ROSENHEIM (ue) - Auch kuenftig will der Schuster bei seinen Leisten bleiben - dass dieses Traditionswerkzeug demnaechst jedoch eher virtuell verwendet wird, dafuer soll das vom Bundesforschungsministerium gefoerderte Projekt "Shoe-CAM" sorgen. Das im Kern aus einer 3D-CAD-Loesung bestehende Integrationskonzept wurde nun beim Rosenheimer Schuhfabrikanten Gabor praesentiert.
Unterschiedlichste Modestroemungen zwingen die Schuhindustrie dazu, dem Handel in immer kuerzeren Abstaenden umfangreiche Kollektionen anzubieten. Die Grossserienfertigung der vergangenen Jahre ist passe, Variantenvielfalt in kleinen Losgroessen tritt an ihre Stelle. Damit ist die Zeit zu einem der kritischsten Wettbewerbsfaktoren dieser Branche geworden.
Fuer Gabor-Mitarbeiter Hubert Hunger, Leiter der technischen Modellabteilung, sieht die typische Situation der Schuhhersteller so aus: In der Fertigung haben viele Unternehmen einen hohen technischen Stand erreicht, auch die Verwaltung verfuegt meist ueber eine leistungsfaehige DV - die Modellentwicklung ist dagegen hinter dem Fortschritt zurueckgeblieben. Dabei sei gerade dieser Bereich entscheidend fuer das Betriebsergebnis. Etwa 75 Prozent der gesamten Produktkosten werden im Rahmen der Modellentwicklung (Kollektionserstellung, Kalkulation etc.) fixiert und sind anschliessend nur noch geringfuegig korrigierbar.
Die Einfuehrung von dreidimensionalem CAD mit Freiformflaechen und Volumenmodellierung in der Schuhkonstruktion verspricht daher einen wesentlich rationelleren Weg, um zum fertigungsreifen Produktionsmodell zu gelangen. Hunger hofft, dass damit das "Modellschnitzen mit Messer und Papier bald der Vergangenheit angehoert". Bislang setzt die Schuhindustrie lediglich auf zweidimensionales CAD zur Produktfertigung - Gabor seit 1988. Der eigentliche Modellentwurf entsteht am realen Leisten, einem Grundkoerper (Passform), um den herum der Schuh gestaltet wird. Das Design eines Musterschuhs wird auf die Flaeche projiziert, um die Umrisse der einzelnen Lederschnitte fuer das 2D-System digitalisieren zu koennen.
Welches Rationalisierungspotential sich hinter der manuellen Gestaltung eines Musterschuhs verbirgt, wird deutlich, wenn man sich die Produktionsdaten bei Gabor vor Augen haelt. Der auf Damenschuhe spezialisierte Hersteller fertigt taeglich 25000 Paar Schuhe, verteilt auf den Stammsitz in Rosenheim und auf die Werke in Oesterreich und Portugal. Mittlerweile werden acht Kollektionen pro Jahr auf den Markt gebracht, die insgesamt rund 300 verschiedene Modelle umfassen. Dafuer muss jeweils ein Musterschuh angefertigt werden. Ein solcher Prototyp kostet etwa 500 Mark.
Diese handgefertigten Modelle lassen sich auch mit 3D-CAD nicht ersetzen, ihre Anzahl wird aber erheblich reduziert. Denn Tatsache ist, dass viele Entwuerfe bereits im Vorfeld wieder verworfen werden. Weit mehr Bedeutung als dieser Kosteneffekt hat die Zeiteinsparung, die sich aus der Einfuehrung von 3D-CAD ergibt. Im Idealfall kann heute ein kompletter Schuh von der Idee bis zum fertigen Modell einschliesslich Kalkulation innerhalb eines Arbeitstages produziert werden.
Mit der Umsetzung von 3D-CAD hat Gabor eine Art Vorreiterrolle in der Branche uebernommen. Das rund drei Millionen Mark teure und zur Haelfte vom Bundesforschungsministerium finanzierte Projekt umfasste die Entwicklung sowie Integration von 3D- und 2D-CAD in die Unternehmensablaeufe der Schuhindustrie. Darin eingeschlossen wurden unter anderem:
- die Digitalisierung von 3D-Objekten wie den Leisten und die Ueberfuehrung der Daten in den Modellierbereich,
- die Kalkulation der Modelle zu einem moeglichst fruehen Zeitpunkt,
- das direkte Schneiden der Flaechenmaterialien ohne Zusatzbearbeitung sowie
- die hausinterne Systemvernetzung und die unternehmensweite Datenuebertragung via Satellit.
Als Systementwickler beteiligte sich die Muenchner Rodata Communication Technology (RCT) an dem Projekt. Die Firma durchforstete zunaechst den Markt nach einer fuer das Vorhaben geeigneten Standardversion eines 3D-Modellers. Dabei zeigte sich, dass die untersuchten Systeme fuer die Belange der Schuhindustrie nicht ausreichend abwaertskompatibel waren. Im Gegensatz zur mechanischen Konstruktion, wo die 2D-Zeichnung haeufig in das 3D- Modell ueberfuehrt wird, um damit an die Maschinensteuerung zu gehen, verhaelt es sich in der Schuhherstellung genau umgekehrt: Zunaechst arbeiten die Modelleure am Koerper, anschliessend werden die Ergebnisse mit moeglichst geringer Verzerrung auf ihre 2D- Grundformen projiziert (die Branche spricht vom "Abwickeln").
Dieser Weg ist vorgegeben, da Leder als flaechiger Werkstoff einen zweidimensionalen Zuschnitt erfordert. Die Integration von 2D und 3D muss dabei soweit reichen, dass die Auswirkungen technisch notwendiger Korrekturen im 2D-Bereich sofort auch im Designmodell sichtbar werden.
RCT programmierte nach der erfolglosen Suche einen hauseigenen CAD-Modeller, der sich ueber grafische 4GL-Tools an branchenspezifische Gegebenheiten anpassen laesst.
Das Ergebnis war schliesslich eine Unix-Software, die permanent im 3D-Modus laeuft, auch wenn 2D-Grafiken bearbeitet werden, so dass der 3D-Ursprung an allen grafischen Elementen staendig mitgefuehrt wird. Das System ist fuer einen Mehrbildschirm-Arbeitsplatz ausgelegt. Fuer diese Systemkonstellation kommen bislang laut RCT allenfalls drei Hardwareplattformen in Frage: Neben den bei Gabor eingesetzten SNI-Rechnern (PCE-Reihe) sind dies Workstations von HP und Unisys.
Zur Digitalisierung der 3D-Objekte - es muessen immerhin rund 60 Leisten pro Kollektion vermessen werden - waehlte man bei RCT zunaechst einen Dienstleister, der mit einem halbautomatischen Zeiss-System arbeitet. Dabei faehrt eine Abtastmaschine mit Messfuehlern ueber die vordefinierten Bezierflaechen des Objekts. Dieses Verfahren erwies sich als genau, aber auch recht teuer. In Zukunft soll die Vermessung ueber Photogrammetrie, eine optische Methode mit Passivlicht, erfolgen.
Als Kooperationspartner fuer diesen Projektbereich wurde die Firma Rheinmetall Jenaoptik optical Metrology (RJM) ausgesucht. Erste Digitalisierungsversuche dort erwiesen sich jedoch als nicht so einfach wie zunaechst angenommen. Die Kollegen seien recht gelassen an diese Aufgabe herangegangen, mussten jedoch bald feststellen, dass es sich bei einem Leisten um ein unerwartet kompliziertes Gebilde mit keinerlei Regelgeometrie handelt, beschreibt Entwicklungsleiter Karl Huber von RCT die Startschwierigkeiten.
Die Anfangsprobleme sind inzwischen geloest, das Programm arbeitet mit einem hinreichend genauen und reproduzierbaren Messablauf. Als besonderer Vorteil der beruehrungsfreien Photogrammetrie gilt, dass sich im Gegensatz zur Abtastmethode nicht nur glatte Oberflaechen erfassen, sondern auch die Konturelemente (Designlinien) eines Modells vermessen lassen. Der Zeitaufwand zur Digitalisierung einer Designlinie betraegt etwa zehn bis 15 Minuten.
Das in die CAD-Loesung integrierte Modul zur sogenannten Trendkalkulation ermoeglicht die Pruefung der Wirtschaftlichkeit zu Beginn einer Kollektionsplanung, so dass Modelle etwa aufgrund des zu hohen Preises schon fruehzeitig ausgeschlossen werden koennen. Die Kalkulationskomponente arbeitet mit den vom CAD-System ermittelten Daten wie Materialien, Materialflaechen, Schmuckteilen, Sohlen und Absaetzen sowie mit Standardverfahren und Regelwerken der Schuhindustrie. Hinzu kommen die Lohndaten pro Zeiteinheit, um die Herstellungskosten fuer einen bestimmten Produktionsstandort zu ermitteln.
Die notwendigen Materialdaten lassen sich ueber eine LAN-Verbindung mit der kommerziellen Unternehmens-DV austauschen. Bei Gabor ist dies ein PPS-System auf einer AS/400, dessen Kopplung mit dem CAD- Bereich via Ethernet hergestellt wurde. Da ein Online-Link zwischen den beiden Welten aufgrund der komplizierten Systemeigenschaften der IBM-Plattform zu aufwendig gewesen waere, wird das Update der Daten taeglich einmal ueber Referenzdateien durchgefuehrt.
COS ersetzt Schablone und Stanzmesser
Eine RCT-Entwicklung ist das computeroptische Schneidesystem (COS). Es ermoeglicht den direkten Zuschnitt des Leders ohne Schablonen oder Stanzmesser. Dabei werden die im CAD-Bereich modellierten Materialkonturen ueber einen Beamer als Lichtumrisse bereitgestellt und flaechendeckend auf dem Leder ausgelegt. Die mit der Positionierung festgelegten Koordinaten gelangen anschliessend zur Schneidemaschine.
Das Gesamtsystem wurde auf Client-Server-Basis fuer Unix- Workstations und relationale Datenbanken konzipiert. Bei Gabor ist eine Informix-Loesung im Einsatz, das juengste Upgrade 6.0 dieses DBMS wartet darauf, installiert zu werden. Nach Auffassung von RCT handelt es sich bei diesem Release um das einzige derzeit verfuegbare Datenbank-Tool, das komplette Bilddateien verwaltet und nicht nur die Zeiger, die darauf verweisen.
Mit der Umsetzung des im Jahr 1991 begonnenen Projekts wurde als dritter Partner die Berliner Gesellschaft fuer Arbeitsorganisa-
tion und Technik mbH (GAT) beauftragt. In ihren Aufgabenbereich fielen unter anderem die Analyse von Arbeitsablaeufen, die Entwicklung der Benutzer-Schnittstelle zum CAD-System und die Schulung des Personals. Aehnlich wie in anderen Unternehmen musste man auch bei Gabor die Erfahrung machen, dass besonders bei den aelteren Mitarbeitern Beruehrungsaengste gegenueber der neuen DV auftraten. Fuer Gabor besonders problematisch war, dass hiervon auch entscheidende Positionen in den Bereichen Entwurf und Design betroffen waren, dem eigentlichen Kapital eines Schuhherstellers. Erst zahlreiche Gespraeche und Diskussionen sowie ein entsprechend gestaltetes Qualifizierungskonzept konnten nachhaltige Projektverzoegerungen verhindern.
Systemanforderung
Die Hardwarevoraussetzungen fuer Autocad 13 differieren je nach den fuer DOS, Windows oder Windows NT eingesetzten Versionen. Als Mindestanforderungen fuer den Arbeitsspeicher empfiehlt der Hersteller 12 MB (DOS), 16 beziehungsweise 20 MB (NT), auf der Festplatte werden ab 60 MB (ab 70 MB fuer Windows) benoetigt. Autocad 13 wird als deutsches Release zusammen mit Autovision 2.0 voraussichtlich ab Mitte Dezember verfuegbar sein, die uebrigen Module Autocad Designer 1.1, Autosurf 2.1 und die Data Extensions 2.0 folgen schrittweise im ersten Halbjahr des kommenden Jahres. Der Preis fuer Version 13 betraegt knapp 10000 Mark, die CD-ROM- Variante liegt 300 Mark darunter. Das Update von Version 12 auf 13 soll 1500 Mark kosten.