Travailler avec des ingénieurs électriciens : guide de survie pour l’ingénieur mécanicien

Les ingénieurs mécaniciens font face à des délais plus serrés, à des produits toujours plus compacts et à une pression croissante pour s’aligner parfaitement avec les équipes électriques.

Dans l’environnement de conception actuel, le manque de connexion entre ingénieurs ne peut plus être ignoré. Les exigences imposées aux équipes s’accompagnent d’un besoin de simplifier les interactions entre départements, et la communication est au cœur de toutes les évolutions.

Malgré l’adoption des outils CAD, les données de conception restent encore enfermées dans des silos isolés, ce qui rend l’intégration sujette aux erreurs qui, compte tenu de l’abondance des données, devraient être totalement évitables. Lorsque les équipes ECAD et MCAD travaillent de manière désynchronisée, le coût ne se limite pas aux reprises : c’est la viabilité même du produit qui est en jeu.

Cet article examine les exigences croissantes qui pèsent sur les équipes d’ingénierie, les effets d’une mauvaise communication sur l’avancement des projets, ainsi que la nécessité d’une solution plus intelligente pour renforcer la collaboration entre les ingénieurs en cartes de circuits imprimés (PCB) et les ingénieurs en conception mécanique.

Convergence des départements : ingénieurs électriciens, ingénieurs mécaniciens et chaîne d’approvisionnement

Aujourd’hui, les concepteurs subissent une pression croissante pour réduire l’encombrement des produits et prolonger leur durée de vie. Ces exigences découlent de deux moteurs principaux :

1. Attentes du marché : Les consommateurs comme les entreprises exigent des produits plus petits, plus complexes et offrant davantage de performances dans moins d’espace.
2. Exigences environnementales : Les objectifs de durabilité poussent les entreprises à concevoir des produits électroniques ayant un impact environnemental minimal et utilisant des matériaux issus d’un approvisionnement responsable.

Au cœur de ce défi se trouve un compromis bien connu : réduire la taille tout en préservant (ou en améliorant) les fonctionnalités. Cette dynamique transforme la manière dont les ingénieurs travaillent d’un département à l’autre. Il ne suffit plus que les équipes fonctionnent en silos, et celles-ci prennent de plus en plus conscience de ces limites à mesure que les attentes des clients augmentent.

Un exemple majeur de cette évolution est l’émergence de l’électronique structurelle, qui s’accompagne de défis plus spécifiques liés à la sélection des composants, à leur placement et aux aspects de performance qui alignent les fonctions électriques et mécaniques (circuits intégrés dans des boîtiers, panneaux, enveloppes et châssis pour répondre aux besoins du marché et de l’environnement).

Les ingénieurs mécaniciens et les ingénieurs électriciens participent de plus en plus à des discussions qui dépassent leurs responsabilités traditionnelles. Leurs choix de conception influencent désormais directement l’approvisionnement des composants, l’aptitude à la fabrication en série et la fiabilité des produits finis. Dans un flux de travail plus connecté, il apparaît clairement que la collaboration n’est plus facultative, mais essentielle.

Points de collaboration interdisciplinaire

Ce dont les ingénieurs mécaniciens ont besoin de la part des ingénieurs électriciens

Presque tous les systèmes sont électromécaniques et, à mesure que davantage d’appareils du quotidien, de véhicules et d’autres équipements essentiels intègrent des systèmes électrifiés et numériques, la relation entre les concepteurs mécaniques et leurs homologues électriciens devient déterminante à bien des égards pour garantir la précision des prototypes de produits, et au-delà.

• Zones thermiques : Le placement des composants de forte puissance détermine la conception des dissipateurs et des flux d’air.
• Alignement des connecteurs : L’orientation et les dégagements doivent correspondre aux contraintes mécaniques.
• Blindage et mise à la terre : Les ingénieurs mécaniciens s’appuient sur une stratégie de mise à la terre précise du PCB pour la conception du boîtier.
• Routage des câbles : La structure interne doit prendre en compte les rayons de courbure et les dispositifs de décharge de traction.
• Protection contre les chocs : Les schémas de montage dépendent de la connaissance de la fragilité des composants.
• Exigences de conformité : Les décisions d’implantation mécanique sont guidées par les zones d’isolement de tension.
• Intégration des modules d’alimentation : Les équipes mécaniques planifient les compartiments structurels en fonction de l’encombrement des alimentations et des spécifications thermiques.

Ce dont les ingénieurs électriciens ont besoin de la part des ingénieurs mécaniciens

Si les ingénieurs électriciens se concentrent sur les performances des circuits, l’intégrité du signal et le comportement des composants, le contexte mécanique est essentiel pour plusieurs raisons. À mesure que les exigences électromécaniques se multiplient, la conception mécanique fixe certains paramètres pour les PCB, car leurs fonctions doivent désormais être transposées dans l’électronique structurelle.

• Encombrement du boîtier : L’implantation de la carte doit s’adapter aux géométries internes du boîtier.
• Stratégie de dissipation thermique : Les hypothèses de refroidissement doivent refléter les flux d’air mécaniques réels et le contact avec les dissipateurs thermiques.
• Montage et isolation : Les composants doivent résister aux vibrations et être correctement espacés.
• Positionnement des connecteurs : Leur placement doit correspondre aux points d’accès physiques ou aux découpes de panneau.
• Blindage EMI : Nécessite une collaboration afin de garantir les points de contact conducteurs avec le boîtier.
• Intégration de la batterie : L’implantation électrique ne doit pas compromettre la conception du boîtier.
• Protection environnementale : Les produits avec indice IP exigent une coordination étroite entre la sélection des composants et les méthodes d’étanchéité.

Pourquoi la collaboration entre ingénieurs électriciens et mécaniciens se dégrade

Bien souvent, les ingénieurs mécaniciens et électriciens travaillent avec les meilleures intentions, mais leurs méthodes de collaboration manquent de cohésion.

Les équipes travaillant dans des divisions distinctes ont besoin d’une visibilité en temps réel sur l’état actuel de la conception, mais cela peut aussi s’accompagner de ses propres obstacles. La question n’est pas « de quelles données ont-ils besoin ? », mais plutôt « comment ces données doivent-elles leur être présentées ? »

Du point de vue de l’efficacité, les ingénieurs mécaniciens ne peuvent pas perdre de temps à déchiffrer toutes les subtilités de la conception des circuits électriques, et inversement. Les équipes ont besoin d’une visibilité sur les aspects de la conception qui influencent leurs prochaines étapes, ce qui passe par le partage de données pertinentes dans un format pouvant être interprété respectivement par les ingénieurs mécaniciens et les ingénieurs électriciens.

La vitesse à laquelle les conceptions de PCB peuvent évoluer rend indispensable un partage efficace des données pour améliorer la collaboration.

Résumé des principaux écueils de la collaboration :

• Les données sont transmises sous forme de fichiers statiques ou de captures d’écran.
• Les équipes parlent des langages de conception différents (formats ECAD contre formats MCAD).
• Un décalage de version apparaît à mesure que les conceptions évoluent de manière asynchrone.
• Les revues interviennent trop tard pour éviter les reprises.

Flux de données entre ingénieurs électriciens et mécaniciens

La transmission des informations de conception sous forme de captures d’écran et de fichiers statiques reste une solution de contournement courante. Le problème ? Les données deviennent inutiles face au rythme du développement produit. Ces instantanés figent l’intention de conception à un moment donné, sans offrir beaucoup d’informations sur les contraintes actuelles ni sur l’intention réelle.

Une capture d’écran d’un routage PCB ne peut pas communiquer les zones de dégagement, les contraintes thermiques ou les exigences de montage. Elle ne peut pas non plus être interrogée ni intégrée dans des environnements MCAD à des fins de validation. Cette approche statique conduit inévitablement à des erreurs d’interprétation et oblige les équipes mécaniques à prendre des décisions de conception sur la base d’informations incomplètes ou obsolètes.

Traduire les langages de la conception PCB et mécanique

Bien qu’ils travaillent vers le même objectif produit, les ingénieurs électriciens et mécaniciens évoluent souvent selon des paradigmes de conception fondamentalement différents. Ces disciplines s’appuient sur des ensembles d’outils distincts, ECAD contre MCAD, et communiquent à l’aide de terminologies, de formats de données et d’intentions de conception divergents.

L’ECAD se concentre sur les circuits, l’intégrité du signal et la vérification des règles électriques, tandis que le MCAD privilégie les tolérances physiques, le comportement des matériaux et les contraintes spatiales. Les sorties de données (DXF, IDF, Parasolid ou fichiers STEP) ne sont pas toujours directement interopérables sans un outil de traduction, une solution de co-conception qui partage les données de conception dans un format compréhensible. Et lorsqu’elles le sont, elles capturent rarement l’intention de conception.

Cette déconnexion oblige les ingénieurs à traduire ou à approximer le travail des autres, ce qui comporte un risque inhérent.

Décalage de version entre ingénieurs

Les équipes électriques et mécaniques travaillent selon des calendriers distincts vers la même échéance, en utilisant des fichiers séparés. Dans ce contexte, le décalage de version devient un risque majeur, car leur marge d’erreur est faible et leurs calendriers s’alignent rarement sur les évolutions menées par leurs homologues.

Un ingénieur mécanicien peut se référer à un modèle STEP exporté une semaine plus tôt, sans savoir qu’un connecteur a depuis été repositionné dans l’implantation ECAD. Au moment où cette personne détecte ce désalignement, généralement lors de l’assemblage du prototype, le coût des reprises est à son maximum et le calendrier de développement est compromis.

Revues de conception tardives

Les revues de conception sont essentielles, mais elles sont souvent menées comme des événements distincts en fin de phase, bien après que les décisions clés de conception ont été prises. À ce stade, les conceptions mécanique et électrique peuvent avoir fortement divergé, ce qui fait apparaître des problèmes d’alignement. Les revues tardives ont également tendance à être réactives, en se concentrant sur les problèmes plutôt que sur leur prévention.

Ce qu’il faut, c’est une validation continue de la conception, tôt et souvent, avec une visibilité en temps réel sur l’avancement de chaque équipe. Intégrer des points de contrôle partagés tout au long du processus de conception permet non seulement de limiter les mauvaises surprises, mais aussi de favoriser un flux de travail plus itératif et collaboratif.

Pressions sur les ingénieurs électriciens et mécaniciens

Les ingénieurs subissent une forte compression de leur temps de conception en raison de la réduction des délais de mise sur le marché. En réalité, les erreurs entre ingénieurs électriciens et mécaniciens reflètent le rythme et la pression des environnements de conception modernes.

La course à des produits électroniques moins chers, plus rapides et plus compacts exerce une pression immense sur les équipes de conception. Pour remédier à ces ruptures, notamment lorsqu’il s’agit de traduire l’intention de conception et les retours en temps réel, les ingénieurs ont besoin de davantage. Ils ont besoin d’une infrastructure qui prenne en charge une collaboration synchrone, propre à chaque domaine.

La co-conception MCAD dans Altium Develop est conçue pour le développement de produits électromécaniques, en s’appuyant sur l’environnement de conception PCB d’Altium et en apportant encore plus de visibilité aux deux disciplines de conception.

Le livre blanc ci-dessous sur la conception collaborative pour les concepteurs MCAD et PCB explore ces pressions plus en détail et souligne l’importance du travail d’équipe pour gagner en efficacité. La co-conception MCAD agit comme une solution de transfert de données à la demande, avec un temps de mise en œuvre minimal, et évite la perte de temps liée au déploiement de nouveaux systèmes CAD.

Brouillon de flipbook de campagne ME

Collaborez en temps réel avec la co-conception MCAD

Si la réponse réside dans la manière dont les équipes communiquent entre elles, la question suivante est : « Comment y parviennent-elles ? »

Les ingénieurs mécaniciens qui souhaitent rester synchronisés avec leurs équipes PCB peuvent tirer parti de la co-conception MCAD, qui rassemble toutes les informations nécessaires aux équipes dans leur propre langage de conception et dans un format adapté. Cette capacité s’appuie sur le partage bidirectionnel des données de conception et sur les communications entre ingénieurs mécaniciens et électriciens, ce qui constitue un avantage considérable. Grâce à la co-conception MCAD, les ingénieurs peuvent continuer à utiliser leurs systèmes CAD préférés, notamment :

• SolidWorks
• PTC Creo
• AutoDesk Inventor
• AutoDesk Fusion 360
• Siemens NX

Le résultat ? Les ingénieurs électriciens comme mécaniciens travaillent dans leurs outils natifs tout en restant synchronisés. L’intention de conception est préservée entre les disciplines, ce qui réduit les allers-retours et accélère les cycles de conception.

Principales fonctionnalités de l’intégration MCAD Codesign pour les ingénieurs mécaniciens

• Intégration native aux outils : Travaillez dans votre système de CAD mécanique préféré tout en synchronisant chaque étape avec vos homologues ECAD.
• Synchronisation bidirectionnelle de la conception : Envoyez et récupérez instantanément les modifications des routages PCB, des formes de carte, du placement des composants et des découpes, sans exporter de données. Cela évite toute confusion et le partage d’informations obsolètes, afin que les ingénieurs électriciens et mécaniciens disposent toujours des données les plus pertinentes.
• Clarté contextuelle en 3D : Visualisez les composants du PCB et leur placement en 3D complète dans l’environnement mécanique. Évitez les conflits de montage, de dégagement et d’intégration dans le boîtier.
• Notifications des modifications et historique : Restez informé des changements et de l’identité des personnes ayant effectué certaines actions sur des éléments de la conception. La co-conception MCAD conserve également un journal des mises à jour de conception pour la traçabilité et les revues.
• Validations précoces de l’encombrement et de la forme : Utilisez des modèles 3D pour vérifier l’alignement, les dégagements et les contraintes mécaniques avant le prototypage, réduisant ainsi considérablement les cycles d’itération.
• Collaboration simplifiée avec les équipes ECAD : Partagez l’intention de conception, que vous compreniez ou non les schémas électriques. Ne voyez que les informations pertinentes pour votre rôle, présentées dans un format adapté aux flux de travail mécaniques.

La co-conception MCAD élimine les erreurs de communication liées aux fichiers, permet aux ingénieurs de raccourcir leurs délais de conception et aide les ingénieurs mécaniciens à contribuer aux conceptions avec une plus grande précision.

Que vous ayez besoin de développer une électronique de puissance fiable ou des systèmes numériques avancés, Altium Develop réunit chaque discipline en une seule force collaborative. Sans silos. Sans limites. C’est l’endroit où ingénieurs, concepteurs et innovateurs travaillent comme une seule équipe pour co-créer sans contraintes. Découvrez Altium Develop dès aujourd’hui !