Sonos atteint un sommet en matière d'innovation avec Onshape

L'expérimentation et l'innovation en matière de conception sont de la musique aux oreilles des ingénieurs de Sonos qui souhaitent harmoniser la recherche de solutions audio de haute qualité avec des flux de travail et des outils qui accélèrent les délais de mise sur le marché.

Le leader mondial des technologies audio, spécialisé dans les haut-parleurs sans fil et les systèmes home cinéma, a été le pionnier du concept de solutions audio multipièces conviviales et faciles à intégrer. Sa mission est de rendre le son de la plus haute qualité accessible à tous par rapport aux systèmes audio traditionnels qui sont généralement difficiles à utiliser et ne sont pas compatibles de manière fiable avec les services de musique en streaming modernes. Sonos est réputé pour sa facilité d'extension, permettant d'ajouter des haut-parleurs et des composants supplémentaires à volonté à travers une connectivité WiFi standard. Cette architecture flexible est devenue un argument de vente essentiel pour les clients qui souhaitent développer leur écosystème sonore à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la maison.

L'acquisition de sociétés qui font progresser l'innovation en matière de technologie audio a joué un rôle central dans le portefeuille de produits et la stratégie de croissance de Sonos. En 2022, Sonos a racheté Mayht Holding BV, une société basée aux Pays-Bas qui adopte une approche révolutionnaire des transducteurs audio, un élément fondamental de la création sonore. La contribution de Mayht a été de réimaginer la conception des transducteurs pour les rendre plus petits et plus légers. L'intégration de la technologie et du talent d'ingénierie clé de Mayht dans les rangs de l'ingénierie de Sonos a fourni une opportunité clé de faire évoluer la gamme de produits Sonos avec un son de meilleure qualité tout en proposant de nouvelles solutions de haut-parleurs dans des formats imaginatifs.

La technologie de Mayht a permis de multiplier par quatre ou cinq la taille des transducteurs. Une fois intégrée à Sonos, la charte consistait à adapter ces premiers produits et leurs preuves de concept à une gamme de produits électroniques grand public pouvant être produite en série de manière rentable.

« Nous faisions beaucoup de recherche, de développement et de prototypage. Aujourd'hui, nous sommes la division de recherche sur le matériel de Sonos », explique Naphur van Apeldoorn, directeur principal de l'ingénierie du développement matériel, qui a rejoint Sonos dans le cadre de l'acquisition de Mayht. Pendant son séjour à Mayht, Van Apeldoorn était chargé d'élargir la gamme de transducteurs et de rendre la technologie réalisable en série. Après l'acquisition par Sonos, il a joué un rôle déterminant dans l'intégration de la technologie Mayht originale (désormais appelée Sound Motion™) dans la barre de son la plus récente et la plus haut de gamme de Sonos, l'Arc Ultra.

Alors que les transducteurs traditionnels constituent un élément audio de base dont les bonnes pratiques de conception ont fait leurs preuves, la technologie des transducteurs Mayht a servi de feuille blanche aux ingénieurs de Sonos pour réimaginer ce qui était possible. Pour ce faire, l'équipe d'ingénierie avait besoin d'une plateforme de conception qui favorise la collaboration et puisse prendre en charge une myriade de cycles d'itération. Les systèmes de CAO basée sur des fichiers traditionnels sur site n'étaient pas alignés avec le niveau d'agilité et de flexibilité dont l'équipe chargée des transducteurs avait besoin pour redoubler d'efforts en matière d'expérimentation et de prototypage.

« Des technologies telles que le prototypage rapide, le fraisage CNC et l'impression 3D accéléraient les cycles en génie mécanique, mais les outils logiciels utilisés par la plupart des ingénieurs étaient dépassés », explique van Apeldoorn. « Onshape était un outil très apprécié pour accélérer l'innovation matérielle. »

Onshape favorise la rapidité et la flexibilité de l'expérimentation

Une fois intégrés à Sonos, ils n'ont guère eu envie de perturber les flux de travail d'ingénierie. L'équipe Mayht a reçu le feu vert pour continuer à utiliser Onshape, au moins pendant un certain temps. Aujourd'hui, même si l'organisation de développement est principalement standardisée sur le logiciel de CAO Siemens NX, l'équipe de transducteurs basée aux Pays-Bas reste attachée à Onshape, attirée par des avantages clés tels que la collaboration, le prototypage rapide et la flexibilité de conception.

Alors que l'équipe a commencé à repenser la conception des transducteurs pour les adapter aux produits Sonos existants et futurs, la capacité à accélérer les expérimentations était essentielle. L'un des projets clés, la barre de son Sonos Arc Ultra, a nécessité une conception totalement nouvelle, ce qui a permis de placer la barre d'outils permettant de promouvoir l'itération et la collaboration en matière de conception.

« C'était à nouveau comme une toile vierge : il n'y avait pas de pratiques normalisées ni d'accord sur la forme des différentes pièces », explique van Apeldoorn. « Nous devions rester flexibles et itératifs. »

Par exemple, le transducteur traditionnel avait la forme d'un cône ou d'un triangle ; pour la gamme Arc Ultra, l'équipe a opté pour une conception de transducteur rectangulaire qui correspondait davantage à l'empreinte allongée de la barre de son Sonos.

L'autre problème majeur était de trouver un concept de produit capable de passer à la production avec succès tout en respectant les critères de rendement de l'industrie. Le transducteur typique comprend près d'une douzaine de pièces, il était donc crucial de pouvoir l'assembler facilement.

« Nous devions être en mesure de concevoir des connexions entre toutes les pièces de manière à tenir compte des tolérances de chacune », explique Lars Wouterse, ingénieur senior en développement matériel pour Sonos et membre clé de l'équipe chargée des transducteurs.

Onshape a joué un rôle essentiel pour aider l'équipe à relever ces deux défis. Les fonctionnalités de branchement et de fusion de la plateforme ont permis à plusieurs personnes de travailler de manière fluide sur différentes parties de la conception du transducteur, et sur différentes conceptions, simultanément. Une fois le consensus atteint, les branches concernées ont été fusionnées, ce qui a permis à l'équipe de faire progresser la conception en parallèle tout en gardant une trace des relations entre les pièces et de l'orientation.

« Si la collaboration peut être instantanée et sans conflit, les choses se dérouleront beaucoup plus facilement », a déclaré Wouterse.

L'approche agile a contribué à la conception en vue de la fabricabilité tout en rationalisant le contrôle des versions en éliminant les conflits entre l'enregistrement et le départ. Cela était d'autant plus important que le transducteur comprenait environ 18 pièces uniques.

« Nous faisions la conception dans l'après-midi et nous faisions fonctionner les imprimantes 3D pendant la nuit », explique Wouterse. « Nous collections les pièces le matin, construisions les prototypes, effectuions des mesures, tirions les leçons de ces prototypes et mettions en œuvre les leçons apprises lors du prochain cycle de conception afin que la boucle se poursuive. »

Une symphonie de flux de travail de conception efficaces

En tant que plateforme basée sur le cloud, la capacité d'Onshape à rendre toutes les conceptions et fonctionnalités de conception disponibles sur un appareil mobile a constitué un autre atout important pendant la phase de production. Les équipes d'ingénierie et les chaînes de production étant basées dans différents fuseaux horaires, Onshape permet à chacun d'accéder aux fichiers CAO où qu'il se trouve, ce qui permet des vérifications rapides de dégagement sur les pièces ou les assemblages avant la production à grande échelle. Comme Onshape était plus accessible et utilisable par un plus large éventail de personnes, il a également permis de mieux se concentrer sur les conceptions, contribuant ainsi à la résolution de problèmes et à l'optimisation.

Les fonctionnalités de Branches et de fusion d'Onshape ont eu le plus grand impact sur les flux de conception, réduisant de 30 % le temps nécessaire à l'élaboration d'une solution optimisée.

« Comme la mise à l'essai de nouvelles idées n'a pas perturbé la branche principale, cela nous a incités à essayer toutes les idées qui nous venaient à l'esprit », explique van Apeldoorn.

Les fonctionnalités de simulation intégrées d'Onshape ont encore rationalisé la collaboration, permettant aux équipes d'effectuer plusieurs analyses sans avoir à changer de logiciel ou à effectuer des transferts fastidieux. L'exploitation des capacités avancées d'Onshape a permis de tripler la capacité de conception du groupe sans avoir à ajouter d'autres ingénieurs à l'équipe chargée des transducteurs. Il y a encore deux ans, une équipe de trois ingénieurs était requise pour développer un transducteur ; aujourd'hui, grâce à la méthode d'assemblage descendante d'Onshape et à la méthode de simulation native (en particulier l'analyse modale), un ingénieur peut concevoir et simuler lui-même tout en réduisant de moitié les cycles d'itération.

L'amélioration des fonctionnalités de contrôle des versions a également permis d'accélérer les flux de conception. Les fonctionnalités de gestion des versions d'Onshape permettent à un seul ingénieur de garder une vue d'ensemble claire de chaque pièce et de chaque assemblage, même lors de la publication de plus de 15 pièces. L'amélioration des compétences en dessin 2D a également rationalisé la gestion des versions, a déclaré Wouterse.

« Si vous pouvez rester dans le flux d'ingénierie, cela facilitera les choses », a-t-il ajouté.

La fiabilité globale d'Onshape (Wouterse et son équipe n'ont connu aucun temps d'arrêt et n'ont jamais perdu de travail), la rentabilité et la rapidité de l'assistance ont contribué à la capacité de Sonos à redoubler d'efforts en matière d'expérimentation. Pour l'avenir, Wouterse attend à davantage d'automatisation et de fonctionnalités de script, en utilisant Onshape pour automatiser le travail banal afin de pouvoir se concentrer sur ce qui est au cœur de la mission de Sonos.

« Si nous mettons tout cela en place, nous pouvons consacrer moins de temps à des tâches répétitives et plus de temps à la résolution et à l'innovation », a déclaré Wouterse. « Onshape vous permet de profiter de tout ce qu'est l'ingénierie. Cela rend le travail plus amusant. »