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Cependant, une autre manière de voir consiste à dire qu’en externalisant les tâches répétitives, les ressources auparavant occupées par des activités à faible valeur ajoutées, se voient présenter des opportunités plus intéressantes. Il en va de même pour la conception : en utilisant des outils d’automatisation de la conception, les ingénieurs sont en mesure d’augmenter leur productivité. Il serait impensable aujourd’hui pour un ingénieur de ne pas recourir à l’informatisation pour la conception d’un PCB, par exemple, même s’il est tout à fait possible de procéder de la sorte.

Et de même que les économies doivent s’adapter à l’évolution du monde, les équipes d’ingénieurs sont encouragées et incitées à faire usage de tous les outils de productivité à leur disposition. Pour les ingénieurs en conception électronique, l’utilisation d’outils de CAO électronique a considérablement amélioré le processus de conception, depuis le composant jusqu’au produit final. Outre accélérer le processus de conception, il devient à présent possible de simuler ou d’émuler chaque partie d’une conception électronique avant qu’un seul composant soit même acheté. Dans le domaine du développement de circuits intégrés, par exemple, la toute dernière étape d’un processus long et coûteux consiste à commettre la conception sur le silicium. Cela est largement dû aux coûts énormes impliqués dans la fabrication de dispositifs intégrés ; coûts qui ne s’amortissent que par la vente de volumes importants du dispositif final. Il n’en va pas encore de même pour tous les produits électroniques développés aujourd’hui ; la plupart génèrent des coûts d’ingénierie non récurrents moins élevés, mais la conception mécanique a, quant à elle, des implications de coûts importantes pour la reconception des outils, qui sont dues, par exemple, au problème de jeu du PCB à l’intérieur du produit.

Avec les progrès réalisés en matière d’outils de CAO, il devient plus facile de simuler l’adéquation de la forme et de la fonction d’un produit avant la fabrication de ce dernier. Même si, à l’exception évidente de la conception de circuits intégrés, les progrès des outils d’automatisation de conception dans le secteur de l’électronique ont été relativement axés sur les applications de niche et les marchés verticaux. La conception de PCB en est un exemple ; il existe un certain nombre d’outils de conception de PCB à bas coût qui conviennent à la création de routages simple ou double face, mais ceux qui sont en mesure de traiter les PCB multicouches dotés de signaux très haute vitesse et de domaines à signaux mixtes, sont bien moins nombreux, et ceux qui intègrent en outre des outils d’analyse efficaces garantissant que l’intégrité du signal n’est pas compromise, sont encore moins nombreux.

Pour les conceptions qui nécessitent de telles fonctionnalités, les outils ont une valeur inestimable. Ils offrent la seule solution réaliste pour développer le type de produits finis que nous tenons aujourd’hui pour acquis afin de continuer à mener notre train de vie numérique. Par exemple, les télécommunications mobiles ne seraient pas possibles sans outils de CAO sophistiqués ; ils permettent aux ingénieurs de talent de développer les dispositifs complexes à signaux mixtes et le systèmes nécessaires pour donner vie aux réseaux 3G et aux smart phones.

Les exemples sont nombreux, mais la tendance sousjacente est que plus la conception est complexe, plus les outils sont sophistiqués. Cependant, un aspect de la conception s’applique à quasiment chaque produit développé, quelle qu’en soit la complexité fonctionnelle ou la valeur sur le marché final. Traverser les domaines de conception L’intégration de la conception électronique et mécanique est inexorable ; à quelques exceptions près, la conception d’un PCB n’est pas seulement influencée par les composants qu’il supporte, mais également par l’espace qu’il peut occuper. Aujourd’hui, de nombreux produits comportent un seul PCB et dans ces cas, la taille et la forme du PCB sont moins dictées par les fonctionnalités que par l’environnement. En fait, dans certains cas
 en particulier dans les appareils grand public - ce sont la forme et la taille du produit final qui définissent véritablement l’espace disponible pour le PCB et l’ensemble de ses composants. Dans ces cas, la conception mécanique dicte les deux domaines, mais il reste peu d’interaction entre les outils de CAO qui ciblent les domaines mécanique et électronique.

Bien que les fournisseurs d’outils de CAO électronique aient, à juste titre, mis l’accent sur la prise en compte de la complexité de la conception électronique, leurs homologues n’ont pas ménagé leurs efforts pour améliorer les outils de M-CAD et utiliser l’ensemble des capacités de traitement et de graphisme des dernières générations de PC portables et de bureau. Il est désormais courant pour les ingénieurs de conception mécanique d’avoir accès à des représentations tridimensionnelles de leurs conceptions, rendues en temps réel. En tant qu’amélioration de la productivité, il est difficile de nier qu’il est appréciable de pouvoir observer le produit des efforts d’un ingénieur dans un environnement 3D qui permet les manipulations en temps réel pour faire varier l’angle de vue.

Il faut aussi mentionner que si les circuits imprimés continuent de se miniaturiser, les composants qui les constituent sont moins susceptibles de miniaturisation. Plus précisément, des principes fondamentaux limitent la taille physique des composants passifs tels que transformateurs, résistances, condensateurs et inductances, et bien que les équipements modernes aient moins besoin d’un grand nombre de connecteurs, ceux qui restent ont des restrictions physiques quant à leur miniaturisation et à l’endroit où ils doivent être placés sur un PCB. Cela a ses avantages, cependant, car il existe à présent de nombreux modèles 3D pour les composants standard tels que les passifs ou les connecteurs qui peuvent être utilisés et manipulés sous un nombre croissant de logiciels de CAO.

La création généralisée de ces modèles 3D démontre l’engagement renouvelé des fournisseurs vis-à-vis de l’intégration E-CAD/M-CAD ; une tendance dont beaucoup d’observateurs dans l’industrie pensent qu’elle est appelée à se poursuivre, entraînant d’importants gains de productivité pour les ingénieurs des deux domaines. Le développement le plus significatif dans cette évolution vers une intégration complète a été l’introduction d’un protocole d’échange de conceptions que tant les fournisseurs d’outils d’E-CAD que de M-CAD ont pu adopter en toute confiance. Bien qu’il y ait eu par le passé de nombreuses tentatives d’intégrer les deux domaines, elles ont été freinées par un manque de coopération entre les fournisseurs, qui a augmenté la complexité plutôt que de la réduire. Mais, avec l’introduction de STEP (Standard for the Exchange of Product model data), en particulier la version AP214 qui définit les modèles 3D, l’échange de données de conception est devenu beaucoup plus simple. Si le secteur M-CAD a été rapide à intégrer la conformité à STEP AP214 dans sa chaîne de valeur, il n’en est pas de même pour le secteur E-CAD.

Cependant, Altium Designer, l’environnement de conception unifiée d’Altium, prend en charge l’importation/exportation et la manipulation des fichiers STEP et, combiné avec sa fonctionnalité complète de conception de PCB, il porte vers de nouveaux sommets la productivité de tous les ingénieurs électroniciens. Des capacités 3D dans l’espace du PCB Bon nombre d’outils de M-CAD prennent à présent en charge les modèles 3D de PCB remplis créés par l’outil d’un fournisseur tiers ; mais si cela offre la faculté appréciable de visualiser ce que sera l’interaction, à terme, entre le PCB et son boîtier, cela ne permet pas à l’environnement mécanique de réagir aux dimensions, aux espacements et aux autres problèmes de conformité spatiale du PCB, critiques pour le concepteur. En outre, les ingénieurs en conception mécanique sont moins équipés pour apprécier la nécessité d’un certain positionnement des composants, en particulier en présence de signaux « high speed », à signaux mixtes ou à haute tension.

L’adoption du format STEP dans Altium Designer permet de surmonter cette restriction. En effet, les ingénieurs peuvent non seulement utiliser un modèle 3D pour visualiser le produit final, mais aussi adopter activement une approche en trois dimensions de leur conception. Des données suffisantes sont intégrées dans le format AP214 pour permettre à un modèle importé d’être en fait utilisé pour définir les dimensions d’un PCB, surmontant ainsi la question du transfert précis et manuel des mesures critiques d’un domaine à l’autre. Cette capacité constitue une étape importante vers le fait de permettre aux ingénieurs en conception électronique de concevoir pour la fabrication, en reliant étroitement le domaine mécanique au processus de conception électronique. En outre, la possibilité de définir les exigences d’espacement dans un format 3D permet aux ingénieurs des deux domaines de voir instantanément l’impact d’une modification de conception. En combinant les modèles du boîtier et du PCB, sous Altium Designer, un ingénieur peut manipuler la représentation 3D qui en résulte pour mesurer activement les espacements. Cette fonctionnalité sans précédent permet à l’ingénieur électronicien d’avoir l’assurance de la conformité du PCB final bien avant la fabrication.

Pour rendre ce processus encore plus productif, les modèles peuvent être liés de telle sorte que toutes les modifications apportées dans un domaine soient répercutées de manière fiable dans l’autre. Autrement dit, toute modification apportée au boîtier sera vue par l’ingénieur électronicien et toute altération apportée au PCB ou à ses composants sera automatiquement relayée à l’ingénieur mécanicien.

La clé de cette fonctionnalité est la possibilité non seulement de manipuler un modèle 3D unique, mais également de coordonner de multiples modèles dans un espace virtuel en 3D, en utilisant des points de référence. Par aligner précisément les modèles des pièces d’un boîtier et un PCB rempli, les ingénieurs de conception peuvent vérifier les espacements critiques, ainsi que la manière dont le PCB pourra s’insérer dans le boîtier ou la nécessité de prendre en charge les corrections, tout en préservant l’ensemble des objectifs commerciaux du produit.

Autre avantage du fait de travailler dans un monde virtuel  :

les ingénieurs peuvent expérimenter sans frais. Par exemple, si un composant est aligné au moyen de trois points de référence, il est possible de placer un composant de telle sorte qu’il passe à travers le second. Imaginons un PCB orienté de telle sorte qu’il dépasse d’un boîtier ; si cela peut sembler peu conventionnel, cela pourrait bien résoudre un dilemme de conception. Le faire à l’aide de modèles réels exigerait des heures d’effort, mais dans un domaine virtuel, c’est aussi simple que de changer un point de référence unique. Cette étroite interaction entre les domaines électronique et mécanique n’est possible qu’au moyen du format STEP. Le fait d’incarner le format STEP dans un environnement de conception de PCB marque une évolution significative vers la création d’une approche véritablement unifiée du développement de produits.