Sonos raggiunge i massimi livelli di innovazione con Onshape

La sperimentazione e l'innovazione del progetto sono musica per le orecchie degli ingegneri Sonos che mirano ad armonizzare la ricerca di soluzioni audio di alta qualità con flussi di lavoro e strumenti che accelerino il time-to-market.

Il leader mondiale della tecnologia audio, specializzato in altoparlanti wireless e sistemi home theater, ha aperto la strada al concetto di soluzioni audio multiroom intuitive e facili da integrare. La sua missione è rendere l'audio della massima qualità universalmente accessibile rispetto ai sistemi audio tradizionali che sono in genere difficili da usare e non sono compatibili in modo affidabile con i moderni servizi di streaming musicale. Sonos è noto per la sua facilità di espansione, che consente di aggiungere altoparlanti e componenti aggiuntivi a piacimento tramite la connettività WiFi standard. Questa architettura flessibile è diventata un punto di forza fondamentale per i clienti che desiderano far crescere il proprio ecosistema audio sia all'interno che all'esterno della casa.

L'acquisizione di società che promuovono l'innovazione della tecnologia audio è stata fondamentale per il portafoglio di prodotti e la strategia di crescita di Sonos. Nel 2022, Sonos ha acquistato Mayht Holding BV, un'azienda con sede nei Paesi Bassi che adotta un approccio rivoluzionario ai trasduttori audio, un elemento fondamentale per la creazione del suono. Il contributo di Mayht è stato reinventare il progetto dei trasduttori per renderli più piccoli e leggeri. L'integrazione della tecnologia e del talento ingegneristico chiave di Mayht nei ranghi tecnici di Sonos ha fornito un'opportunità chiave per ampliare il portafoglio di prodotti Sonos con un suono di qualità superiore, offrendo al contempo nuove soluzioni di altoparlanti in fattori di forma fantasiosi.

La tecnologia di Mayht ha ridotto drasticamente le dimensioni del trasduttore di quattro o cinque volte e, una volta parte di Sonos, l'obiettivo era quello di adattare quei primi prodotti e prove di concetto a una linea di elettronica di consumo che potesse essere prodotta in serie a costi contenuti.

«Stavamo facendo molta ricerca, sviluppo e prototipazione: ora siamo la divisione di ricerca hardware di Sonos», ha spiegato Naphur van Apeldoorn, senior manager, ingegneria dello sviluppo hardware, che è arrivato in Sonos tramite l'acquisizione di Mayht. Mentre era in Mayht, Van Apeldoorn era responsabile dell'espansione del portafoglio di trasduttori e della produzione di massa della tecnologia. Dopo l'acquisizione da parte di Sonos, è stato determinante nell'inserire la tecnologia Mayht originale (ora chiamata Sound Motion™) nella soundbar più recente e premium di Sonos, l'Arc Ultra.

Mentre i trasduttori tradizionali sono un elemento audio di base con best practice di progettazione comprovate, la tecnologia dei trasduttori Mayht è stata una tabula rasa per gli ingegneri Sonos per reinventare ciò che è possibile. Per farlo, il team di ingegneri aveva bisogno di una piattaforma di progettazione che favorisse la collaborazione e potesse supportare una miriade di cicli di iterazione. I tradizionali sistemi CAD on-premise e CAD basato su file non erano in linea con il livello di agilità e flessibilità di cui il team di trasduttori aveva bisogno per raddoppiare la sperimentazione e la prototipazione.

«Tecnologie come la prototipazione rapida, la fresatura CNC e la stampa 3D stavano velocizzando i cicli nell'ingegneria meccanica, ma gli strumenti software utilizzati dalla maggior parte degli ingegneri erano obsoleti», ha affermato van Apeldoorn. «Onshape è stato uno strumento molto gradito per accelerare l'innovazione dell'hardware».

Onshape favorisce una sperimentazione rapida e flessibile

Una volta entrati a far parte di Sonos, c'era poca propensione a interrompere i flussi di lavoro ingegneristici. Al team Mayht è stato dato il via libera per continuare a utilizzare Onshape, almeno per un periodo di tempo. Oggi, anche se l'organizzazione di sviluppo è principalmente standardizzata sul software CAD Siemens NX, il team di trasduttori con sede nei Paesi Bassi rimane fedele a Onshape, attratto da vantaggi chiave come collaborazione, prototipazione rapida e flessibilità di progettazione.

Quando il team ha iniziato a reimmaginare il progetto del trasduttore per adattarlo ai prodotti Sonos esistenti e futuri, la capacità di accelerare la sperimentazione era fondamentale. Un progetto chiave, la soundbar Sonos Arc Ultra, richiedeva un pensiero progettuale totalmente nuovo, che alzava il livello di un set di strumenti che promuovesse l'iterazione e la collaborazione del progetto.

«Era di nuovo come una tela pulita: non c'erano pratiche standardizzate o accordi sulla forma delle diverse parti», ha spiegato van Apeldoorn. «Dovevamo rimanere flessibili e iterativi».

Ad esempio, il trasduttore tradizionale aveva una forma conica o triangolare; per la linea Arc Ultra, il team ha ottenuto un design del trasduttore rettangolare più in linea con l'impronta allungata della soundbar Sonos.

L'altro problema principale era l'elaborazione di un concetto di prodotto in grado di scalare con successo fino alla produzione rispettando al contempo il benchmark di rendimento del settore. Il trasduttore tipico è composto da quasi una dozzina di parti, quindi la necessità di un facile assemblaggio era fondamentale.

«Dovevamo essere in grado di progettare le connessioni tra tutte le parti in modo da poter tenere conto delle tolleranze di ciascuna», ha spiegato Lars Wouterse, ingegnere senior dello sviluppo hardware di Sonos e membro chiave del team dei trasduttori.

Onshape è stato essenziale per aiutare il team ad affrontare entrambe queste sfide. Le funzionalità di Branching e fusione della piattaforma hanno consentito a più persone di lavorare senza problemi su diverse parti del progetto del trasduttore e su diversi progetti contemporaneamente. Una volta raggiunto il consenso, le filiali pertinenti sono state unite, consentendo al team di portare avanti il progetto in parallelo, tenendo traccia delle relazioni e dell'orientamento delle parti.

«Se la collaborazione può essere istantanea e senza conflitti, rende le cose molto più fluide», ha detto Wouterse.

L'approccio agile ha contribuito al Design for Manufacturability e allo stesso tempo ha semplificato il controllo delle versioni eliminando i conflitti tra check-in e check-out. Ciò era particolarmente importante poiché il trasduttore era composto da circa 18 parti uniche.

«Stavamo progettando nel pomeriggio e facevamo funzionare le stampanti 3D durante la notte», ha spiegato Wouterse. «Raccoglievamo le parti al mattino, costruivamo i prototipi, eseguivamo le misurazioni, imparavamo da quei prototipi e implementavamo le conoscenze nel ciclo di progetto successivo in modo che il ciclo continuasse».

Una sinfonia di flussi di lavoro di progetto efficienti

Essendo una piattaforma basata su cloud, la capacità di Onshape di rendere disponibili tutti i progetti e le funzionalità di progettazione su un dispositivo mobile è stata un'altra risorsa importante durante la fase di produzione. Con i team di ingegneri e le linee di fabbrica dislocate in fusi orari diversi, Onshape ha consentito a chiunque di accedere ai file CAD ovunque si trovasse, consentendo rapidi controlli di tolleranza su parti o assiemi prima della produzione su larga scala. Poiché Onshape era più accessibile e utilizzabile da una gamma più ampia di persone, consentiva anche di avere più occhi sui progetti, aiutando nella risoluzione dei problemi e nell'ottimizzazione.

Le funzionalità di Branching e fusione di Onshape hanno avuto il maggiore impatto sui flussi di lavoro di progetto, riducendo il tempo necessario per trovare una soluzione ottimizzata fino al 30%.

«Poiché provare nuove idee non ha sconvolto la filiale principale, ci ha incentivato a provare tutte le idee che ci sono venute in mente», ha detto van Apeldoorn.

Le funzionalità di simulazione integrate di Onshape hanno ulteriormente semplificato la collaborazione, consentendo ai team di eseguire più analisi senza il ritardo dovuto al cambio di software o agli ingombranti passaggi di consegna. Lo sfruttamento delle capacità avanzate di Onshape ha triplicato la capacità di progettazione del gruppo senza dover aggiungere altri ingegneri al team dei trasduttori. Fino a due anni fa, era necessario un team di tre ingegneri per sviluppare un trasduttore; oggi, utilizzando il metodo di assemblaggio top-down e il metodo di simulazione nativo di Onshape (in particolare l'analisi modale), un ingegnere può progettare e simulare autonomamente dimezzando i cicli di iterazione.

Le migliori funzionalità di controllo delle versioni hanno inoltre portato a flussi di lavoro di progettazione più rapidi. Le funzionalità di Release Management di Onshape consentono a un singolo tecnico di mantenere una chiara panoramica di ogni parte e assemblaggio anche durante il rilascio di più di 15 parti. Le migliori capacità di disegno 2D hanno anche semplificato la Release Management, ha affermato Wouterse.

«Se riesci a rimanere nel flusso ingegneristico, questo rende le cose più fluide», ha aggiunto.

L'affidabilità complessiva di Onshape (WouterSE e il team non hanno subito interruzioni e non hanno mai perso il lavoro), l'efficacia dei costi e il supporto rapido sono stati fondamentali per la capacità di Sonos di raddoppiare la sperimentazione. Guardando al futuro, Wouterse non vede l'ora di aumentare l'automazione e le funzionalità di scripting, utilizzando Onshape per automatizzare il lavoro banale in modo da potersi concentrare su ciò che è fondamentale per la missione di Sonos.

«Se riusciamo a far funzionare tutto questo, possiamo dedicare meno tempo alle attività ripetitive e più tempo alla risoluzione e all'innovazione», ha affermato Wouterse. «Onshape ti consente di goderti tutto ciò che è ingegneria. Rende il lavoro più divertente».