전기 엔지니어와 협업하기: 기계 엔지니어를 위한 생존 가이드

기계 엔지니어는 더 촉박한 일정, 더 작은 제품 폼팩터, 그리고 전기 팀과 매끄럽게 협업해야 한다는 점점 커지는 압박에 직면해 있습니다.

오늘날의 설계 환경에서는 엔지니어 간 단절을 더 이상 방치할 수 없습니다. 팀에 가해지는 요구가 커질수록 부서 간 상호작용을 단순화할 필요성도 함께 커지며, 커뮤니케이션은 모든 개발의 핵심에 있습니다.

CAD 도입이 확산되었음에도 불구하고 설계 데이터는 여전히 분리된 사일로에 존재하고 있어, 통합 과정에서 오류가 발생하기 쉽습니다. 이렇게 많은 데이터가 존재하는 상황에서는 사실상 충분히 피할 수 있는 오류들입니다. ECAD 팀과 MCAD 팀의 작업이 서로 어긋나면 그 대가는 단순한 재작업에 그치지 않고 제품의 성립 가능성 자체에 영향을 미칩니다.

이 글에서는 엔지니어링 팀에 점점 더 커지는 요구, 원활하지 못한 커뮤니케이션이 개발 진척에 미치는 영향, 그리고 PCB 엔지니어와 기계 설계 엔지니어 간 협업을 한층 강화하기 위한 더 스마트한 솔루션의 필요성을 살펴봅니다.

부서 간 융합: EE, ME, 그리고 공급망

오늘날의 설계자는 제품 크기를 줄이고 제품 수명을 늘려야 한다는 압박을 점점 더 크게 받고 있습니다. 이러한 요구는 두 가지 핵심 요인에서 비롯됩니다.

1. 시장 기대치: 소비자와 기업 모두 더 작은 공간에서 더 높은 성능을 제공하는, 더 작고 더 정교한 제품을 요구합니다.더 적은 공간.
2. 환경적 요구: 지속가능성 목표는 기업이 환경 영향을 최소화하고 책임 있게 조달된 소재를 사용한 전자제품을 설계하도록 압박합니다.

이 과제의 중심에는 익숙한 트레이드오프가 있습니다. 바로 크기는 줄이면서 기능은 유지하거나 오히려 향상시키는 것입니다. 이러한 흐름은 엔지니어가 부서 간에 협업하는 방식을 바꾸고 있습니다. 이제 팀이 사일로 형태로 운영되는 것만으로는 충분하지 않으며, 고객 기대치가 높아질수록 팀은 이러한 한계를 더욱 분명히 인식하고 있습니다.

이 변화의 대표적인 사례 중 하나는 구조 전자기술의 부상입니다. 이는 부품 선택, 배치, 그리고 전기적 기능과 기계적 기능을 모두 만족시키는 성능 측면에서 보다 특화된 과제를 동반합니다(시장과 환경의 요구를 충족하기 위해 하우징, 패널, 케이스, 섀시에 회로를 내장하는 방식).

ME와 EE는 점점 더 자신의 전통적인 책임 범위를 넘어서는 논의에 참여하고 있습니다. 이제 이들의 설계 선택은 부품 조달, 대량 생산 가능성, 최종 제품의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 더 긴밀하게 연결된 워크플로에서는 협업이 더 이상 선택이 아니라 필수라는 점이 분명해집니다.

학제 간 협업 접점

ME가 EE에게 필요한 것

거의 모든 시스템은 전기기계 시스템이며, 일상 가전, 차량, 기타 필수 제품에 전기화된 디지털 시스템이 점점 더 많이 적용되면서 기계 설계자와 전기 설계자 간의 관계는 제품 프로토타입의 정확성은 물론 그 이후 단계까지 보장하는 데 여러 측면에서 매우 중요해지고 있습니다.

• 열 구역: 고전력 부품의 배치는 방열 구조와 공기 흐름 설계를 결정합니다.
• 커넥터 정렬: 방향과 이격거리는 기계적 제약 조건과 일치해야 합니다.
• 차폐 및 접지: ME는 인클로저 설계를 위해 정확한 PCB 접지 전략에 의존합니다.
• 케이블 라우팅: 내부 구조는 굽힘 반경과 스트레인 릴리프를 수용할 수 있어야 합니다.
• 충격 보호: 장착 방식은 부품의 취약성에 대한 이해를 바탕으로 결정됩니다.
• 규정 준수 요구사항: ME의 레이아웃 결정은 전압 절연 구역 정보를 기반으로 이루어집니다.
• 전원 모듈 통합: 기계 팀은 PSU 풋프린트와 열 사양을 기준으로 구조적 구획을 계획합니다.

EE가 ME에게 필요한 것

EE의 초점은 회로 성능, 신호 무결성, 그리고 부품의 동작 특성에 맞춰져 있지만, 기계적 맥락 역시 여러 이유에서 매우 중요합니다. 전기기계적 요구가 늘어날수록 기계 설계는 PCB의 여러 파라미터를 결정하게 되며, 이제 PCB의 기능은 구조 전자기술로 구현되어야 하기 때문입니다.

• 인클로저 풋프린트: 보드 레이아웃은 내부 하우징 형상에 맞게 조정되어야 합니다.
• 방열 전략: 냉각에 대한 가정은 실제 기계적 공기 흐름과 히트싱크 접촉 조건을 반영해야 합니다.
• 장착 및 절연: 부품은 진동을 견딜 수 있어야 하며 적절한 간격을 유지해야 합니다.
• 커넥터 위치 선정: 배치는 실제 접근 지점이나 패널 컷아웃과 정렬되어야 합니다.
• EMI 차폐: 전도성 인클로저 접점이 확보되도록 협업이 필요합니다.
• 배터리 적합성: 전기 레이아웃이 인클로저 설계를 저해해서는 안 됩니다.
• 환경 보호: IP 등급 제품은 부품 선택과 실링 방식 간의 긴밀한 조율이 필요합니다.

EE와 ME 협업이 무너지는 이유

많은 경우 ME와 EE는 최선의 의도를 가지고 일하지만, 협업 방식은 일관성이 부족합니다.

서로 다른 부서에서 일하는 팀은 설계의 현재 상태를 실시간으로 파악해야 하지만, 이 역시 자체적인 장애물을 동반합니다. 문제는 “그들에게 어떤 데이터가 필요한가?”가 아니라, “그 데이터는 어떤 방식으로 제시되어야 하는가?”입니다.

효율성 측면에서 보면, ME는 전기 회로 설계의 모든 복잡한 세부사항을 해독하는 데 시간을 낭비할 수 없고, EE도 마찬가지입니다. 팀은 자신의 다음 단계에 영향을 주는 설계 요소에 대한 인사이트가 필요하며, 이는 각각의 ME와 EE가 이해할 수 있는 형식으로 관련 데이터를 공유할 때 가능합니다.

PCB 설계가 매우 빠르게 변화할 수 있다는 점은 더 나은 협업을 위해 효율적인 데이터 공유가 필요함을 보여줍니다.

협업의 주요 함정 요약:

• 데이터가 정적 파일이나 스크린샷 형태로 전달됩니다.
• 팀마다 사용하는 설계 언어가 다릅니다(ECAD 형식 대 MCAD 형식).
• 설계가 비동기적으로 발전하면서 버전 불일치가 발생합니다.
• 재작업을 막기에는 너무 늦은 시점에 검토가 이루어집니다.

EE와 ME 간 데이터 흐름

스크린샷과 정적 파일 형태로 설계 정보를 전달하는 방식은 여전히 흔한 임시방편입니다. 문제는 무엇일까요? 제품 개발 속도에 비추어 보면 이런 데이터는 금세 쓸모를 잃는다는 점입니다. 이러한 스냅샷은 특정 시점의 설계 의도를 고정해 둘 뿐, 현재의 제약 조건이나 의도에 대해서는 거의 알려주지 못합니다.

PCB 레이아웃의 스크린샷만으로는 이격 구역, 열 제약, 장착 요구사항을 전달할 수 없습니다. 또한 이를 질의하거나 검증을 위해 MCAD 환경에 통합할 수도 없습니다. 이런 정적인 접근 방식은 결국 오해를 낳고, 기계 팀이 불완전하거나 오래된 정보를 바탕으로 설계 결정을 내리게 만듭니다.

PCB와 기계 설계 언어의 번역

EE와 ME는 동일한 제품 목표를 향해 일하지만, 실제로는 근본적으로 다른 설계 패러다임 안에서 작업하는 경우가 많습니다. 이들 분야는 ECAD와 MCAD라는 서로 다른 툴셋에 의존하며, 용어, 데이터 형식, 설계 의도 역시 서로 다릅니다.

ECAD는 회로, 신호 무결성, 전기 규칙 검증에 초점을 맞추는 반면, MCAD는 물리적 공차, 재료 거동, 공간 제약을 우선시합니다. 데이터 출력 형식(DXF, IDF, Parasolid 또는 STEP files)은 이를 변환해 줄 도구, 즉 이해하기 쉬운 형식으로 설계 데이터를 공유하는 공동 설계 솔루션 없이는 항상 직접적으로 상호 운용 가능한 것은 아닙니다. 설령 가능하더라도 설계 의도를 충분히 담아내는 경우는 드뭅니다.

이러한 단절은 엔지니어가 서로의 작업을 번역하거나 추정하도록 만들며, 그 과정에는 본질적인 위험이 따릅니다.

엔지니어 간 버전 불일치

전기 팀과 기계 팀은 같은 마감일을 향해 서로 다른 일정과 별도의 파일로 작업합니다. 이런 상황에서는 오류 허용 범위가 거의 없고, 각 팀의 일정이 상대 팀의 개발 진행과 좀처럼 맞지 않기 때문에 버전 불일치가 심각한 위험 요소가 됩니다.

예를 들어 ME가 일주일 전에 내보낸 STEP 모델을 참고하고 있을 수 있지만, 그 사이 ECAD 레이아웃에서 커넥터 위치가 변경되었다는 사실을 모를 수 있습니다. 이런 불일치를 발견하는 시점은 대개 프로토타입 조립 단계인데, 이때는 재작업 비용이 가장 높고 개발 일정에도 큰 차질이 생깁니다.

늦은 설계 검토

설계 검토는 매우 중요하지만, 핵심 설계 결정이 이미 내려진 뒤 한참 후에 단계 종료 시점의 개별 이벤트로 수행되는 경우가 많습니다. 이 단계에 이르면 기계 설계와 전기 설계가 상당히 달라져 있을 수 있어 정렬 문제들이 발생할 수 있습니다. 또한 후기 단계의 검토는 문제를 예방하기보다 문제에 대응하는 데 초점이 맞춰지는 경향이 있습니다.

여기서 필요한 것은 지속적인 설계 검증입니다. 즉, 초기에 그리고 자주, 각 팀의 진행 상황을 실시간으로 볼 수 있어야 합니다. 설계 프로세스 전반에 걸쳐 공유 체크포인트를 내장하면 예상치 못한 문제를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 보다 반복적이고 협업적인 워크플로를 촉진할 수 있습니다.

EE와 ME가 받는 압박

시장 출시 기간 단축으로 인해 엔지니어는 설계 시간에 큰 압박을 받고 있습니다. 실제로 EE와 ME 사이에서 발생하는 오류는 현대 설계 환경의 속도와 압박을 그대로 반영합니다.

더 저렴하고, 더 빠르며, 더 컴팩트한 전자제품을 만들려는 요구는 설계 팀에 엄청난 부담을 줍니다. 특히 설계 의도와 실시간 피드백을 전달하는 과정에서 이러한 단절을 해결하려면 엔지니어에게 더 많은 것이 필요합니다. 이들에게는 동기화되고 각 분야에 최적화된 협업을 지원하는 인프라가 필요합니다.

Altium Develop의 MCAD codesign은 전기기계 제품 개발을 위해 구축되었으며, Altium의 PCB 설계 환경을 활용하면서 두 설계 분야 모두에 더 많은 인사이트를 제공합니다.

아래의 MCAD 및 PCB 설계자를 위한 협업 설계 백서는 이러한 압박을 더 자세히 다루며, 효율성 달성을 위해 팀워크가 얼마나 중요한지를 강조합니다. MCAD codesign은 구현 시간이 거의 들지 않는 온디맨드 데이터 전송 솔루션으로 작동하며, 새로운 CAD 시스템을 도입하는 데 따르는 시간 낭비를 피할 수 있게 해줍니다.

ME campaign flippingbook draft

MCAD Codesign으로 실시간 협업

해답은 팀이 서로 어떻게 소통하느냐에 달려 있지만, 다음 질문은 이것입니다. “그렇다면 실제로 어떻게 소통할 것인가?”

PCB 팀과 동기화를 유지하고자 하는 기계 엔지니어는 MCAD codesign의 도움을 받을 수 있습니다. 이 기능은 각 팀이 필요로 하는 모든 인사이트를 각자의 설계 언어와 맞춤형 형식으로 제공합니다. 이 기능은 ME와 EE 간 양방향 설계 데이터 공유와 커뮤니케이션을 활용하며, 이는 큰 장점을 제공합니다. MCAD codesign을 활용하면 엔지니어는 다음을 포함한 자신이 선호하는 CAD 시스템을 계속 사용할 수 있습니다.

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

그 결과는 무엇일까요? EE와 ME 모두 자신이 익숙한 도구에서 작업하면서도 서로 동기화를 유지할 수 있습니다. 설계 의도는 분야 간에 그대로 보존되고, 불필요한 왕복 커뮤니케이션은 줄어들며, 설계 주기는 빨라집니다.

기계 엔지니어를 위한 MCAD Codesign 통합의 주요 기능

• 기본 도구 통합: 선호하는 기계 CAD 시스템에서 작업하면서도 모든 단계에서 ECAD 담당자와 동기화를 유지할 수 있습니다.
• 양방향 설계 동기화: 데이터를 내보내지 않고도 PCB 레이아웃, 보드 형상, 부품 배치, 컷아웃 변경 사항을 즉시 푸시하고 풀할 수 있습니다. 이를 통해 혼선과 오래된 정보 공유를 방지하여 전기 엔지니어(EE)와 기계 엔지니어(ME) 모두가 가장 최신의 관련 데이터를 활용할 수 있습니다.
• 3D 기반의 명확한 컨텍스트: 기계 설계 환경 내에서 PCB 부품과 배치를 완전한 3D로 시각화할 수 있습니다. 장착, 이격거리, 인클로저 적합성에서 발생할 수 있는 충돌을 방지합니다.
• 변경 알림 및 이력: 어떤 변경이 있었는지, 그리고 설계의 특정 요소를 누가 처리했는지 항상 파악할 수 있습니다. MCAD codesign은 추적성과 검토를 위해 설계 업데이트 로그도 유지합니다.
• 초기 적합성 및 형상 검증: 프로토타이핑 전에 3D 모델을 사용해 정렬, 이격거리, 기계적 제약 조건을 확인함으로써 반복 설계 사이클을 크게 줄일 수 있습니다.
• ECAD 팀과의 손쉬운 협업: 전기 회로도를 이해하지 못하더라도 설계 의도를 공유할 수 있습니다. 자신의 역할과 관련된 정보만, 기계 설계 워크플로에 맞는 형식으로 확인할 수 있습니다.

MCAD codesign은 파일 기반 커뮤니케이션에서 발생하는 오해를 없애고, 엔지니어가 설계 일정을 단축할 수 있도록 하며, 기계 엔지니어가 더 높은 정밀도로 설계에 기여할 수 있게 지원합니다.

신뢰할 수 있는 전력 전자장치를 개발하든 고급 디지털 시스템을 구축하든, Altium Develop는 모든 분야를 하나의 협업 역량으로 결집합니다. 사일로 없이. 한계 없이. 엔지니어, 디자이너, 혁신가가 제약 없이 함께 공동 창조하는 곳입니다. 지금 바로 Altium Develop를 경험해 보세요!