSYS LS-DYNA、ANSYS AUTODYN、SIMULIA Abaqus、Altair RADIOSS、AMPS Designer、Verma, G. (2018). Basics of Autodesk Nastran In-CAD 2018 (Colored). CADCAMCAE Works.） 流体解析（OpenFOAMJasak, H., Jemcov, A., & Tukovic, Z. (2007, September). OpenFOAM: A C++ library for complex physics simulations. In International workshop on coupled methods in numerical dynamics (Vol. 1000, pp. 1-20). IUC Dubrovnik Croatia.Jasak, H. (2009). OpenFOAM: open source CFD in research and industry. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 1(2), 89-94.Chen, G., Xiong, Q., Morris, P. J., Paterson, E. G., Sergeev, A., & Wang, Y. (2014). OpenFOAM for computational fluid dynamics. Not. AMS, 61(4), 354-363.、Advance/FrontFlow/red、FrontFlow/Blue、 (STAR-CDの後継)、FLOW-3D、Femtet、ANSYS Fluent、ANSYS CFX、ANSYS Discovery AIM (旧ANSYS AIM)、ANSYS Discovery Live、STREAM、、SCRYU/Tetra、ODYSSEE、PHOENICS、Pam-Flow、Stout, P. J., Yang, H. Q., Dionne, P., Leonard, A., Tan, Z., Przekwas, A. J., & Krishnan, A. (1999, March). CFD-ACE+: A CAD system for simulation and modeling of MEMS. In Design, Test, and Microfabrication of MEMS and MOEMS (Vol. 3680, pp. 328-339). International Society for Optics and Photonics.、、ESI-PRESTO、DYNAFLOW、シーメンスNX、PowerFlow、e-flow、Particleworks、MPS-RYUJIN原田隆. (2010). 粒子法流体解析ソフトウェア 「MPS-RYUJIN」(特集 コーティングの底ヂカラ (1) ハード編). コンバーテック, 38(4), 98-100.、Altair AcuSolve、Altair nanoFluidX、Altair ultraFluidX、HyperWorks Virtual Wind Tunnel、Altair SimLab、Altair Flow Simulator、KeyFlow、SIMULIA XFlow、SOLIDWORKS Flow Simulation、Autodesk CFD、FloEFD、FINE/Turbo、FINE/Open with OpenLabs、FINE/Marine、OMNIS/LB、FINE/FSI-OOFELIE、） 粘性・粘弾性流体解析 (Ansys Polyflow) 粉体解析（Granuleworks、Altair EDEM、Rocky DEM） 伝熱解析 (ASU/V-Struct、ANSYS (Icepak機能)、、ODYSSEE、Altair SimLab、Altair Flux、Femtet、、ThermoSYS Software (ディスコン)) 電磁場解析Lindell, I.V. (1992). Methods for electromagnetic field analysis. United States: Oxford Univ Press.（PHOTO-Series、MagNet、JMAG、PAM-CEM、Efield Solution、ANSYS、ANSYS HFSS、Femtet、CST Studio SuiteBalk, M. C. (2011, February). 3D Magnetron simulation with CST STUDIO SUITE™. In 2011 IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC) (pp. 443-444). IEEE.、Opera、Poynting、、OOFELIE::Multiphysics、PetaMagnetic、Altair FEKO、Altair newFASANT、Altair SimLab、Altair Flux、ASERIS-BE） 電磁波解析 (KeyFDTD、MAGNA/TDM、Altair FEKO、Femtet、) 光学解析笹川平久. (2015). 光学解析技術の進歩 (< 特集> LED 化にともなう光学系と光学設計・解析技術の進化). 照明学会誌, 99(6), 290-292. (Zemax OpticStudio、LensMechanix、Ansys Speos、CODE V、LightTools、Lumicept (旧INSPIRER/SPECTER)、TracePro、ASAP、、Ocean Light Simulator、) 光量子解析 (DEVICE Suite) 機構解析（MSC Adams、LMS Virtual.Lab Motion (旧LMS DADS『Präzisere Echtzeit-Flugsimulation kleiner Nutzflugzeuge durch Integration feingranularer Teilmodelle』 P.22 Wolfram Meyer-Brügel 2019年9月17日 )、FunctionBay RecurDyn、シーメンスNX、Ansys Motion、Altair MotionSolve、） 圧電解析（ANSYS、Femtet、、OOFELIE::Multiphysics、） 半導体解析、バイポーラトランジスタ、FET、IGBT、GaN（） MEMS/NEMS/マイクロフルイディクス/MicroTAS解析（） 化学反応解析（）Geike, R., Berlin, T. F. H., & Maschinenbau, V. U. U. (2008, November). COMSOL multiphysics in education–chemical reactions, heat and mass transfer. In Proceedings of the COMSOL Conference (Vol. 1). 電気化学解析（）Dickinson, E. J., Ekström, H., & Fontes, E. (2014). COMSOL Multiphysics®: Finite element software for electrochemical analysis. A mini-review. Electrochemistry communications, 40, 71-74.