Sonos erreicht mit Onshape innovative Höchstnoten

Experimentieren und Designinnovationen sind Musik in den Ohren der Sonos-Ingenieure. Sie wollen die Suche nach hochwertigen Soundlösungen mit Workflows und Tools in Einklang bringen, die die Markteinführungszeit verkürzen.

Der weltweit führende Anbieter von Audiotechnologie, spezialisiert auf kabellose Lautsprecher und Heimkinosysteme, leistete Pionierarbeit beim Konzept benutzerfreundlicher, einfach zu integrierender Multiroom-Audiolösungen. Es hat sich zum Ziel gesetzt, die höchste Audioqualität im Vergleich zu herkömmlichen Soundsystemen, die in der Regel schwierig zu bedienen sind und nicht zuverlässig mit modernen Streaming-Musikdiensten kompatibel sind, allgemein zugänglich zu machen. Sonos ist bekannt für seine einfache Erweiterung, sodass zusätzliche Lautsprecher und Komponenten nach Belieben über Standard-WiFi-Konnektivität hinzugefügt werden können. Diese flexible Architektur ist zu einem zentralen Verkaufsargument für Kunden geworden, die ihr Sound-Ökosystem sowohl innerhalb als auch außerhalb des Hauses ausbauen möchten.

Die Übernahme von Unternehmen, die Innovationen in der Audiotechnologie vorantreiben, war für das Produktportfolio und die Wachstumsstrategie von Sonos von zentraler Bedeutung. Im Jahr 2022 kaufte Sonos Mayht Holding BV, ein in den Niederlanden ansässiges Unternehmen, das einen revolutionären Ansatz für Audiowandler verfolgt, ein grundlegendes Element für die Klangerzeugung. Mayhts Beitrag bestand darin, das Wandlerdesign neu zu erfinden, um es kleiner und leichter zu machen. Die Integration der Technologie und des technischen Talents von Mayht in die technischen Reihen von Sonos bot eine wichtige Gelegenheit, das Sonos-Produktportfolio um eine höhere Klangqualität zu erweitern und gleichzeitig neue Lautsprecherlösungen in einfallsreichen Formfaktoren anzubieten.

Die Technologie von Mayht reduzierte die Größe der Schallköpfe drastisch um das Vier- oder Fünffache, und als sie Teil von Sonos war, bestand die Charta darin, diese frühen Produkte und Machbarkeitsnachweise auf eine Unterhaltungselektroniklinie zu skalieren, die kostengünstig in Serie hergestellt werden konnte.

„Wir haben viel geforscht, entwickelt und Prototypen entwickelt — jetzt sind wir die Hardware-Forschungsabteilung von Sonos“, erklärte Naphur van Apeldoorn, Senior Manager, Hardware Development Engineering, der durch die Übernahme von Mayht zu Sonos kam. Während seiner Zeit bei Mayht war Van Apeldoorn dafür verantwortlich, das Wandlerportfolio zu erweitern und die Technologie massenproduzierbar zu machen. Nach der Übernahme durch Sonos war er maßgeblich daran beteiligt, die ursprüngliche Mayht-Technologie (jetzt Sound Motion™ genannt) in die neueste und hochwertigste Soundbar von Sonos, die Arc Ultra, zu integrieren.

Während herkömmliche Schallwandler ein Standardaudioelement mit bewährten Designmethoden sind, diente die Mayht-Wandlertechnologie den Sonos-Ingenieuren als unbeschriebenes Blatt, auf dem sie neu erfinden konnten, was möglich ist. Dazu benötigte das Engineering-Team eine Designplattform, die die Zusammenarbeit förderte und unzählige Iterationszyklen unterstützen konnte. Herkömmliche, dateigestütztes CAD Systeme vor Ort waren nicht auf das Maß an Agilität und Flexibilität ausgerichtet, das das Transducer-Team für Experimente und Prototyping benötigte.

„Technologien wie Rapid Prototyping, CNC-Fräsen und 3D-Druck beschleunigten die Zyklen im Maschinenbau, aber die Softwaretools, die die meisten Ingenieure verwendeten, waren veraltet“, sagte van Apeldoorn. „Onshape war ein sehr willkommenes Tool, um Hardware-Innovationen zu beschleunigen.“

Onshape ermöglicht schnelles und flexibles Experimentieren

Als sie Teil von Sonos wurden, gab es kaum Lust, die technischen Arbeitsabläufe zu stören. Das Mayht-Team erhielt grünes Licht, Onshape zumindest für einen bestimmten Zeitraum weiter zu verwenden. Obwohl die Entwicklungsorganisation in erster Linie auf der CAD-Software NX von Siemens basiert, setzt das in den Niederlanden ansässige Transducer-Team auch heute noch auf Onshape und profitiert von wichtigen Vorteilen wie Zusammenarbeit, schnellem Prototyping und Designflexibilität.

Als das Team begann, das Schallwandlerdesign so zu überdenken, dass es zu bestehenden und zukünftigen Sonos-Produkten passte, war die Möglichkeit, das Experimentieren zu beschleunigen, von entscheidender Bedeutung. Ein Schlüsselprojekt, die Sonos Arc Ultra-Soundbar, erforderte ein völlig neues Designdenken, was die Messlatte für ein Toolset, das die Iteration und Zusammenarbeit beim Design fördern sollte, höher legte.

„Es war wieder wie eine saubere Arbeitsfläche — es gab keine standardisierten Praktiken oder Vereinbarungen über die Form der verschiedenen Bauteile“, erklärte van Apeldoorn. „Wir mussten flexibel und iterativ bleiben.“

Zum Beispiel hatte der traditionelle Schallkopf eine Kegel- oder Dreiecksform. Für die Arc Ultra-Reihe entschied sich das Team für ein rechteckiges Wandlerdesign, das eher der länglichen Grundfläche der Sonos-Soundbar entsprach.

Das andere wichtige Problem war die Entwicklung eines Produktkonzepts, das erfolgreich auf die Produktion skaliert werden konnte und gleichzeitig den branchenüblichen Renditestandard erfüllte. Ein typischer Wandler besteht aus fast einem Dutzend Bauteilen, weshalb eine einfache Montage von entscheidender Bedeutung war.

„Wir mussten in der Lage sein, Verbindungen zwischen allen Teilen so zu konstruieren, dass wir die jeweiligen Toleranzen berücksichtigen konnten“, erklärte Lars Wouterse, leitender Hardware-Entwicklungsingenieur bei Sonos und ein wichtiges Mitglied des Transducer-Teams.

Onshape war unverzichtbar, um das Team bei der Bewältigung dieser beiden Herausforderungen zu unterstützen. Die Verzweigung- und Zusammenführungsfunktionen der Plattform ermöglichten es mehreren Personen, nahtlos an verschiedenen Bauteilen des Wandler-Designs — und an verschiedenen Designs — gleichzeitig zu arbeiten. Sobald ein Konsens erzielt war, wurden die relevanten Zweige zusammengeführt, sodass das Team die Konstruktion parallel vorantreiben und gleichzeitig die Beziehungen und Ausrichtung der Bauteile im Auge behalten konnte.

„Wenn die Zusammenarbeit sofort und ohne Konflikte erfolgen kann, läuft alles viel reibungsloser“, sagte Wouterse.

Der agile Ansatz half beim Design for Manufacturability (DFM) und rationalisierte gleichzeitig die Versionskontrolle, indem Konflikte beim Ein- und Auschecken vermieden wurden. Dies war besonders wichtig, da der Wandler aus ungefähr 18 Bauteilen bestand.

„Wir haben am Nachmittag entworfen und die 3D-Drucker über Nacht laufen lassen“, erklärte Wouterse. „Wir sammelten die Bauteile am Morgen, bauten die Prototypen, führten Messungen durch, lernten aus diesen Prototypen und setzten die Erkenntnisse im nächsten Konstruktionszyklus um, sodass der Kreislauf weitergeführt werden konnte.“

Eine Symphonie effizienter Design-Workflows

Als Cloud-basierte Plattform war die Fähigkeit von Onshape, alle Designs und Designfunktionen auf einem mobilen Gerät verfügbar zu machen, ein weiterer wichtiger Vorteil während der Produktionsphase. Da sich die Konstruktionsteams und Fertigungslinien in verschiedenen Zeitzonen befinden, ermöglichte Onshape jedem Zugriff auf CAD-Dateien, egal wo er sich befand, und ermöglichte so schnelle Freigabeprüfungen von Teilen oder Baugruppen vor der Serienproduktion. Da Onshape für ein breiteres Spektrum von Menschen zugänglicher und benutzerfreundlicher war, ermöglichte es auch mehr Blicke auf Designs und half so bei der Problemlösung und Optimierung.

Die Funktionen von Onshape zum Verzweigung und Zusammenführen hatten den größten Einfluss auf die Designabläufe und reduzierten die Zeit, die für die Entwicklung einer optimierten Lösung benötigt wird, um bis zu 30%.

„Weil das Ausprobieren neuer Ideen die Hauptniederlassung nicht gestört hat, hat es uns motiviert, alle Ideen auszuprobieren, die uns in den Sinn kamen“, sagte van Apeldoorn.

Die integrierten Simulationsfunktionen von Onshape optimierten die Zusammenarbeit weiter und ermöglichten es Teams, mehrere Analysen durchzuführen, ohne dass es zu Verzögerungen durch Softwarewechsel oder umständliche Übergaben kam. Durch die Nutzung der fortschrittlichen Funktionen von Onshape hat sich die Designkapazität der Gruppe verdreifacht, ohne dass das Transducer-Team um weitere Ingenieure erweitert werden musste. Bis vor zwei Jahren musste ein Team von drei Ingenieuren einen Wandler entwickeln. Heute kann ein Ingenieur mithilfe der Top-down-Montagemethode und der nativen Simulationsmethode (insbesondere der Modalanalyse) von Onshape selbst konstruieren und simulieren und gleichzeitig die Iterationszyklen halbieren.

Verbesserte Funktionen zur Versionskontrolle haben auch zu schnelleren Design-Workflows geführt. Die Release-Management-Funktionen von Onshape ermöglichen es einem einzelnen Ingenieur, einen klaren Überblick über jedes Bauteil und jede Baugruppe zu behalten, auch während der Freigabe von mehr als 15 Bauteilen. Verbesserte 2D-Zeichnungsfähigkeiten haben auch das Freigabe-Management rationalisiert, so Wouterse.

„Wenn Sie im technischen Ablauf bleiben können, macht das alles reibungsloser“, fügte er hinzu.

Die allgemeine Zuverlässigkeit von Onshape — Wouterse und sein Team hatten keine Ausfallzeiten und haben nie Arbeit verloren —, Kosteneffizienz und schneller Support waren ausschlaggebend dafür, dass Sonos seine Experimentiertätigkeit verdoppeln konnte. Mit Blick auf die Zukunft freut sich Wouterse auf mehr Automatisierungs- und Feature-Scripting-Funktionen und nutzt Onshape, um die alltägliche Arbeit zu automatisieren, damit sie sich auf das konzentrieren können, was den Kern der Sonos-Mission ausmacht.

„Wenn wir all das zum Laufen bringen, können wir weniger Zeit für sich wiederholende Aufgaben und mehr Zeit für Lösungen und Innovationen aufwenden“, sagte Wouterse. „Mit Onshape können Sie alles genießen, was mit Technik zu tun hat. So macht die Arbeit mehr Spaß.“