Es ist ein zentraler Bestandteil der Strategie von Sonos, innovative Unternehmen im Bereich der Audiotechnologie zu übernehmen. 2022 erwarb das Unternehmen die niederländische Mayht Holding. Sie verfolgt einen revolutionären Ansatz bei der Entwicklung von Schallwandlern und konnte deren Größe um das Vier- bis Fünffache reduzieren.
Die Integration dieser Technologie und der wichtigsten Ingenieurstalente eröffnete Sonos die Gelegenheit, sein Produktportfolio mit höherer Klangqualität weiterzuentwickeln und Lautsprecherlösungen in neuartigen Formfaktoren auf den Markt zu bringen. Hierfür galt es jedoch, die frühen Produkte und Proof-of-Concepts von Mayht zu einer Produktlinie zu skalieren, die sich kostengünstig in Serie produzieren lässt.
Flexible Entwicklungsprozesse statt starrer CAD-Workflows
Hierfür benötigte das Engineering-Team eine Entwicklungsplattform, die Zusammenarbeit fördert und unzählige Iterationszyklen unterstützt. Die herkömmlichen, lokal installierten und Datei-basierten CAD-Systeme boten nicht die nötige Agilität und Flexibilität. „Technologien wie Rapid Prototyping, CNC-Fräsen und 3D-Druck beschleunigten die Zyklen im Maschinenbau, aber die Softwaretools, die die meisten Ingenieure nutzten, waren veraltet“, erklärt Naphur van Apeldoorn, Senior Manager Hardware Development Engineering. „Onshape war deshalb ein äußerst willkommenes Werkzeug, um Hardware-Innovationen zu beschleunigen.“ Onshape ist die Cloud-native Produktentwicklungsplattform von PTC, die CAD-Funktionen mit integriertem Product Data Management (PDM) verbindet.
Van Apeldoorn war bei Mayht dafür verantwortlich, das Schallwandler-Portfolio auszubauen und die Technologie massenmarkttauglich zu machen. Bei Sonos spielte er dann eine entscheidende Rolle dabei, diese Technologie (heute Sound Motion™) in Sonos’ neueste und hochwertigste Soundbar, die Arc Ultra, zu integrieren. Obwohl die Entwicklungsorganisation von Sonos hauptsächlich auf Siemens-NX-CAD-Software standardisiert ist, bleibt das Transducer-Team Onshape treu.
Schneller experimentieren, schneller innovieren
Bei der Anpassung des Schallwandler-Designs an die Sonos-Produkte war das schnelle Durchführen von Experimenten entscheidend. „Es gab keine standardisierten Vorgehensweisen oder Einigkeit über die Form verschiedener Komponenten“, schildert van Apeldoorn. So waren klassische Schallwandler beispielsweise meist konisch oder dreieckig, für die Arc-Ultra-Serie wählte das Team ein rechteckiges Design, das zur Bauform der Soundbar passte. „Wir mussten flexibel bleiben und iterativ arbeiten.“
Eine weitere Herausforderung bestand darin, ein Produktkonzept zu entwickeln, das sich erfolgreich auf die Serienfertigung übertragen ließ und gleichzeitig die branchenüblichen Anforderungen an die Fertigungsausbeute erfüllte. Weil ein typischer Schallwandler aus fast einem Dutzend Teilen besteht, war eine einfache Assemblierung entscheidend. „Wir mussten die Verbindungen zwischen allen Komponenten so konstruieren, dass auch die jeweiligen Toleranzen berücksichtigt werden konnten“, erläutert Lars Wouterse, Senior Hardware Development Engineer bei Sonos.
Dazu hat Onshape entscheidend beigetragen. Den größten Einfluss auf die Design-Workflows hatten die Branching- und Merging-Funktionen: Sie verkürzten die Zeit bis zur Entwicklung einer optimierten Lösung um bis zu 30 Prozent. Denn mehrere Personen konnten zeitgleich an verschiedenen Teilen des Wandler-Designs – und sogar an unterschiedlichen Designvarianten – arbeiten. „Das Ausprobieren neuer Ideen hat den Haupt-Branch nicht beeinträchtigt. Das hat uns richtig motiviert, alle Ideen auszuprobieren, die uns einfielen“, ergänzt van Apeldoorn. Waren sich die Entwickler einig, wurden die entsprechenden Branches zusammengeführt. So konnte das Team die Entwicklung parallel vorantreiben und gleichzeitig die Beziehungen und Ausrichtung der Teile im Blick behalten.
Dieser agile Ansatz unterstützte nicht nur die fertigungsgerechte Konstruktion. Er vereinfachte auch die Versionskontrolle, weil Konflikte durch Check-in- und Check-out-Prozesse entfielen. „Wir entwarfen nachmittags und ließen die 3D-Drucker über Nacht laufen“, berichtet Wouterse. „Am nächsten Morgen bauten wir die Prototypen, führten Messungen durch und setzten die Erkenntnisse daraus gleich im nächsten Designzyklus um.“ Das heißt: Die Designiterationen fanden über Nacht statt, anstatt Tage oder Wochen zu benötigen, wie das früher der Fall war.
Cloud-basierte Zusammenarbeit über Zeitzonen hinweg
Die Konstruktionsteams und Fertigungslinien befanden sich in unterschiedlichen Zeitzonen. Da war es ein weiterer Vorteil, dass Onshape als Cloud-basierte Plattform alle Entwürfe und Konstruktionsfunktionen an jedem Standort und auch auf mobilen Geräten verfügbar macht. So konnten Freigabeprüfungen von Bauteilen oder Baugruppen schnell durchgeführt werden, bevor die Serienproduktion startete.
Weil die Entwicklungsplattform für einen größeren Personenkreis leicht zugänglich und nutzbar war, konnten mehr Beteiligte die Designs prüfen, was die Problemlösung und Optimierung zusätzlich unterstützte. Durch die integrierten Simulationsfunktionen konnten die Teams mehrere Analysen durchführen, ohne durch Softwarewechsel oder Übergaben Zeit zu verlieren. So konnte das Team seine Entwicklungskapazität verdreifachen: Bis vor zwei Jahren waren drei Ingenieure erforderlich, um einen Schallwandler zu entwickeln, heute kann dank der Top-Down-Assembly-Methode und der nativen Simulationsfunktionen, vor allem der Modalanalyse, ein einzelner Ingenieur das Design und die Simulation allein durchführen und gleichzeitig die Iterationszyklen halbieren.
Auch die optimierten Funktionen zur Versionskontrolle haben zu schnelleren Design-Workflows geführt: Mit den Release-Management-Funktionen kann ein Ingenieur selbst bei der Freigabe von 15 Teilen und mehr stets den Überblick über jedes Teil und jede Baugruppe behalten.
Mit Automatisierung zu noch mehr Innovationskraft
Mit Blick auf die Zukunft freut sich Wouterse vor allem auf weitere Automatisierungs- und Feature-Scripting-Möglichkeiten. Ziel ist es, mit Onshape Routineaufgaben zu automatisieren. „Wenn wir das alles zum Laufen bringen, müssen wir weniger Zeit für sich wiederholende Aufgaben aufwenden und haben mehr Zeit für Problemlösung und Innovation“, so Wouterse. „Mit Onshape kann man all das genießen, was das Engineering ausmacht – die Entwicklung innovativer Bauteile, iterative Konstruktionszyklen und die Umsetzung von Ideen.“
