Trabalhando com Engenheiros Eletricistas: Guia de Sobrevivência para Engenheiros Mecânicos

Os engenheiros mecânicos enfrentam prazos mais apertados, produtos com dimensões cada vez menores e uma pressão crescente para se alinharem perfeitamente às equipes elétricas.

No ambiente de projeto atual, a desconexão entre engenheiros já não pode mais ser ignorada. As exigências sobre as equipes trazem consigo a necessidade de simplificar as interações entre departamentos, e a comunicação está no centro de todos os avanços.

Apesar da adoção de CAD, os dados de projeto ainda vivem em silos isolados, tornando a integração suscetível a erros que, diante da abundância de dados, deveriam ser totalmente evitáveis. Quando as equipes de ECAD e MCAD trabalham fora de sintonia, o custo não é apenas retrabalho, mas a própria viabilidade do produto.

Este artigo explora as crescentes demandas sobre as equipes de engenharia, os impactos que a má comunicação tem sobre o progresso e a necessidade de uma solução mais inteligente para promover maior colaboração entre engenheiros de placas de circuito impresso (PCB) e engenheiros de projeto mecânico.

Convergência entre Departamentos: EEs, MEs e a Cadeia de Suprimentos

Os projetistas de hoje enfrentam uma pressão crescente para reduzir as dimensões dos produtos e prolongar sua vida útil. Essas demandas decorrem de dois fatores principais:

1. Expectativas do Mercado: Tanto consumidores quanto empresas exigem produtos menores, mais complexos e com maior desempenho em menos espaço.
2. Demandas Ambientais: As metas de sustentabilidade levam as empresas a projetar eletrônicos com impactos ambientais mínimos e materiais obtidos de forma responsável.

No centro desse desafio está um compromisso já conhecido: reduzir o tamanho sem comprometer (ou até melhorar) a funcionalidade. Esse movimento está remodelando a forma como os engenheiros trabalham entre departamentos. Já não é suficiente que as equipes operem em silos, e elas estão cada vez mais conscientes dessas limitações à medida que as expectativas dos clientes aumentam.

Um exemplo importante dessa mudança pode ser observado com o surgimento da eletrônica estrutural, que traz desafios mais específicos relacionados à seleção e ao posicionamento de componentes, bem como aos aspectos de desempenho que alinham funções elétricas e mecânicas (circuitos incorporados em invólucros, painéis, carcaças e chassis para atender às necessidades do mercado e do meio ambiente).

MEs e EEs estão cada vez mais envolvidos em discussões que vão além de suas responsabilidades tradicionais. Suas escolhas de projeto agora afetam diretamente a aquisição de componentes, a fabricabilidade em escala e a confiabilidade dos produtos finais. Em um fluxo de trabalho mais conectado, fica claro que a colaboração deixou de ser opcional e passou a ser essencial.

Pontos de Colaboração Interdisciplinar

O que os MEs precisam dos EEs

Quase todo sistema é eletromecânico e, à medida que mais eletrodomésticos, veículos e outros itens essenciais do dia a dia incorporam sistemas eletrificados e digitais, a relação entre projetistas mecânicos e seus pares elétricos é fundamental, de várias maneiras, para garantir precisão nos protótipos de produto e além.

• Zonas Térmicas: O posicionamento de componentes de alta potência determina o projeto de dissipação e fluxo de ar.
• Alinhamento de Conectores: A orientação e as folgas devem corresponder às restrições mecânicas.
• Blindagem e Aterramento: Os MEs dependem de uma estratégia precisa de aterramento da PCB para o projeto do invólucro.
• Roteamento de Cabos: A estrutura interna deve acomodar raios de curvatura e alívio de tensão.
• Proteção contra Choque: Os esquemas de montagem dependem do conhecimento sobre a fragilidade dos componentes.
• Requisitos de Conformidade: As decisões de layout do ME são orientadas por zonas de isolamento de tensão.
• Integração do Módulo de Potência: As equipes mecânicas planejam compartimentos estruturais em torno das dimensões da PSU e das especificações térmicas.

O que os EEs precisam dos MEs

Embora o foco dos EEs esteja no desempenho do circuito, na integridade do sinal e no comportamento dos componentes, o contexto mecânico é crítico por vários motivos. À medida que surgem mais exigências eletromecânicas, o projeto mecânico define alguns parâmetros para as PCBs, já que suas funções agora precisam ser traduzidas para a eletrônica estrutural.

• Dimensões do Invólucro: O layout da placa deve se adaptar às geometrias internas da carcaça.
• Estratégia de Dissipação de Calor: As premissas de resfriamento devem refletir o fluxo de ar mecânico real e o contato com dissipadores.
• Montagem e Isolamento: Os componentes devem tolerar vibração e estar adequadamente espaçados.
• Posicionamento de Conectores: O posicionamento deve se alinhar com pontos de acesso físicos ou recortes no painel.
• Blindagem EMI: Exige colaboração para garantir pontos de contato condutivos no invólucro.
• Encaixe da Bateria: O layout elétrico não deve comprometer o projeto do invólucro.
• Proteção Ambiental: Produtos com classificação IP exigem coordenação rigorosa entre a seleção de componentes e os métodos de vedação.

Por que a colaboração entre EE e ME falha

Muitas vezes, MEs e EEs trabalham com as melhores intenções, mas suas técnicas de colaboração carecem de coesão.

Equipes que trabalham em divisões separadas precisam de visibilidade em tempo real sobre o status atual do projeto, mas isso também pode trazer seus próprios obstáculos. A pergunta não é “de quais dados eles precisam?”, mas sim “como esses dados devem ser apresentados a eles?”

Do ponto de vista da eficiência, os MEs não podem perder tempo decifrando todas as complexidades do projeto de circuito elétrico, e vice-versa. As equipes precisam de visibilidade sobre os aspectos do projeto que impactam suas próximas etapas, o que é alcançado por meio do compartilhamento de dados relevantes em um formato que possa ser interpretado tanto por MEs quanto por EEs, respectivamente.

A velocidade com que os projetos de PCB podem evoluir reforça a necessidade de compartilhamento eficiente de dados para melhorar a colaboração.

Resumo dos principais obstáculos à colaboração:

• Os dados são transmitidos por arquivos estáticos ou capturas de tela.
• As equipes falam linguagens de projeto diferentes (formatos ECAD versus MCAD).
• O descompasso de versões ocorre à medida que os projetos evoluem de forma assíncrona.
• As revisões acontecem tarde demais para evitar retrabalho.

Fluxo de Dados entre EEs e MEs

Transmitir informações de projeto na forma de capturas de tela e arquivos estáticos continua sendo uma solução paliativa comum. O problema? Os dados se tornam inúteis diante do ritmo do desenvolvimento de produtos. Esses instantâneos congelam a intenção do projeto no tempo, oferecendo pouca visibilidade sobre as restrições ou a intenção atuais.

Uma captura de tela de um layout de PCB não consegue comunicar zonas de folga, restrições térmicas ou requisitos de montagem. Tampouco pode ser consultada ou integrada a ambientes MCAD para validação. Essa abordagem estática inevitavelmente leva a interpretações equivocadas e força as equipes mecânicas a tomar decisões de projeto com base em informações incompletas ou desatualizadas.

Traduzindo as Linguagens de Projeto de PCB e Mecânica

Apesar de trabalharem em direção ao mesmo objetivo de produto, EEs e MEs frequentemente operam com paradigmas de projeto fundamentalmente diferentes. Essas disciplinas dependem de conjuntos de ferramentas distintos, ECAD versus MCAD, e se comunicam usando terminologias, formatos de dados e intenções de projeto divergentes.

O ECAD se concentra em circuitos, integridade de sinal e verificação de regras elétricas, enquanto o MCAD prioriza tolerâncias físicas, comportamento dos materiais e restrições espaciais. As saídas de dados (DXF, IDF, Parasolid ou arquivos STEP) nem sempre são diretamente interoperáveis sem uma ferramenta de tradução, uma solução de codesign que compartilhe dados de projeto em um formato compreensível. Quando são, raramente capturam a intenção do projeto.

Essa desconexão força os engenheiros a traduzirem ou aproximarem o trabalho uns dos outros, o que traz riscos inerentes.

Descompasso de Versões entre Engenheiros

As equipes elétrica e mecânica trabalham em cronogramas separados rumo ao mesmo prazo final, usando arquivos distintos. Diante disso, o descompasso de versões se torna um risco sério, já que há pouca margem para erro e seus cronogramas raramente se alinham aos desenvolvimentos de suas contrapartes.

Um ME pode consultar um modelo STEP exportado uma semana antes, sem saber que um conector foi reposicionado no layout ECAD desde então. Quando essa pessoa detecta esse desalinhamento, o que geralmente ocorre durante a montagem do protótipo, o custo do retrabalho já está no ponto mais alto e o cronograma de desenvolvimento comprometido.

Revisões de Projeto Tardias

As revisões de projeto são críticas, mas muitas vezes são conduzidas como eventos discretos no fim de cada fase, muito depois de decisões importantes de projeto já terem sido tomadas. Nesse estágio, os projetos mecânico e elétrico podem já ter divergido significativamente, o que pode gerar problemas de alinhamento. Revisões em estágio avançado também tendem a ser reativas, focando em problemas em vez de preveni-los.

O que isso exige é uma validação contínua do projeto, cedo e com frequência, com visibilidade em tempo real sobre o progresso de cada equipe. Incorporar pontos de controle compartilhados ao longo do processo de projeto não apenas minimiza surpresas, mas também promove um fluxo de trabalho mais iterativo e colaborativo.

Pressões sobre EEs e MEs

Os engenheiros enfrentam uma forte compressão no tempo de projeto como resultado da redução do time-to-market. Na prática, os erros entre EEs e MEs refletem o ritmo e a pressão dos ambientes modernos de projeto.

A busca por eletrônicos mais baratos, mais rápidos e mais compactos impõe enorme pressão sobre as equipes de projeto. Para resolver essas falhas, especialmente ao traduzir a intenção do projeto e o feedback em tempo real, os engenheiros precisam de mais. Eles precisam de uma infraestrutura que ofereça suporte à colaboração síncrona e nativa de cada domínio.

O codesign MCAD no Altium Develop foi criado para o desenvolvimento de produtos eletromecânicos, aproveitando o ambiente de projeto de PCB da Altium e incorporando ainda mais visibilidade para ambas as disciplinas de projeto.

O whitepaper abaixo sobre projeto colaborativo para designers de MCAD e PCB explora essas pressões com mais detalhes, enfatizando a importância do trabalho em equipe para alcançar eficiência. O codesign MCAD atua como uma solução de transferência de dados sob demanda, com tempo mínimo de implementação, e evita o consumo de tempo associado à implantação de novos sistemas CAD.

Rascunho do flippingbook da campanha de ME

Colabore em Tempo Real com o Codesign MCAD

Embora a resposta esteja em como as equipes se comunicam entre si, a próxima pergunta é: “Como elas fazem isso?”

Engenheiros mecânicos que desejam permanecer sincronizados com suas equipes de PCB podem se beneficiar do codesign MCAD, que reúne todos os insights necessários para as equipes em sua própria linguagem de projeto e em um formato personalizado. Essa capacidade aproveita o compartilhamento bidirecional de dados de projeto e a comunicação entre MEs e EEs, o que traz uma vantagem significativa. Com o codesign MCAD, os engenheiros ainda podem usar seus sistemas CAD preferidos, incluindo:

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

O resultado? Tanto EEs quanto MEs trabalham em suas ferramentas nativas, mas permanecem sincronizados. A intenção do projeto é preservada entre disciplinas, reduzindo o vai e vem e acelerando os ciclos de projeto.

Principais Recursos da Integração de Codesign MCAD para Engenheiros Mecânicos

• Integração com Ferramentas Nativas: Trabalhe em seu sistema CAD mecânico preferido enquanto sincroniza cada etapa com seus equivalentes de ECAD.
• Sincronização de Projeto Bidirecional: Envie e receba instantaneamente alterações em layouts de PCB, formatos de placa, posicionamento de componentes e recortes, sem exportar dados. Isso evita confusões e o compartilhamento de informações desatualizadas, garantindo que tanto os engenheiros elétricos quanto os engenheiros mecânicos tenham sempre os dados mais relevantes.
• Clareza Contextual em 3D: Visualize componentes da PCB e seu posicionamento em 3D completo dentro do ambiente mecânico. Evite conflitos de montagem, folgas e encaixe no invólucro.
• Notificações e Histórico de Alterações: Mantenha-se informado sobre as mudanças e sobre quem executou determinados elementos do projeto. O codesign MCAD também mantém um registro das atualizações de projeto para rastreabilidade e revisões.
• Validações Antecipadas de Ajuste e Forma: Use modelos 3D para verificar alinhamento, folgas e restrições mecânicas antes da prototipagem, reduzindo significativamente os ciclos de iteração.
• Colaboração Facilitada com Equipes ECAD: Compartilhe a intenção do projeto, mesmo sem entender esquemas elétricos. Veja apenas as informações relevantes para sua função, formatadas para fluxos de trabalho mecânicos.

O codesign MCAD elimina falhas de comunicação baseadas em arquivos, dá aos engenheiros a capacidade de encurtar seus cronogramas de projeto e ajuda os engenheiros mecânicos a contribuir para os projetos com maior precisão.

Se você precisa desenvolver eletrônica de potência confiável ou sistemas digitais avançados, o Altium Develop une todas as disciplinas em uma única força colaborativa. Livre de silos. Livre de limites. É onde engenheiros, projetistas e inovadores trabalham como um só para cocriar sem restrições. Experimente o Altium Develop hoje mesmo!