JP7205946B2 - 建築木工製品の自動製造 - Google Patents

Description

建築木工製品の製造には、現在、２つの基本的な市場ソリューションがある。これらには、主に、所定のサイズの製造ユニット、またはあまり自動化されていない方法による注文ユニットの製造が含まれる。第１の方法はより手頃な価格でありえるが、建設の現実は固定寸法のユニットが設置場所の全体寸法内に適合しない場合に、少なくとも両方の方法の組み合わせを必要とすることが多く、その結果、ユニット自体の購入および基本的な設置に付加的なデザインおよびコーディネートコストが生じる。空間における注文建築木工製品のデザイン及びコーディネートのような複雑なオブジェクト及び空間問題に対するソリューションをデザインすることは、製図及びモデル化ソフトウェアの使用を含むことができる。現在のソフトウェアソリューションは、かなりの製図の専門知識およびデザイン問題に精通していることを必要とすることがある。現在の技術を考慮するための最初の有効なソリューションを生成するのに必要な時間およびスキルは、注文建築木工製品へのアクセスにとって重大な障壁となりえる。自動化された方法を使用しない注文ユニットのデザインおよび製造は自動化された方法よりも手頃ではないかもしれないが、より高品質であるかもしれない。従って、カスタマイズ可能な寸法と妥当なコストを有する高品質でオーダーメイドの建築木工製品を作成するための自動化されたデザインと製造プロセスを開発することが望ましいであろう。

注文寸法のオーダーメイド建築木工製品を製造するためのシステムと方法であり、木材ジョイントのデザインと個々の建築木工製品ユニットの全体的な構造デザイン内にそれらを展開するためのシステム、オンラインデザイン（自動デザイン補助装置を含む）と注文、機械語の自動書き込み、ロボットパーツの準備、および現場での設置の簡素化を含む。注文建築コンポーネントを製造するためのデジタルコードの自動化と生成により、この方法は分散型製造センターの形成を可能にする。この方法により、最小限の再加工および/または訓練で、これらのセンターは、従来の注文木工製品工場よりも効率的かつ効果的に木工製品を製造することができる。

本発明の実施形態の利点はその例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになり、その説明は、同様の数字が同様の要素を示す添付の図面と併せて考慮されるべきである。
注文寸法のオーダーメイドの建築木工製品を製造するためのプロセスの例示的な図を示す。 プロセスにおけるユニットの例示的な実施形態を示す。 プロセスにおける棚を有するユニットの例示的な実施形態を示す。 プロセスにおけるセットの例示的な実施形態を示す。 プロセスにおけるデザイン補助の例示的な実施形態を示す。 プロセスにおける例示的なエッジタイプを示す。 プロセスにおける代表的なジョイントタイプを示す。 プロセスにおける例示的なＣＮＣマシンを示す。 プロセスにおける例示的なユニットアッセンブリを示す。 プロセスにおける例示的な設置を示す。 プロセスの例示的なプロジェクトおよびパラメータを示す。 プロセスの例示的なプロジェクトおよびパラメータを示す。 プロセスの例示的なコード化されたエッジタイプを示す。 プロセスの例示的なコード化されたエッジタイプを示す。 プロセスの例示的なコード化されたエッジタイプを示す。 プロセスを伴う分散製造の例示的な図を示す。 プロセスの例示的なジョイントタイプを示す。 プロセスの他の例示的なジョイントタイプを示す。 プロセスの他の例示的なジョイントタイプを示す。 プロセスの他の例示的なジョイントタイプを示す。 プロセスにおける例示的な機械語生成図を示す。 プロセスにおける予めプログラムされたパラメトリックユニットを作製するための例示的な図を示す。 プロセスにおける例示的なパラメトリックパーツＣＮＣジオメトリ計算を示す。 プロセスにおけるポイントオブジェクト間の距離に対するエッジごとの例示的なジョイントを示す。 プロセスの他の例示的なジョイントタイプを示す。 プロセスにおいて１つのエッジタイプおよび２つのジョイントタイプを有する例示的なパネルを示す。 プロセスにおける例示的なインテリアデザイン製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 例示的な建築システム製品を示す。 ジョイントタイプの例示的な実施形態を示す。 ２つの層を有するセットの例示的な実施形態を示す。 ３つの層を有するセットの例示的な実施形態を示す。 ４つの層を有するセットの例示的な実施形態を示す。 異なるセットの例示的な実施形態を示す。 サブセットの最大数および最小数に分割されたセットの例示的な実施形態を示す。 セット挿入機能の例示的な実施形態を示す。 セット削除機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 セット編集機能の例示的な実施形態を示す。 部屋のレイアウトの例示的な実施形態を示す。 部屋のレイアウトを生成するための例示的な方法を示す。 事前にプログラムされたレイアウトタイプの例示的な実施形態を示す。 壁レイアウトの例示的実施形態を示す。 壁デザインレイアウトを生成するための方法の例示的実施形態を示す。 壁デザインレイアウトを生成するための方法の例示的実施形態を示す。 セットを生成するための方法の例示的な実施形態を示す。 壁デザインレイアウトを生成するための方法の例示的実施形態を示す。 セットデザインを自動的に生成するための方法の例示的実施形態を示す。 個々のフィットネススコアを有する異なるセットの例示的な実施形態を示す。 セット生成機能の例示的実施形態を示す。 セット生成機能の例示的実施形態を示す。 セット編集機能の入力および出力の例示的な実施形態を示す。 デザイン問題を解決するための方法の例示的な実施形態を示す。

［詳細な説明］
本発明の態様は、本発明の特定の実施形態を対象とする以下の説明および関連する図面において開示される。本発明の精神または範囲から逸脱することなく、代替の実施形態を考案することができる。さらに、本発明の例示的な実施形態の周知の要素は本発明の関連する詳細を不明瞭にしないように、詳細に説明されないか、または省略される。さらに、本明細書で使用されるいくつかの用語の説明の理解を容易にするために、以下に説明する。

本明細書で使用される「例示的な」という語は「例示、例、または図示として機能する」を意味する。本明細書で説明される実施形態は限定的なものではなく、むしろ例示的なものに過ぎない。説明された実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではないことを理解されたい。さらに、用語「本発明の実施形態」、「実施形態」または「発明」は、本発明のすべての実施形態が、論じられた特徴、利点、または動作モードを含むことを必要としない。

さらに、多くの実施形態は例えば、コンピューティングデバイスの要素によって実行される一連の動作の観点から説明される。本明細書で説明される様々な動作は特定の回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））によって、１つ以上のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって、または両方のセット合せによって実行され得ることが理解されるのであろう。さらに、本明細書で説明されるこれらの一連の動作は実行時に、関連するプロセッサに本明細書で説明される機能を実行させる対応するコンピュータ命令のセットが記憶されている任意の形態のコンピュータ可読記憶媒体内で、完全に具現化されると考えることができる。したがって、本発明のさまざまな態様は、多くの異なる形態で実施することができ、それらのすべては、特許請求される主題の範囲内であると考えられている。さらに、本明細書で説明される実施形態の各々について、任意のそのような実施形態の対応する形態は、例えば、説明されるアクションを実行する「構成された論理」として本明細書で説明され得る。

例示的な実施形態により、また一般に図面を参照して、建築木工製品の自動化製造システムおよび方法を説明することができる。例示的な実施形態によれば、そのようなシステムおよび方法は、競争力のある価格で、より大きな保管空間および注文寸法を有する、より高品質の建築木工製品を製造することができる。製品の構造的完全性の向上は、木材ジョイントのデザインと、それらを建築木工製品ユニット内に展開するためのシステムによって達成され得る。注文寸法を有する木工製品ユニットは、ロボットパーツ準備のための機械語を自動的に計算するプロセスを通して効率的に作成される。その結果、注文建築製品は、標準的な形状およびサイズのユニットの大量生産に類似した効率で生産される。製造は地域センターのネットワークに（潜在的に既存のサードパーティショップと協調して、またはパートナーシップで）分散されることができ、輸送コストの効率化を実現し、会社が集中型製造センターよりも容易に市場の需要の変化に合わせて拡張および適応できるようにする。また、注文デザインパラメータから注文パーツ製造を完全に自動化する能力は、自動化されたオンライン顧客主導デザインツールの作成および実用化を通じて、より大きな効率を生み出すことができる。

例示的な実施形態によれば、製造プロセスを自動化して、カスタマイズ可能な寸法を有する高品質のオーダーメイドの建築木工製品を作成することができる。そのようなプロセスは所望のキャビネット、棚、自立型クローゼット、サイドボード、保管ボックス、およびバニティを含むが、これらに限定されない木工製品構造に適用可能でありえる。従来の工業的大量生産方法と比較して、この自動化された製造プロセスは、多くの利点を有し得る。例えば、寸法的に可変な木工製品の作成中に手作業による切断および測定を排除することができ、また、それは、効率的な顧客主導のデザインおよび設置技術の統合を可能にすることができる。

さらに、この製品は、従来のソリューションと比較して構造上の利点を有することができる。パーツを接続するために提案されたデザインを再現することは、時間がかかり、高度に熟練した大工を必要とし、従来のオーダーメイドの方法ではコストが法外である可能性がある。これらの接続部のデザイン、ならびにそれらが機械精度を有する大量生産プロセスに統合されるための方法は、より少ない材料（より多くの保管空間）を使用しながら、より大きな強度（より耐久性）の製品を提供し得る。

ここで例示的な図１、２、３、４および５を参照すると、図１は、注文寸法のオーダーメイドの建築木工製品を製造するためのプロセス１００の例示的な図を示している。例示的な実施形態によれば、プロセスは５つの主要な段階、すなわち、デザイン１１０、レビュー１２０、注文１３０、製造１４０、および設置１６０を含むことができる。例示的な実施形態では、木工製品の開発が顧客主導のプロジェクトとして開始し、設置のための注文木工製品ユニットのコーディネートセットの受け渡しで終了することができる。また、例示的な実施形態では、プロセスがウェブベースのインターフェースを提供することができ、顧客がデザインプロセスを主導することを可能にすることができ、ソフトウェアは木工製品を注文し、製造し、出荷し、設置するためのデータおよび文書を生成することができる。このようなプロセスは、従来の実施と比較して、全体的な労働力、時間、エラー、およびコストを低減する機会を提供できる。

プロセス１００は、デザイン段階１１０またはリペアインターフェース１０２のいずれかを開始するオプションから開始することができる。デザインインターフェース１１２は、直感的なユーザインターフェースを提示することができる。次いで、ユーザは、ユーザにデザイン支援を提供することができるユーザインターフェースを使用してプロジェクト１１４をデザインすることができる。次の例示的なステップでは、ユーザが所望の寸法などのプロジェクトパラメータ１１６（プロジェクトパラメータの例については図１１を参照）を入力することができる。

次に、レビュー段階１２０を開始することができる。レビュー段階１２０の第１の例示的なステップでは、ソフトウェアがユーザのプロジェクト１２２をモデル化することができる。次に、プロジェクトはレビューされてもよい（１２４）。顧客は、プロジェクトをウェブベースの２Ｄおよび／または３Ｄ表現としてレビューすることができる。さらなる実施形態は、顧客がバーチャルリアリティおよび拡張現実のフォーマトをレビューすることを可能にし得る。顧客の中には、家具がインターネット上でどのように見えるかに注意を払い、また、製品を直接見ようとする者もいる。バーチャルリアリティおよび拡張現実は、顧客があたかもプロジェクトが彼らの部屋にあるか、または彼らのすぐ前にあるかのようにプロジェクトを見ることを可能にし得る。顧客は、１つのフレーム内の各ユニット同様、すべてのセットおよびユニット、を含むプロジェクト全体を見ることができる。セットまたはユニットを分離することによって、ソフトウェアは、寸法および位置合わせなどのパラメータを調整するためのデザイン補助の使用を容易にする。次いで、顧客は、プロジェクトの注文デジタルモデルを、２Ｄおよび３Ｄフォーマットのコンピュータ支援デザイン（ＣＡＤ）ファイルとしてダウンロードすることができる。これは、ユニットまたはセットが統合されたより大きなプロジェクトのコーディネートを容易にする。さらなる例示的な実施形態では、縮尺化された３Ｄモデルが３Ｄ印刷のためのフォーマットでダウンロードされる。レビュー段階１２０の他の例示的なステップでは、顧客はプロジェクトデータ１２６を見ることができる。プロジェクトデータは、各ユニットの説明及びプロジェクトコストのような、注文前の最終的なレビュー及び承認のための情報を含むことができる。

次の例示的な段階では、製品が注文され（１３２）、注文段階１３０を開始することができる。顧客が注文１３２を発注すると、ソフトウェアは注文を処理することができる（１３４）。注文を処理（１３４）する際に、ソフトウェアは注文をオンラインアカウントに保存することができ、また、アッセンブリ１５６および設置１６０を容易にするために、参照として、アッセンブリデータ、設置データ、注文出荷データ、注文追跡データ、図面、モデル、および指示を生成することもできる。

注文段階１３２が完了した後、製造段階１４０を開始することができる。製造段階１４０の第１の例示的なステップでは、製造データが計算されてもよい（１４２）。製造データが図１８にさらに示される。製造データはマテリアルリスト１４４を生成し、切断、ルーティング、エッチング、フライス削り、鋸引き、曲げ、成形、溶接、ピン止め、接着、テープ止め、研磨、塗装、仕上げ、保持、搬送、ピッキング、および／または配置機械操作（ＣＮＣマシンなど）を指示するための機械語を生成することができ（１４６）、アッセンブリデータ１４８を提供することができ、設置プロセスを容易にするためのデータを提供することができる。例示的な組み立てデータは、パーツの追跡、パーツの向き、パーツの順番組み立て、パーツのピッキング、パーツの保持、パーツの搬送、パーツの接合、ユニットハードウェアの分類化、ユニットハードウェアの位置の特定、ユニットハードウェアの設置、ユニットのピッキング、ユニットの保持、ユニットの搬送、ユニットの仕上げ、ユニットの梱包、およびユニット隣接物の分類化に関するデータを含むことができる。設置プロセスを容易にするために使用されるデータの例は、デザインされた空間全体（物理的なユニットが、自動生成された物理的な図面、または、自動生成され、かつ、パーソナルコンピュータまたは拡張現実デバイスで視覚化された図面およびモデルのユニットの視覚化と比較されるキッチンなど）内のユニット位置を識別するためのデータ、別個の梱包および現場での組み立てを必要とし得るユニットの周辺物を識別するためのデータ、ならびに現場での設置指示（ユニットの設置手順など）を提供するためのデータを含むことができる。アッセンブリデータは、静的（スタティック）または対話型のテキスト、図面、およびモデル化されたイラストレーションとして、様々な方法を介して製造センターに配信され得る。

例示的な視覚化フォーマットはパーツの識別、パーツの向き、パーツの組み立て順序、およびパーツの隣接インデックスのために自動生成されたラベルを含むことができる。これらのラベルは、自動的に印刷され、ロボット装置を用いて手動で又は自動でパーツに一時的に接着される。より複雑なデータおよび指示は、拡張現実デバイスまたは任意の他のタイプのグラフィカルユーザインターフェースのためのプログラムとして製造センターに配信され得る。拡張現実モデル（またはパーソナルコンピュータまたはモバイルデバイスなどの他のコンピューティングデバイス上で見られるモデル）および視覚化はアッセンブリデータへのアクセスを提供することができ、１つ以上のユニットの組み立てのためにデザインされた単一のプログラム内でタスクを完了するために必要な情報を製造業者に提供することができる。これにより、会社は同様のユニットを組み立てる製造業者の経験レベルに関係なく、注文ユニット用のモデルを自動的にデザインし、製造業者に引き渡すプログラムを作成することができる。ある製造業者はモデルを使用し限られた量の情報にアクセスする一方、他の製造業者は同じモデルを使用してより多くの情報にアクセスすることができ、したがって、ユニットを組み立てる方法における自信を高める。すべての経験レベルの訓練マニュアルは、任意の所与のユニットのためのアッセンブリデータに埋め込むことができる。これにより、新しい製造業者が製造プロセスに精通してくるにつれて、アッセンブリプロセスにおけるエラーを最小限に抑えることができる。

組み立てデータはまた、パーツおよびユニットの成形、組み立て、運搬、分類、および出荷を支援するために、電子ディスプレイを有するカートなどの、製造センターのプログラム可能な装置に電子的に配信される。パーツの識別、分類、および追跡は、プロジェクトオーダーのすべてのパーツが固有である注文ユニットにとってかなりの課題である可能性がある。プログラムは、ディスプレイパネルがスロットまたはコンテナに取り付けられたカートのために作成されてもよく、プログラムは、固有の識別マーキングを有するとともに置かれているパーツの位置を、カートのディスプレイパネル上のマーキングに対応させて示してもよい。パーツがＣＮＣマシンまたはアッセンブリステーションの保持装置から取り外されると、それらは、カートのコンテナまたはスロット内に迅速に配置される。プログラムは、カート内の各パーツの位置を指示し、それらがカートから素早く、かつ、順番にピックされて別のＣＮＣマシン保持装置に配置されるか、または順番に組み立てられるようにされ得る。例えば、カートは、プロジェクトの２つのユニットのためのパーツを含むことができる。

カート内のパーツは、製造業者が組み立て順の最初のユニット用のパーツをカートから素早くピックし、次いで、組み立て順の２番目のユニットのパーツをピックすることができるように配置され得る。カートは、次に、他のユニットのパーツのために、または組み立てられたユニット分類し、仕上げステーションのような別の製造ステーションに配送するために、再プログラムされ得る。ソフトウェアは、次いで、プロジェクト１５０のための材料を注文するために、以前に計算された１４２として、マテリアルリストを使用することができる。プロセスで使用される材料の一例はストック材料を工業標準サイズに前処理したものであり、例えば、木のシート、木のボード、発泡体のシート、金属のシート、プラスチックのシート、ガラスのシート、パイプ、チューブ、及び他の金属及びプラスチック押出物である。

次のステップでは、材料が供給者から成形場所１５２に配送され得る。成形位置において、材料は例えば、ＣＮＣマシンを使用して、または他の手段によって成形され得る（１５４）。パーツ成形の例は切断、ルーティング、フライス削り、成形、曲げ、および鋸引きを含むことができる。成形後、成形された材料を組み立てることができる（１５６）。次いで、成形された材料は、組み立てられたユニットを研磨、染色、および塗装することなどによって仕上げられる（１５８）。材料は成形前、成形後に仕上げられてもよいし、全く仕上げられなくてもよい。

最終段階は、設置段階１６０でありえる。製品は、切断および組み立て場所から設置場所に出荷され得る（１６２）。あるいは、都合のよいピックアップのために、製品は地域製造センターまたは別の保管センターで保管されてもよい。最終ステップでは、顧客はユニットを設置することができる（１６４）。

次に、図２、３、４および５を参照すると、図２は、デザインプロセスにおけるユニットの例示的実施形態を示している。図２に示す「ｗ」、「ｄ」、および「ｈ」は、所望のオブジェクトの幅、深さ、および高さを表す。顧客は幅、深さ、および高さを指定するためのパラメータを入力することができ、または推奨仕様のセットを使用することができる。例示的な図３では、デザインプロセスで選択された棚を有するユニットの例示的な実施形態を示す。図２に示すグローバルパラメータに加えて、各ユニットは棚、引出し、ドア等を追加するための固有パラメータを有することができる。ここで図３を参照すると、棚は、選択され、移動され、又は取り外されてもよい。さらに、棚は複製されてもよく、追加の同一の棚がデザイン上配置されてもよい。図４は、デザインプロセスにおけるセットの例示的な実施形態を示す。図４のセットは、それらが等しい高さおよび深さであるように揃えられてもよい。ユニットが相互接続されたセットとして組み合わされるように構成される場合、内壁２０２は、未完成であってもよく、２つの壁を接続するためのジョイントまたは他の手段で取り付けられていてもよい。

例示的な実施形態によれば、プロセスはデザイン段階から開始することができ、これは、予めプログラムされた要素を使用する顧客主導のデザインを含むことができる。例示的な実施形態では、顧客がウェブベースの３次元グラフィカルユーザインターフェースで提供されるユニットおよび／またはユニットのセット（図１１Ａに示す）として定義されるプロジェクトを開始することができる。図５は、デザインプロセスにおけるデザイン補助の例示的な実施形態を示す。各ユニットは、ウェブベースの３次元モデルにデフォルトの設定位置で追加されてもよく、原点に対して顧客が定義した座標（ｘ、ｙ、ｚ）のセットに追加されてもよく、あるいは、モデル内に既に配置されたオブジェクトに追加されてもよい、または、追加されたユニットの一方を、モデル内に既に配置されたユニットの選択された側に関連付けることによって、図４および図５に示すようなセットを形成してもよい。例示的な実施形態によれば、セットを形成することによって、ソフトウェアが隣接するユニットを分類してもよい。１つのセット内に隣接するユニットがいくつ存在するかに制限はない。この情報は、注文ドキュメントと、設置プロセスを簡素化するコネクションとを生成するために使用されてもよい。

例示的な実施形態によれば、グラフィカルユーザインターフェースの他のデザイン支援機能は、図５に示すように、等しいサイズのユニットを揃えて設置するための機能を有していてもよい。例示的な実施形態において、整列（アライン）機能は、ターゲット平面を識別することによって、平行面である２つ以上の側面を揃えることを容易にする。処理された各ユニットについて、その機能は、ターゲット平面に垂直なその全体寸法を増加または減少させる値を計算することができる。また、例示的な実施形態では、パラメータの方向が平行になるように、他の機能が、選択されたユニットについて等しい値のベクトルパラメータを再計算してもよく、それらの合計値はクライアントに定義される。

例示的な実施形態によれば、デザイン段階の終了時に、レビュー段階を開始することができる。システムは、２次元および３次元のコンピュータ生成視覚化、プロジェクトパラメータのリスト（ユニットのタイプ、寸法、ドア／引出し／棚の数など）、およびプロジェクトコストを計算し、提供することができる。顧客は、必要に応じて、より大きなコーディネートを必要とするより大きなプロジェクトのデザインに統合するために、コンピュータ支援デザインソフトウェアによって読み取り可能なファイルとして、これらの表現をダウンロードすることができる。プロジェクトのパラメータは、作り手のためのクローズドプロプライエタリ仕様として保存されてもよい。顧客が受け入れた場合には、注文処理段階が開始してもよい。例示的な実施形態では、ソフトウェアによって注文処理が実行され、このソフトウェアは、製造段階のための準備においてパーツを自動切断するための機械語命令の入力および出力リストとして、各ユニットのデザインパラメータを取得する。機械語命令は、各ピースの高さおよび幅、ピースの数、および各ピースの形状などの詳細を含むことができる。ピースは、長方形の形状に切断されてもよい。あるピースのエッジが別のピースのエッジと接合することができるように、ピースのエッジが、接合用の突出部または開口部を形成するように切断されてもよい。

ここで例示的な図６および７を参照すると、異なる例示的なジョイントタイプおよびエッジタイプが示されている。各ユニットは、表面およびエッジタイプのプログラムされたセットであってもよい。図６および図７に示すように、各エッジタイプは、ジョイントのセットであってもよい。任意のタイプのジョイントまたはジョイントタイプの組み合わせを考えることができる。図６は、様々なジョイント、ほぞ穴－ハンマーヘッドテノンジョイント６０２、ほぞ穴－テノンジョイント６０４、スプライスジョイント６０６、およびメカニカルファスナ６０８の適用を示していてもよい。１つ以上のほぞ穴－ハンマーヘッドテノンジョイント６０２を使用して、２つのピースのエッジまたはコーナーを９０°の角度で接合してもよい。１つ以上のほぞ穴－テノンジョイント６０４は、１つのピースのエッジまたはコーナーを別のピースの内部部分に接合してもよい。１つ以上のスプライスジョイント６０６は、２つのピースが同一平面の一つの平らなピースを形成するように、１つのピースのコーナーまたはエッジを別のピースのコーナーまたはエッジに接合してもよい。さらに、１つ以上のメカニカルファスナは、互いに重ねられ、あるいは、隣接する２つのピースを、これらの表面が平行に接続されるように、接合してもよい。

図７は、木材の２つの平面部分を接合するための種々の方法を示す。９０度のコーナー７０２は、２つのパーツのエッジがかみ合うダブテールジョイントに類似したプロセスを用いて形成することができる。１つのピースのエッジが別のピース７０４の中心または内部と接続するＴ字形接続は１つのピースの内部に開口を形成し、別のピースのエッジに対応する大きさの突起を形成することによって形成することができる。さらに、スプライスジョイント７０６は異なる厚さの木材の２つの平面部分を、それらが同じ方向に同じ平面に沿って延び、一方のピースが他方のピースのエッジ部から延びるように接続してもよい。さらに、図７はまた、２つの平坦で平行なピースを接合する方法を示し、ここで、１つのパーツは、埋め込まれたインサートナット７０８を有し、そしてナット７０８に係合するネジ７１０を有する別のパーツに接続される。様々な他のタイプのジョイント、例えば、ダブテール、タング、および溝ジョイント等を、ピース内に実装することができる。

ジョイントの数および各ジョイント間の間隔（図２１に示す）は、デザイン段階で定義されたパラメータから公式に計算することができる。ソフトウェアは、非金属材料（合板および中実硬材など）の平坦なシートおよび／またはボードから各ユニットを構築するために必要なすべてのジョイントおよびパーツの機械語を計算することができる。パーツは、機械切断される物理素材のサイズと同等のｘとｙの長さを持つ二次元平面にアルゴリズム的に配置することができる（この機能はネスティングと呼ばれることがある）。次に、ソフトウェアは図８に示すように、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ルーティングマシンのためのマシン可読デジタルファイルを出力することができる。

ここで例示的な図８を参照すると、ＣＮＣルーティングマシンが示され得る。ＣＮＣマシンは、主切断要素であってもよいルータ８０２を有することができる。ルータ８０２は回転することができ、切断面を含むことができる。ルータ８０２は、ＣＮＣマシンのフラットベッド８０４に沿ってルータがどこにでも移動できるようにする多数のレールに接続される。ルータが材料８０６の任意の部分を切断することができるように、切断すべき材料８０６のシートをフラットベッド８０４の頂部に配置することができる。複数のパーツ８０７は、材料８０６の単一のシートから切断されてもよい。固定ｘ軸レール８０８をＣＮＣマシンの側面に取り付けることができる。ｙ軸レール８１０は、ｘ軸レール８０８に垂直に接続されてもよく、これにより、ｙ軸レール８１０がｘ軸レール８０８に沿って移動することが可能となる。ｚ軸電機子８１２は、このｚ軸電機子８１２がｙ軸レール８１０に沿って任意の方向にスライドできるように、ｙ軸レール８１０に移動可能に接続されてもよい。ｙ軸レール８１０もまた、ｘ軸レール８０８に沿ってスライドすることができるので、ｚ軸電機子８１２はＣＮＣマシンの平坦なベッドの平面に沿って、ｘおよびｙ方向の任意の場所に移動され得る。さらに、ｚ軸電機子８１２は、平台８０４および切断される材料８０６に向かって下方に垂直方向に移動してもよい。この例では、材料を保持するための装置が平坦な真空テーブル８０４であってもよい。他のＣＮＣマシンの例としては、材料を保持し、かつ、図２５に示されるような種々の材料タイプのパーツを成形するためのツールの動きを数値的に制御するための装置を有するマシンを含み、除去加工および付加加工のツールヘッドを含む。材料保持装置はまた、数値的に制御されてもよく、材料を処理または成形しながら、保持された材料をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、またはこれら３つの任意の組み合わせで移動させることができる。

切断後、パーツは、マシンベッドから降ろされ、組み立てられてもよい。各パーツは図９に示される組み立て順序内でのユニットタイプ及びその位置を示す識別タグを有していてもよい。隣接するパーツは、接着剤および摩擦により、ともに保持され得る。剛性の欠如は、製造された木工製品の一般的な批判である。これは、典型的にはより重いメカニカルファスナと、より厚く、より高品質の材料とを使用することによって克服される。提案した方法のインターロッキング建具（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ ｊｏｉｎｅｒｌｙ）は、最小の厚さの材料で優れた剛性をもたらす可能性があり、クライアントに利用可能な保管領域を増加させながら、損傷したユニットを送り返す際に失われる潜在的時間を減少させる。パーツは、木槌（マレット）のような単一のツールと、打ち込み（ハンマリング）のような単純な技術とで組み立てることができる。複雑な切断は、ソフトウェアによって計算され、ＣＮＣマシンによって実行され得るため、優れた品質と剛性を有する注文サイズの木工製品を組み立てるために必要とされる労働技能はより少ない。

例示的な図１０および図１１を参照すると、セットの組み立てが示されている。図１０に示されるように、セット１０００は、複数の製品の組み合わせであってもよい（例えば、所与のセット１０００はそれ自体がユニット１００４を構成するドアを有するユニット１００２を含むことができ、またはキャビネットの行または列などのように別のユニット１００４内に定義されたユニット１００２として機能するキャビネットを含むことができる。）。ユニット１００２およびユニット１００４は単一のユニットとして互いに隣り合って配置することができるように、デザイン段階で同様のサイズにされ得る。メカニカルファスナは、第１のユニット１００２と第２のユニット１００４とを接合するために使用できる。図１０および図７に示されるように、メカニカルファスナは第１のユニット１００２内のねじ７１０であってもよく、このねじは第２のユニット１００４内に対応して配置されたナット７０８と係合する。ユニットのサイズまたは構造に応じて、複数のメカニカルファスナを使用できる。例示的な実施形態では、第１のユニット１００２および第２のユニット１００４は、等しい高さおよび深さを有することができる。

図１１Ａは、壁取り付けキャビネット１１００の例示的実施形態を示す。キャビネットは、複数のユニットの組み合わせであってもよい。この例示的な実施形態では、ダブルキャビネット１１０２が単一のキャビネット１１０４と接合される。それらは、接着剤、ネジおよびナット、または他の任意の技術によって接合されてもよい。さらに、平台１１０６は、接合されたユニット１１０２および１１０４の下に配置することができる。平台１１０６はユニットに固定して取り付けることができ、壁に固定することもできる。

図１１Ｂは、図１１Ａの例示的キャビネットユニットに関連するユニットパラメータの例示的実施形態である。デザインソフトウェアは、ユーザの仕様に従ってこれらのパラメータを記録でき、または、それらの一部は、ソフトウェアによって自動的に入力され得る。記録され得るパラメータには、ユニットのタイプ、幅、高さ、深さ、周辺物の数、および隣接物が含まれる。ユニットのタイプは、特定のスタイルであってもよく、または取り付けられる位置または場所を指してもよい。周辺物の数は、家具に組み込むまたは取り付けることができるドア、棚、窓、または他の備品を含むことができる。さらに、各周辺機器の幅、深さ、および／または高さを含むことができる。隣接パラメータは、記載されているユニットにどのユニットが直接隣接しているか、または取り付けられているかについての情報を含むことができる。

例えば、図１１Ａではダブルキャビネット１１０２がキャビネット１１０４に隣接して取り付けられており、キャビネット１１０２のための例示的な隣接パラメータは、左側など、キャビネット１１０４が取り付けられる側を規定する情報、および取り付け方法を含んでもよく、この例示的な場合はねじおよびナットである。キャビネット１１０２のための別の隣接パラメータはキャビネット１１０２の底部の平台１１０６を定義することができ、ねじ／ナットの取り付け方法を実装することができる。他の例示的な実施形態では、取り付け方法が接着剤であってもよく、または所望される任意の他の取り付け方法であってもよい。さらに、隣接情報は、グラフ１１１０の形で記憶され、または見ることができる。隣接グラフ１１１０は、どのアイテムが互いに接続されているか、ならびにそれらの接続の位置を示すことができる。さらに、隣接グラフ１１１０は、エッジタイプ情報を記憶することができる。

例示的な実施形態では、例示的な図１２Ａに示されるように、エッジタイプ情報が、エッジタイプ記号によって示されたエッジとともに、ユニットの３Ｄモデル内に保管される。例示的な図１２Ａでは、エッジは「ｅ」によって示され、エッジのタイプはｅの下の添え字によって示される。例えば、ｅ_２Ｂは、ほぞ穴形状のエッジを表し、これは、表ｅ_２Ａと表される対応するテノン形状のエッジと接合するように構成されてもよい。この例示的な実施形態では、代わりに図１２Ｂに示されるように、エッジが意図されたエッジの実際の図面によって表されてもよい。アッセンブリユニット１２００は、作成された全てのエッジおよび対応するジョイントを図示する３次元モデルでありえる。

ここで例示的な図１２Ｃを参照すると、ユニットのエッジタイプの図が示されている。ソフトウェアは、各ピースのエッジの位置およびタイプを自動的に計算することができる。次に、エッジ情報は、ＣＮＣマシンによって読み取り可能なフォーマットで保存されてもよい。その後、ＣＮＣマシンはパーツを切断してドリルで穴を開けることができる。その結果、パーツの切削、穴開け、または測定などの手作業の量を削減することができる。加えて、図１２Ｃの水平ピース１２０２のような特定のパーツのエッジプロファイルはドア１２０４の内面に従うことができ、水平ピース１２０２を受け入れるために薄くされたドア１２０４の一部に沿って設けられる。したがって、収納空間を最大化することができる。構造的剛性に加えて、エッジの詳細は、２つのエッジが異なる材料で構成される場合などに、インレー外観を生成することができる。

注文木工製品のために顧客が定義したパラメータから製造データ（ＣＮＣ機械語、アッセンブリ指示、および関連するプロジェクトメタデータ）を自動化することにより、図１３に示す分散型製造ネットワークの実用的な実施が可能となってもよい。顧客１３０２は、デザインインターフェース１３０４を利用することによって注文できる。デザインインターフェース１３０４は、前述のように、顧客の入力を受信し、次いで製造データ１３０６を計算できる。製造データ１３０６は、ＣＮＣマシンによって読み取り可能なコードの形式でありえる。次いで、データ１３０６は、製造センター１３０８に送信される。さらに、ソフトウェアはまた、必要とされる材料を注文するか、または必要とされる材料を指定するリストを製造センターに送ることができる。あるいは、ソフトウェアは、センターに材料の請求書を送ってもよい。他の例示的な実施形態では、材料が１つの製造センター１３０８で切断され、次いで、組み立ておよび仕上げのために、顧客により近いセンターにフラットパックされたパーツとして送られてもよい。製造センター１３０８は、顧客の位置に基づいて選択されてもよい。

注文を行う顧客１３０２の近くに位置する製造センター１３０８を選択することによって、輸送コストおよびエネルギーコストの削減が可能であり、これらのセンターの代表は、より容易に、注文前および配達後の段階でのオンサイト支援を与えることができる。さらに、ビジネスは、注文を実行するのに必要な熟練労働力および／または機械を既に所有している既存の地域店と契約を結ぶことができる。あるいは、会社がサードパーティのショップと組み立てを契約し、別のロボット切断施設からフラットパックされたパーツをこのショップに供給してもよい。製造方法および技術における最小限の再加工および／または訓練で、これらの店は注文木工製品のためのより大きな市場へのアクセスを得ることができ、注文パーツの製図、測定、切断、または顧客へのデザイン制限の記述に関連する課題なしに作業を完了することができる。その見返りとして、ビジネスは、市場の需要の変化に対する迅速な拡張性と回復力を獲得することができる。会社は、あらかじめプログラムされた新しいユニットの設計、およびプログラム可能なレーザーカッター、ウォータージェットカッター、カスタムツールヘッドを有する５軸マシンなどの他のタイプのＣＮＣ装置を有する店舗との関わりによって、様々な材料の他のタイプの建築製品のユニットおよびセットを開発し得る。

顧客１３０２はまた、所望であれば、好ましい地域製造センター１３０８を選択できる。製造センター１３０８の代表は、デザイン段階または設置段階の間で、直接支援などのサービスを提供することができる。例えば、製造センターの代表はユニットを設置することができるローカル設置チームを提供することができ、またはセンター自体が、ユニットまたはセットを設置することができる１人または複数の専門家を雇ってもよい。代表は、オンサイトでの測定、デザイン選択、および構成で顧客を支援することができる。さらに、製造センター１３０８は、顧客が自分自身のユニットを購入またはデザインする前に見るために、既に製造されたユニットまたは顧客が選択したセットのディスプレイモデルを有していてもよい。

プロジェクトは、設置段階のため、注文されたユニットのセットとして顧客に送られ得る。ユニット識別タグはプロジェクトウェブベースのデザインモデルに示されるユニットに対応し、設置者はこのモデルを設置補助として参照することができる。例えば、図６、「ｅ４」に示されるように、機械ネジ用の加工済みねじ込みインサートおよび予めドリル加工された穴を用いて、設置者は図１０に示されるように、セット内のユニットを迅速かつ正確に揃えることができる。従来の注文木工製品方法でこれらのタイプのファスナを利用することは比較的時間がかかり、特定の隣接ユニットを参照せずにデザインされ、製造される標準的な製造ユニットでは実行が難しい。一方、例示的な実施形態では、ソフトウェアの能力がユニットのセット内で隣接物をマッピングし、その情報を、ファスナを正確に位置決めする機械語に変換して、このファスナの有効な使用を可能にすることができる。

また、例示的な実施形態では、修理の際にパーツを再注文するために、プロジェクトデータがオンラインアカウントに保存され得る。例えば、図７「ｊ４」に示すようなメカニカルファスナソリューションは、隣接するパーツに残留損傷を与えることなく、典型的なオンサイトのユニットアラインメントソリューション（例えば、釘と木ネジ）の使用から、新しいパーツへの交換を容易にすることができる。

ここで図１４の例示的な実施形態を参照すると、ほぞ穴およびハンマーヘッドテノンのジョイントが示されている。このタイプのジョイントは、２つのパーツが９０°の角度で接続されているときに実装され得る。図１４のパーツＡの文字は図１４のパーツＢの文字に対応し、同じ文字は、両方の部分で同じ長さを示す。ハンマーヘッドテノン１４００は、ネック１４０２およびより厚いヘッド１４０４を有するテノンとしてパーツＡに示されてもよい。ヘッド１４０４は、ノッチ１４１０の上部１４１４によって受け入れられるような大きさであってもよい。ノッチ１４１０の下部１４１２は、テノンのネック１４０２に接触することができるように、上部１４１４よりも厚くされ得る。この例示的な実施形態では、テノン１４００が水平ほぞ穴１４１０に垂直に接続されなければならないように構成されるが、他の構成も考えられることに留意されたい。

ここで図１５のジョイントの例示的な実施形態を参照すると、ほぞ穴およびテノンジョイントが示されている。第１のパーツ１５００上の長方形のテノン１５０２は、第２のパーツ１５１０内の長方形の開口またはほぞ穴１５０４に入りえるような寸法である。ほぞ穴およびテノンの構成の利点は、ほぞ穴が第２の部分に沿った任意の場所、たとえば中間部分など、に配置できることである。ほぞ穴およびテノンジョイントは、棚、壁、または任意の他の備品をユニットに固定するために使用され得る。

ここで図１６におけるジョイントの例示的実施形態を参照すると、スプライスジョイントが示されている。第１のパーツ１６００上の小さな長方形のほぞ穴１６０２は、第２のパーツ１６１０上の対応する大きさのテノン１６１２を受け入れることができる。加えて、第１のパーツ１６００上のハンマーヘッドテノン１６０４は、第２のパーツ１６１０上の対応する形状のほぞ穴１６１４と接触できる。さらに、第１のパーツ１６００上の溝１６０６は、第２のパーツ１６１０上のバンプ１６１６を受け入れることができる。２つの部分はそれらが同じ平面に沿って、互いから延びるように接合され得る。ハンマーヘッドテノン、溝、長方形のテノンのような複数のタイプの接続を適用することによって、このジョイントは、１つのタイプの接続だけを使用する従来のジョイントよりも安定している可能性がある。

ここで例示的な図１７を参照すると、メカニカルファスナが示されている。ねじ込みインサートナット１７０２は、第１のパーツに取り付けられ得る。ナットは、ＣＮＣドリル穴１７０４に挿入することができる。第２のパーツは、対応して配置されたＣＮＣドリル穴１７０６を含み得る。ネジは、ネジが穴１７０４内に配置されたナット１７０２と接触し、ネジ山となるまで、第２のパーツの穴１７０６内に挿入され通される。

ここで例示的な図１８を参照すると、機械語生成図が示されている。ＣＮＣマシンコードを生成するプロセスは、デフォルトユニットパラメータ１８０２から始まる。顧客がユニットを選択し、ソフトウェアがサンプルのユニットパラメータ１８０２を提供してもよい。次いで、顧客は、必要に応じてユニット１８０４にパラメータを割り当てることができる。パラメータが確定されると、ソフトウェアは、単一のユニットまたは製品であるユニットオブジェクト１８０６を定義することができる。このセクションで説明するオブジェクトは、２Ｄまたは３Ｄコンピュータ支援デザインオブジェクトであってもよい。次のステップでは、ユニットオブジェクトをさらに分析して、１つ以上のパーツオブジェクト１８０８を作成または計算することができる。パーツオブジェクトは、壁、パネル、または棚など、ユニットの異なるピースに対応できる。パーツオブジェクト１８０８が計算されると、各パーツのＣＮＣジオメトリ１８１０が、そのエッジおよびサイズを含めて、生成され得る。図２０は、ＣＮＣジオメトリの計算をさらに記述することができる。次のステップでは、ソフトウェアがネスティングアルゴリズム１８１２を適用してパーツＣＮＣオブジェクトをネストし、ネストされたＣＮＣジオメトリ１８１４を生成することができる。ネスティングアルゴリズムは、パーツがシートから切断されるときに、最小量の材料しか無駄にならないように、ＣＮＣジオメトリを最適化することができる。ネストされたＣＮＣジオメトリは、次いで、ＣＮＣファイル１８１６として書き込まれるか、または保存される。次に、ＣＮＣファイルは、所望の製造業者１８１８に送られる。製造業者は、木材シートなどの材料をＣＮＣベッド１８２０上に配置することができる。最後に、事前に書き込まれたＣＮＣファイルがＣＮＣマシン１８２２上で実行され、計算されてパーツオブジェクトジオメトリによってモデル化されたように、木材シートを切断する。

ここで例示的な図１９を参照すると、図１９は、ユニットオブジェクトがどのように計算されるかを示す。最初に、ユーザ（顧客または会社など）は、デザインインターフェースを介して新しいユニット１９０２をデザインまたはスケッチすることができる。デザインインターフェースは直感的インターフェースを提示してもよく、ウェブベースであってもよい。次のステップで、ソフトウェアは使用されるエッジのタイプを決定し（１９０４）、ならびにどのオブジェクトがエッジを含むかを決定することができる（１９０６）。ソフトウェアは、（高さ、深さ、および幅などのユニットパラメータから決定されるように）各パーツのエッジの長さを決定し得る（１９０８）。各部分のエッジの長さおよび向きは、ベクトル１９１０として記憶され得る。次いで、ＣＮＣマシンで成形（切断、エッチング、ルーティング、フライス削り、鋸引き、曲げ、または成形）するための各パーツのツールパスデータを生成するために、ベクトルは２次元または３次元のパラメータポイントをモデル化するために使用され得る（１９１２）。単一のユニットオブジェクトを計算する（１９１４）ために、ベクトル、ポイントオブジェクト、ユニットパラメータ、エッジタイプ、およびエッジオブジェクトからのデータが蓄積され得る。ユニットパラメータは、個別値ではなく値範囲として定義され、最小入力で同様のタイプの複数の注文ユニットを生成するために、ユニットオブジェクトはコンピュータメモリに記憶され得る（単に、予めプログラムされた値範囲を有するユニットパラメータを示す）。

ここで例示的な図２０を参照すると、図１９で説明したように、図２０はＣＮＣジオメトリ計算のシーケンスを示している。Ｖ_１－３は、パーツの単一のエッジの長さと方向を表すベクトルを示し得る。Ｐ_１－６は、エッジの始点、終点、および隣接を定義することができる異なったポイントオブジェクトであり得る。たとえば、始点Ｐ_１および終点Ｐ_３を有する第１のエッジは、始点Ｐ_３および終点Ｐ_４を有する第２のエッジに隣接し得る（第１のエッジの終点は第２のエッジの始点と同じである）。ポイントＰ_２－６の座標は、パーツパラメータを定義後、原点Ｐ_１から算出される。この実施例では、Ｖ_３の長さはユニットの幅と等しく、Ｖ_１の長さはユニットの高さと等しい。ベクトル、点、エッジ、およびジョイントタイプの固有のセットを有するエッジタイプのカタログから、パーツのツールパスデータが生成され、ＣＮＣファイルに蓄積され得る。その後、ＣＮＣマシンは、所定のＣＮＣファイルに従って所望のエッジとジョイントを形成することができる。

ここで例示的な図２１を参照すると、ポイントオブジェクト間の距離に対するエッジ当たりのジョイントの数を示している。より長いエッジ２１０２は、より短いエッジ２１０４よりも、エッジごとにより多くのジョイントを有する。ソフトウェアは、ポイントオブジェクト間の距離に基づいて、エッジ当たりのジョイントの数を計算することができる。

ここで例示的な図２２、図２３、及び図２４を参照すると、コーナージョイントタイプが示され得る。オブジェクト２２００上の傾斜ほぞ穴２２０２は、オブジェクト２２１０上の傾斜テノン２２１２を受けることができる。図２３および図２４は、コーナージョイント付きパネル例を示し得る。コーナージョイントは図２４に示されるように、任意の数の辺および隣接する辺の間の様々な角を有するユニット内に実装され得る。先に説明し、図１に概説したのと同じプロセスを使用して、図２４に示すようなピクチャフレームを作成することができる。顧客は、ピクチャフレームに対して任意の所望の数の辺、形状、またはサイズを選択することができる。加えて、ＣＮＣ技術により、フレーム材料の面に注文彫刻を融合させることが可能になる。

図１、図１８、および図１９に概説したプロセスで、顧客はウェブベースのユーザインターフェースを使用して、３Ｄグラフィカルユーザインターフェース内のポイントオブジェクトを位置決めし、エッジオブジェクトを表すことによって、デジタル表面をデザインすることができる。顧客は、１つ以上のセットとしての表面を結合するためにインターフェースの機能を使用することができる。ソフトウェアはこれらの表面の交点を計算し、その結果を３Ｄグラフィカルユーザインターフェースで提供することができる。他の顧客入力パラメータは、建築システムタイプを含むことができる。これらの入力は、デザイン入力と呼ぶことができる。様々なデザイン入力により、ソフトウェアは、予めプログラムされたパラメータユニットオブジェクトから製造データを計算することができる。ユニットオブジェクトは、図２５Ｂのような構造ユニット、図２５Ｈのような外装ユニット、および図２５Ｉのような型枠ユニットを含みことができる。これらのプロセスの利点および予めプログラムされたユニットが図２５に示される。これらのプロセスおよび事前にプログラムされたユニットによって、顧客は、必要とする手動による測定、切断、または組み立ての量を最小限に抑えながら、複雑な幾何学的建築形態を構築することを可能にし、したがって、そのような作業を完了するために必要な時間および労力を低減する。

用語「構造ユニットのセット」は、構造ユニットの順序付けられたセットを指すことができる。例えば、図２５Ｂは、１セットの構造ユニットを示すことができる。この図の構造ユニットは複雑な二重曲面を形成する。表面は、平坦デザイン表面のｘ座標およびｙ座標に対応するｕ座標およびｖ座標を有する。平坦デザイン面は、図２７に示されるセットのネットワークのようなセットのネットワークであってもよい。例えば、ネットワーク内の低レベルセットは図２５Ｂの領域ｅ１およびｅ２の組み合わせであってもよい。ここで、これらの領域の組み合わせは幅および高さパラメータを有する。同様に、領域ｃ１およびｃ２は１つのセットを表すことができ、領域ａ１およびａ２は、図２５Ｂの別のセットを表すことができる。これらの３つのセットは、カラムを形成するために別のセットにグループ化することができる。ユニットのＣＮＣ製造データを生成する前に、ベクトルの長さおよび方向だけでなくユニットおよびパーツのエッジポイントの位置も、平坦化されたデザインサーフェスのｘおよびｙ座標系から三次元デザインサーフェスのｕおよびｖ座標系にこれらの座標をマッピングすることによって計算することができる。図２５Ｃは、単一の構造ユニットを示す。例示的な図２５Ｃにおける構造ユニットは、組み立てられたパーツのセットでありえる。この例示的なケースでは、ユニットは、丸いチューブ、平坦なプレート、およびメカニカルファスナから形成された三角形である。メカニカルファスナの代替は、ＣＮＣ溶接機によって実行される溶接接続であってもよい。構造ユニットは、ＣＮＣマシンを使用してストック材料から切断され得る丸いチューブまたは平坦なプレートなどの様々な材料から構成することができる。図２５Ｄは、構造ユニットのコーナー接続を通る部分を示す。図２５Ｅは、セットを生成する２つの構造ユニット間の接続を示す。図２５Ｆは、２つの構造ユニットの接続の断面を示す。２つのユニット間の角度は、変化してもよく、顧客が定義した入力値から計算されてもよい。図２５Ｇは、１セットの構造ユニットと他の建築構成要素との間の接続を示す。

例示的な図２５Ｈは、外装ユニットのセットを示している。外装ユニットは、二重曲面から形成することができるシート材料であってもよく、ソフトウェアによってデザイン入力から計算された形状、サイズ、および製造データを有するパーツの順序立てられたセットから構成されていてもよい。製造データには、外装ユニットを他の部品、ユニット、または建築構成要素に接続するための位置だけでなく、パーツ上の切り込み、穴、およびマーキングが含まれる。外装ユニットのパーツは、ＣＮＣ装置で切断することができる。

例示的な図２５Ｉ、図２５Ｊ、図２５Ｋは、型枠ユニットのセットを示している。型枠ユニットは、硬質発泡体のような厚いシートまたは積層材料の複合体の厚いシートからＣＮＣマシンによって切断されたパーツであり得る。型枠ユニット部品の片側は、切断面が積造壁の一方の表面に平行になるように、また各積造ユニットが隣接する積造ユニットに対して様々な角度で配置されえるように、ＣＮＣマシンで切断される。型枠ユニット上の基準グラフィカルマーキングは、標準サイズの積造ユニットを位置決めするためのガイドとして使用することができ、積造ユニットの切断のための寸法データを伝達する、または物理的３Ｄ環境におけるロボット積造レイイングマシンの位置を校正するために使用することができる。これは、偶発的な誤差および矛盾を減少させ得る。この矛盾は、壁要素のデザインされたバーチャルモデルと、異なる程度の精度を有する他の建築方法の他の物理的建築構成要素を満たすために必要とされる調整との間の不一致から生じる。図２５Ｂに示される構造ユニットと同様に、図２５Ｊに示される硬質フォームユニットは、図２５Ｋに示される硬質フォームユニットの完全組み立てなどの、セットのネットワーク内の低レベルセットとしてデザインされ得る。ペリメータ化合物の鋸切断に加えて、ジョイントタイプとしての煉瓦のためのマーキングを有する各段（ｃｏｕｒｓｅ）は、ソフトウェアでモデル化されたユニットのデザインで使用されるエッジタイプである。化合物ＣＮＣ鋸切断のための角度、および硬質フォームユニットを成形するＣＮＣフライス盤のルーティング深さは、平坦化されたデザイン面内のユニットオブジェクトのｘ座標およびｙ座標を三次元デザイン面のｕ座標およびｖ座標にマッピングした後に計算される。フォームユニットのパーツは、ＣＮＣ接着機で接着することができる。

図２５Ｌは建築システムのアッセンブリの断面を示し得る。建築システムは、デザイン入力を通じて定義されるユニットのセットの組み合わせであり得る。建築システムは、構造ユニット、外装ユニット、および／または外装ユニットの１つ以上のセットに接続された構造ユニットのセットを含むことができる。

ここで例示的な図２５Ｍを参照すると、図２５Ｍは、非平行建築構成要素間の接続詳細を示している。構造ユニットの丸いチューブは、外装ユニット、型枠ユニット、または任意の建築構成要素のような第２の部分に接続することができる。第２の部分との接続点における法線表面ベクトルは、丸いチューブの中心軸に対して垂直でなくてもよい。

ここで例示的な図２６を参照すると、図２６は、スプライスジョイントの代替実施形態を示し得る。図２６のスプライスジョイントは、異なる材料の２つのピースを接続することができる。第１の部分２６００は、ノッチ２６０２及びタブ２６０４を含むことができる。ノッチ２６０２はピース２６１０上のテノン２６１２を受け入れることができ、タブは、対応するタブ付きノッチ２６１４に挿入され得る。このジョイントは、パーツ２６００の材料を隠すことが望まれる場合に使用できる。

以下の実施例は、二次元および三次元のデザイン問題を解決するためのデータを構造化するための方法を示している。問題空間は、直感的グラフィカルユーザインターフェース（インターフェースはウェブベースであってもよい）を介して手動で探索されてもよく、生成的なデザインアルゴリズムを用いて自動的に探索されてもよい。問題空間は、デザイン要素およびデザイン要素のグループ化を表し得るセットの層状ネットワークとして構造化され、デザイン要素は、ユニット、ユニットの周辺物、空き空間（空間プランニングに必要とされる）のような他のデザイン要素のようなものである。特徴は、ユニット又はセットの異なる寸法を操作する種々の方法又は手段を示すことができる。以下の実施例は簡略化および例示のために、幅などの１つの寸法のみを変更することに焦点を当てることができるが、所望に応じて、長さ、高さ、または深さなど、対象物の任意の他の寸法に適用することができることを企図することができる。セットのネットワークが生成され編集される間、このようにして問題空間を構造化することにより、モデル化されたデザインソリューションにおける結束および一貫性を可能にすることができる。その結果、セットを生成および編集するための機能はプログラムされ得り、デザインインターフェースを介してユーザによって手動で呼び出されか、または遺伝的アルゴリズムなどの生成的デザインアルゴリズムによって自動的に呼び出される。以下に説明するセット分割、セット編集、およびセット生成特徴および機能のうちの１つ以上を、セット生成機能としてセットの生成に使用することができる。デザイン専門家がクライアントに、推奨するデザインソリューションならびに代替物を提供することができるのとほぼ同じように、生成デザインアルゴリズムは、検討のため、提案デザインを顧客（ソフトウェアのユーザ）に提示することができる。問題空間の基礎をなす構造は、デザインソリューションの手動および自動生成と、編集との両方について同じであり得るので、問題空間に関するデザイン経験が限られているクライアントでもクリエイティブデザインプロセスに直接関与しえる。

ここで例示的な図２７Ａ、２７Ｂ、および２７Ｃを参照すると、図２７Ａは、寸法図面および層状グラフとして、セットおよびサブセットを示し得る。寸法図面２７０２は、セットの相対寸法変数、例えば高さおよび幅など、を示してもよい。層状グラフ図２７０４は、セットのネットワークごとの階層データ構造を示すことができる。この例示的な実施形態では、第１のセットＡが、高さおよび幅などの２つの自由寸法を有することができる。さらに、セットＡの下の層上にサブセットが存在してもよく、これらは、親セットから継承された１つ以上の寸法を共有することができる。それらはまた、それらの共有される親セットの対応する寸法の一部であり得る１つ以上の自由寸法を有していてもよい。例示的な実施形態では、自由寸法の合計が共有される親の寸法に等しくてもよい。図２７Ａに示される例示的な実施形態では、セットＢ、Ｃ、およびＤの高さは各々、セットＡの高さの一部であり、それらを組み合わせた高さはセットＡの高さと等しくてもよい。セットＢ、Ｃ、およびＤの幅はセットＡの幅と等しくてもよい。図２７Ａは順序付けられたセットの２つの層を示し、ここで、セットＢ、Ｃ、およびＤはセットＡのサブセットである。図２７Ｂは代替形態を示し得り、ここではセットＤおよびＥがセットＡのサブセットであり、セットＢおよびＣは、セットＡのサブセットであるＥのサブセットである。セットＢとＣの高さは、各々セットＥの高さの一部であり、それらを組み合わせた高さはセットＥの高さと等しくてもよい。セットＢおよびＣは、セットＡのサブセットであるセットＥのサブセットであるので、第３の層として特徴付けることができる。例示的な図２７Ｃは４つの層を有する構成を示す。この例示的な実施形態では、セットＦおよびＧがセットＣのサブセットであり、セットＣがセットＥのサブセットであり、セットＥがセットＡのサブセットである。セットＦおよびＧの幅は自由寸法であり得るが、それらの高さはセットＣから継承され得る。

ここで例示的な図２８を参照すると、図２８は、三次元におけるセットおよびサブセットを示し得る。セットおよびサブセットは、高さ、幅、および深さを用いてモデル化され得る。セット２８０２は、３つの自由寸法を有し得るセットＡを含むことができる。層状グラフによってモデル化されるように（２８０４）、セットＡは、さらにサブセットＢおよびＣをさらに含むことができる。三次元サブセットは、１つの自由寸法および２つの継承寸法を有することができる。セット２８０２のセットＢおよびＣは自由高さを有する一方、セットＡの幅および深さを共有することができる。この例示的な実施形態では、サブセットＢおよびＣのセットの組合わされた高さは、セットＡの高さに等しくてもよい。

層状グラフによってモデル化されるように（２８０８）、セット２８０６は第３の層を含むことができ、ここでサブセットＤおよびＥはセットＢのサブセットとすることができる。サブセットＤおよびＥは、セットＢと高さおよび深さを共有し、それらの組み合わされた幅はセットＢの幅に等しくてもよい。層状グラフによってモデル化されるように（２８１２）、セット２８１０は第４の層を含んでもよく、ここで、サブセットＦおよびＧはセットＤのサブセットであり、セットＤはセットＢのサブセットであり、セットＢはセットＡのサブセットである。

ここで例示的図２９を参照すると、図２９は、アルゴリズムがセットの変数についての値範囲をどのように計算しえるかの例を示し得る。例えば、アルゴリズムは、セットの寸法の最大および最小の高さ、幅、または深さを決定することができる。例示的な実施形態では、アルゴリズムが合計セット幅２９０２を使用して、最大サブセット幅２９０４を計算することができる。さらに、アルゴリズムは、最小サブセット幅２９０６を計算することができる。サブセット幅の最大値および最小値を決定することにより、アルゴリズムは各セットが保持することができるサブセットの最大数または最小数を決定することができる。

ここで例示的な図３０を参照すると、セット編集機能の実施が示されている。この例示的な図ではセットＡが３つのサブセットを有することができ、ユーザは第４のサブセットを追加することができる。セット編集機能およびセット生成機能の本例および後続のすべての例では、自動化アルゴリズムがユーザの代わりになり得り、パラメータおよび決定が確率的にまたは発見的に決定されることが理解される。ユーザは、挿入位置３００２をクリックして、追加セットを挿入する場所を選択することができる。この例示的なケースでは、ユーザがセットＣとＤとの間の挿入位置３００２を選択し、追加のセットＥが追加された。ユーザはセットＢとＣとの間の点のような、任意の数の可能な挿入点のうちの１つを選択していることが考えられる。ユーザがセットの最大数に既に到達している寸法にセットを挿入しようとする場合、エラーメッセージが追加のセットが追加されない理由をユーザに説明してもよい。セットＢ、Ｃ、Ｅ、およびＤの最小幅の合計がセットＡの幅を超える場合、アルゴリズムは追加のセットを追加できない。

ここで例示的な図３１を参照すると、サブセットがセットから削除されるセット編集機能の例が示され得る。入力時、アルゴリズムはサブセットを取り出し、削除する。ユーザは、どのサブセットを削除するかを選択することができる。この例示的な実施形態では、ユーザが削除されるサブセットＣを選択した。その結果、アルゴリズムはサブセットＣを削除し、サブセットＢおよびＤの幅を増加させて、それらの幅が親セットＡの幅に等しくなるようにした。アルゴリズムはセットＣを削除する前に、残りのセットＢおよびＤの最大幅がセットＡの幅に等しいかそれ以上であるかどうかをチェックすることができる。残りのセットの最大幅が親セットの最大幅未満である場合には、選択されたサブセットを削除することができない。さらに、サブセットを削除できないとき、アルゴリズムは、異常をユーザに知らせるためにエラーメッセージを表示することができる。

ここで例示的な図３２を参照すると、図３２は、サブセットの１つの自由寸法を変更することができるセット編集機能の例を示し得る。ユーザは変更するサブセットを選択し、新しいサブセット寸法を入力できる。この例示的な実施形態では、セットＢ、Ｃ、Ｄ、およびＥはセットＡのサブセットであってもよい。ユーザはセットＢについて新しい幅を入力でき、セットＣの幅は固定であり、セットＤおよびＥの幅は可変である。次いで、アルゴリズムはユーザ入力に対応する値にセットＢの幅を変更しつつ、セットＤおよびＥの新しい幅を計算することができる。セットＢの幅の古い値とセットＢの幅の新しい値との間の差は、可変なセット間、この場合はセットＤおよびＥの間で相対的に分割される。

ここで例示的な図３３を参照すると、図３３は、複数のサブセットの自由寸法を同時に変更することができる例示的なセット編集機能を示し得る。ユーザはセットを選択することができ、変更するサブセットの寸法を選択することができる。この例示的な実施形態では、セットＢ、Ｃ、およびＤの幅はセットＡの幅の一部として表され、それらの組み合わされた比率は１．０に等しい。この例に示すように、任意の実数の新しい幅値はセットに割り当てられるか、これらの新しい幅値を前の幅値に加算することにより計算される。次に、順序付けられた値の配列は、アルゴリズムによって正規化されて、セットＡの一部であるセットＢ、Ｃ、およびＤの値を生成する。この例示的な実施形態では、セットＢの幅は．２だけ減少され、セットＣの幅は変更されず、セットＤの幅は．４だけ増加される。この結果であるセットＢ、Ｃ、およびＤの値の順序付けられた配置は．３、．３、．６である。例示的な実施形態に示されるように、この数値配列の正規化された値は．２５（セットＢの幅）、．２５（セットＣの幅）、．５（セットＤの幅）である。他のケースでは、ユーザは複数のサブセットの自由寸法を順次変化させることができる。この例示的な実施形態では、ユーザがセットＢおよびＤを選択し、次いで、セットＤの幅を．３だけ増加させながら、セットＢの幅を．２５だけ減少させることを選択した。次いで、アルゴリズムは、任意の残りの空間を選択されていない可変幅に割り当てることができ、この場合、セットＣの幅は．０５だけ減少された。ユーザは、減少させる比率又は割合を選択することができ、例えば、セットＢの幅を．２５又は全幅の２５％だけ減少させてもよい。あるいは、ユーザは、セットＢの幅を．２５フィートだけ減少させるオプションを選択することなどによって、直接寸法を減少させることができる。

ここで例示的な図３４を参照すると、図３４は、セットのネットワーク内の複数のセットの幅が等しくされる例示的なセット編集機能を示し得る。ユーザは複数のセットを選択することができ、アルゴリズムは、等しい幅になるようにセットのネットワークを自動的に設定することができる。図３４に示す例示的な実施形態では、ユーザがＤ、Ｅ、およびＣを選択することができ、アルゴリズムは選択されたセットの各々に等しい幅を割り当てることができる。

ここで例示的な図３５を参照すると、図３５は、サブセットの自由寸法を、同じセット内の別のサブセットの位置および幅を固定しつつ、変更することができる例示的なセット編集機能を示し得る。その機能はセットを変更し、セットの新しい値を入力とすることができる。この例示的な実施形態では、セットＢ、Ｃ、Ｄ、およびＥはＡのサブセットであり、セットＣの位置および幅は固定されている。セットＤの幅が変更されたとき、セットＢの幅は同じになり得る。セットＢの幅を変えるとセットＣの位置が変わり得るためである。その結果、セットＥの幅は、セットＤの幅の拡大を相殺するために縮小される唯一の寸法である。

ここで例示的な図３６を参照すると、図３６は、セットの無次元変数を変更することができる例示的なセット編集機能を示し得る。ユーザは、変更するセットを選択した後、変更する変数と、その変数の新しいタイプまたは値を選択できる。この例示的な実施形態では、セットＣの材料のタイプが変更される。

ここで例示的な図３７を参照すると、図３７は、セットの次元および／または無次元パラメータを他のセットからコピーされたパラメータで置き換えることができる例示的なセット編集機能を示し得る。図３７に示す例示的な実施形態では、サブセットＥおよびＦからなるセットＣの寸法がセットＤにコピーされる。その結果、セットＤはセットＣと同じサブセットを有することができ、さらに、同じ材料、幅、および高さを含むことができる。アルゴリズムは、すべてのパラメータとサブセットを参照セットからターゲットセットにコピーできるとは限らない。アルゴリズムは、可能な限り多くのサブセットおよびパラメータをコピーすることができる。例えば、セットＤの幅が固定されている場合、アルゴリズムはサブセットおよびそれらの材料および高さをコピーするかもしれないが、幅はコピーしないかもしれない。

ここで例示的な図３８を参照すると、図３８は、ネットワーク内のセットの位置を変更またはスワップすることができる例示的なセット編集機能を示し得る。ユーザは１つ以上のセットを選択し、それらのセットについて１つ以上の新しい位置を選択することができる。図３８によって示される例示的な実施形態では、ユーザはセットＣおよびＤを選択し、セットＣが現在、以前に占有された位置セットＤにあり、逆もまた同様であるように、それらの位置を切り替えた。

ここで例示的な図３９を参照すると、図３９は、隣接するセットをグループ化することができる例示的なセット編集機能を示し得る。互いに近い複数のセットは、ユーザによって選択されてもよく、いくつかの寸法を共有することができる１つのセットになるようにグループ化できる。この特定の例示的な実施形態では、セットＣがサブセットＥおよびＦを含み、セットＤはサブセットＧおよびＨを含む。セットＦおよびＨが選択され、それらが同じ高さを共有しえるように、一緒にグループ化される。さらに、セットＥおよびＧが選択され、それらが同じ高さを共有するように、一緒にグループ化される。

ここで例示的な図４０を参照すると、図４０は、セット間またはサブセット間の境界をそろえることができる別の例示的なセット編集機能を示し得る。ユーザは２つのセットの間の境界線を選択することができ、それに揃えるための別の境界線を選択することができる。図４０に示される例示的な実施形態では、セットＤとＥとの間の境界線が選択され、これがセットＦとＧとの間の境界線に揃えられる。

ここで例示的な図４１を参照すると、図４１は、グラフ最適化機能を示し得る。この例では、サブセットＤはセットＣから削除された。その結果、セットＣはただ１つのサブセットＥを有した。サブセットＥはセットＣの唯一の残りのサブセットであり、その寸法はセットＣの寸法と等しいので、グラフ最適化機能により削除され得る。

ここで例示的な図４２を参照すると、図４２は２つの入力セットを分割し、第１の入力セットの一部分を第２の入力セットの一部分と組み合わせることによって新しいセットを生成することができる例示的なセット編集機能（遺伝的アルゴリズムの１点クロスオーバセット生成機能）を示し得る。この機能は、入力として、１つの入力セット、第１の入力セットからのクロスオーバポイント、第２の入力セット、および第２の入力セットからのクロスオーバポイントをとることができる。この特定の例示的な実施形態では、第１の入力セット（セットＡ）が２つの順序付けられたサブセット（セットＢおよびＣ）を有することができる。セットＣが３つの順序付けられたサブセットＤ、Ｅ、およびＦを有することができる。第２の入力セット（セットＧ）は２つの順序付けられたサブセット（セットＨおよびＩ）を有することができる。セットＨおよびＩは、各々、２つの順序付けられたサブセットを有することができる。第１のクロスオーバポイントは隣接するセットＤとＥの間である。第２のクロスオーバポイントは隣接するセットＪとＫの間である。出力は、新しいセット、順序付けられたサブセット（セットＢおよびＣのコピー）を有するセットＡのコピーであり、ここでセットＣのコピーは２つの順序付けられたサブセット（セットＤおよびＫのコピー）を有する。

ここで例示的な図４３を参照すると、図４３は２つの入力セットを分割し、第１の入力セットの一部分を第２の入力セットの一部分と組み合わせることによって、新しいセットを生成することができるセット編集機能（遺伝的アルゴリズムの２点クロスオーバセット生成機能）の例を示し得る。この例示的な実施形態では、機能が、入力として、１つの入力セット、第１の入力セットからの複数のクロスオーバポイント、第２の入力セット、および第２の入力セットからの複数のクロスオーバポイントをとることができる。この例では、第１の入力セット（セットＡ）が４つの順序付けられたサブセット（セットＢ、Ｃ、Ｄ、およびＥ）を有し、第２の入力セット（セットＦ）が３つの順序付けられたサブセット（セットＧ、Ｈ、およびＩ）を有する。第１のセットのクロスオーバポイントはセットＢとセットＣとの間と、セットＤとセットＥとの間にある。第２のセットのクロスオーバポイントは、セットＨとセットＩとの間とセットＩの後にある。出力は、順序付けられたサブセット（セットＢ、Ｉ、およびＥのコピー）を有する新しいセット（セットＡのコピー）でありえる。２つよりも多いクロスオーバポイントを有する他の例示的なセット生成器機能が考慮されてもよい。

ここで例示的な図４４を参照すると、図４４は、例示的なキッチンプランレイアウトを示し得る。キッチンデザインのための部屋は、長さ４４０２および幅４４０４（ｘ、ｙ）などの全体寸法、開放側４４０６、３つの壁、および壁のうちの１つにおける１つの窓４４０８を有する。キッチンデザインは、ベースキャビネットユニット４４１０、壁キャビネットユニット４４１２、電化製品４４１４、および窓を有する壁に沿ったシンク４４１６を含むことができる。また、キッチンアイランドキャビネット４４１８と、キッチン壁とキッチンアイランドとの間の通路４４２０と、キッチンアイランドと側壁との間の通路とを含むことができる。

ここで例示的図４５を参照すると、図４５は、図４４に示されるキッチンプランレイアウトデザインを生成するための例示的方法を示し得る。この方法はここでは寸法図として示されているセットのネットワークを生成し、編集することができる。まず、部屋全体はセットＡとして示されてもよく（４５０２）、ここで、幅は空間のｘ寸法に等しくてもよく、高さは空間のｙ寸法に等しくてもよい。次に、空間（セットＡ）は、３つのゾーン（セットＡの順序付けられたサブセットとしてのセットＢ、Ｃ、およびＤ）に分割される（４５０４）。次のステップでは、セットＢのタイプパラメータ（窓を有する壁に沿ったゾーン）が「キッチン壁」などに変更され得る（４５０６）。次の例示的なステップでは、セット、この場合セットＤ（別の空間に開いている部屋の縁の隣のゾーン）が、順序付けられたサブセット（セットＥ、Ｆ、およびＧ）として３つのゾーンに分割され得る（４５０８）。さらに、セットＦのタイプパラメータが、この例示的な実施形態では「キッチンアイランド」などに変更され得る（４５１０）。次の例示的なステップでは、新しい幅パラメータがセットのために設定され得る（４５１２）。この例示的な実施形態では、セットＥ、Ｆ、およびＧの幅が変更された。あるいは、予めプログラムされたキッチンプランレイアウトの標準リストからスタンダードキッチンプランレイアウトタイプを選択することによって、前のステップがスキップされてもよい。

ここで例示的図４６を参照すると、図４６は、例示的な事前プログラムされたサブセットを示し得る。これらのサブセットは、完全に予めプログラムされたキッチンプランレイアウトタイプを可能にすることができる。予めプログラムされたキッチンプランレイアウトまたはセットを使用することによって、ユーザは、キッチンプランレイアウトデザインを生成する際に必要とされるステップの数を減らすことによって時間を節約することができる。さらに、予めプログラムされたセットは、建物のフロアプラン構成を表すセットのネットワークのサブセットである部屋デザインの例でありえる。あらかじめプログラムされたキッチンプランレイアウトは、セットの全体的な部屋の寸法との適合を可能にする相対的かつ標準的な自由寸法パラメータを有すことができる。

次に、例示的な図４７を参照すると、図４７は、キッチン壁レイアウトの一例を示し得る。壁は、幅および高さ（ｘ、ｚ）のような全体寸法を有することができる。壁は、ユーザ定義サイズの１つの窓を有することができる。壁には、電化製品、キャビネットユニット、ベースユニット、ドア付きシンクベースキャビネットユニット、ドアおよび引き出し付きの２つのベースキャビネットユニット、およびベースキャビネットユニット上の作業領域が含まれ得る。

ここで例示的な図４８Ａおよび４８Ｂを参照すると、図４８Ａおよび４８Ｂは、図４７に示されるキッチン壁デザインを手動で生成するための例示的な方法を示し得る。図４８Ａは寸法図面を使用する方法を示し得り、図４８Ｂは層状グラフを使用する方法を示し得る。例示的な最初のステップでは、アルゴリズムが空間のｘ寸法に等しい幅および空間のｚ寸法に等しい高さを有する新しいセットＡを作成することができる（４８０２）。セットＡは、ここに示された例におけるサブセットＢ、Ｃ、およびＤのような順序付けられたサブセットに分割されてもよい。セットＣは固定された位置および幅パラメータを有するカラムであってもよく、２つのサブセットＥおよびＦに分割されてもよい。セットＥは固定された高さパラメータを有する窓ゾーンを示してもよい。次の例示的なステップでは、追加の電化製品およびキャビネットユニットが追加され得る（４８０４）。他の例示的なステップでは、カラムが壁ユニットおよびベースユニットに追加され得る（４８０６）。これらは、セットのネットワークに追加され得る。次の例示的な工程では、壁ユニット作業領域およびベースユニットがグループ化され得る（４８０８）。次の例示的なステップでは、ドア、引出し、および固定パネルがセットのネットワークに追加され得る（４８１０）。最後の例示的なステップでは、セットｂ、ｃ、およびＰによって表されるドアの幅が等しくされ得る。アルゴリズムは、セットｂ、ｃ、およびＰの幅が等しく、セットＰおよびＫの幅の合計がそれらの親セットＪの幅に等しくなるように、セットｂ、ｃ、Ｐ、およびＫ（セットｂおよびｃの親セット）について新しい幅値を計算する。

ここで例示的な図４９を参照すると、図４９は、セット編集機能を呼び出すことによってセットを自動的に生成するための例示的な方法を示し得る。この例では、構成要素、ユニット、カラム、およびキッチンの壁はそれらのセットタイプに特有の次元および無次元パラメータの範囲を有するセットであってもよい。構成要素はユニットのサブセットであってもよく、ユニットはカラムのサブセットでありえる。これらのセットのためのパラメータは、可能な値の領域からランダムに選択され得る。可能な値の範囲内の任意の１つの値が選択されえる確率は、いくつかの値が他の値よりも選択されえる確率を増加させるために重み付けすることができる。最適な重みは、アルゴリズムのプログラマによって選択されてもよく、ユーザによって入力された可変値から計算されてもよく、または機械学習アルゴリズムを使用して決定されてもよい。この例示的な実施形態では、キッチン壁セットが所定の全体寸法を使用して生成され得る。キッチン壁の層状グラフは、効率的な分析および将来のセット編集のために、正規化および最適化され得る。セットのネットワークは、ヒューリスティックアルゴリズム、メタヒューリスティックアルゴリズム、および／または最適化アルゴリズムを使用して自動的に生成され得る。

ここで例示的な図５０を参照すると、図５０は、図４９に記載される方法によって体系的に生成された例示的なキッチン壁デザインを示し得る。この例では、ユニットタイプおよび他のパラメータのランダムな選択において使用される重みのいくつかは、壁の全体寸法および電化製品の必要数などのユーザ定義値によって決定され得る。ヒューリスティクスは統合され得り、許容可能なデザインソリューションが効率的に生成される。例えば、この例におけるセットＧは、必要な電化製品であってもよく、１つの電化製品のみが許可されてもよい。セットＡのサブセットを繰り返すとき、電化製品が任意の所与のサブセットに追加される確率は、サブセットの数で分割されたセットの配列内のサブセットのインデックス値であり、セットのネットワーク内に電化製品が含まれることを保証する。このアルゴリズムは、世代を通して選択ウェイトを調整することができる。例えば、電化製品がセットのネットワークに追加されるとき、他の電化製品が追加される確率は、ゼロに調整されてもよく、複数の電化製品でのソリューションの排除を保証する。

ここで例示的な図５１を参照すると、図５１は、セットデザインを自動的に生成および選択するための遺伝的アルゴリズムの利用を示し得る。この工程に続いて、個々のセットの初期集団は、初期セット生成機能を用いて自動的に生成され得る。集団における個々のセット各々の適正値が算出され得る。適正値は、デザインの審美的及び機能的要件のような、ユーザ入力によって重み付けされた複数のファクタから計算され得る。例示的なデザイン審美性は、縦外観の選択であってもよく、これは狭いセット比率を有するセットのネットワークをもたらす。図５０に示される例では、連続作業領域長がより高く計算されたソリューションに対して、機能適正値が高くなり得る。他の適正機能は、選択されたセットタイプが可変量の材料および構造の複雑さを有する物理品を表すとき、コストであってもよい。

ここで例示的な図５２を参照すると、図５２は、適正値を有する個々の集団の一例を示し得る。集団の適正値を計算した後、アルゴリズムはプロセスを終了し、現在の集団から個々に戻るか、または新たな集団を生成するかのいずれかを決定することができる。この決定を行うための例示的な要因には、コンピューティングリソースの制限、世代数の制限、最小限に実行可能なデザインソリューションの存在、または現在の集団と以前の集団との間のスコアの最小差が含まれ得る。新しい集団を生成するために、遺伝的アルゴリズムは自然選択によって着想されるプロセスに従うことができ、この自然選択では、ネットワーク内のセットのネットワークおよびセットのパラメータが個々の遺伝子型を表し、ユニットの収集およびセットのネットワーク内のセットに関連するそれらのパラメータのセットが表現型を表し、セットのネットワークの新しい母集団が前の世代からセットのネットワークを選択することによって生成される。各々の選択は、表現型の適正値によって確率的に決定される。選択されたセットのネットワークおよびそれらのパラメータは、クロスオーバーおよび突然変異オペレータで変更され、新しい世代が形成される。この例では、遺伝的アルゴリズムのクロスオーバーおよび突然変異オペレータがセット生成機能およびセット編集機能である。

ここで例示的な図５３Ａおよび５３Ｂを参照すると、遺伝的アルゴリズムによるセット生成機能の実装が示され得る。キッチン壁セットの生成は、１つ以上の入力セットによりもたらされてもよい。この例示的な実施形態では、入力セットがセットの集団から選択され得る。この例示的実施形態では、セット生成機能が、図４２に示されるセット生成機能と同様の一点クロスオーバー機能であり、これは第１の入力セットのクロスオーバポイントが順序付けられたセットＤとＥとの間であり、第２の入力セットのクロスオーバポイントが順序付けられたセットｆとｇとの間である。

ここで例示的な図５４を参照すると、図５４は、入力セットの突然変異としての例示的出力セットを示し得る。突然変異バージョンは、遺伝的アルゴリズムによって選択されたセット編集機能を用いて達成され得る。この例では、入力セットが、図３９に示したセット編集機能を用いた入力（セットＭ、Ｎ、Ｕ、Ｖ、ｄ、ｅ）の壁キャビネットドアのグループ化、図３４に示したセット編集機能を用いたこれらのドアの幅の等分化、図３１に示したセット編集機能を用いたベースキャビネット（セットＬ）の引き出し数の変更、図３３に示したセット編集機能を用いたシンクキャビネット（セットＸ）のドアの幅の変更、および図３６に示したセット編集機能を用いたシンクキャビネット（固定パネルおよび２ドア）からベースキャビネット（１ドア）へのキャビネット（セットＣ）のタイプ変更によって編集される。

ここで例示的な図５５を参照すると、セットのネットワークとして構造化された２次元または３次元の問題空間における問題に対するソリューションを見つけるためのインターフェースの作成および使用の方法が示されている。例示的な問題空間は、キッチンのような空間内の注文キャビネットの調整とデザインでありえる。キャビネットは三次元の製品であり、キッチンは三次元空間であるが、キャビネットの全体セットのデザインは調整された二次元デザイン問題空間（１つの平面と１つ以上の立面）に分けられ得る。ドア及び引き出しのような周辺物のデザイン及び調整を必要とする単一のキャビネットは、二次元問題空間に関するデザイン問題の他の例でありえる。

多次元デザイン問題を確認した後、問題空間のためのユーザインターフェースは、セットのネットワークおよびセットのネットワークを生成および編集するための機能として構築される。インターフェースを使用すると、インターフェースの経験度や問題空間の知識が異なるユーザは、インターフェースによって提供されるデザイン支援を使用して問題ソリューションを手動で生成するか、または最小限の入力で自動的にソリューションを生成するようにソフトウェアに指示するかのいずれかを決定できる。最小入力から自動的に生成される例示的なソリューションは、サイズおよび体積、または他の寸法、ならびに非寸法要件などの、ユーザ入力から生成されるドアおよび引き出しを有するキャビネットデザインであってもよい。ソフトウェアは質問－エアフォームまたは口頭指示でユーザによって提供される最小限の入力から、より詳細なデザイン要件を自動的に決定することができる。例示的な言語指示は、「３つの大きなポット、１０個の小さなプレートおよびナイフを納めるキャビネットが必要」または「水平ラインを持つキッチンが欲しい」であってもよい。ヒューリスティックスおよび／または機械学習アルゴリズムと共に自然言語処理アルゴリズムを使用することにより、ソフトウェアは、これらの入力から体積および面積要件だけでなく、自動的にユニット比率を決定または近似することができ、これらの要件を、全体的なキッチンおよび／またはキャビネットデザインソリューションを自動的に生成するための適正基準として使用することができる。

ユーザがソリューションに満足できない場合、ユーザは、インターフェースによって提供されるデザイン支援を用いて手動でソリューションを編集するか、または追加の入力を用いてソリューションを自動的に編集するようにソフトウェアに指示するか、のいずれかを決めることができる。機械学習アルゴリズム（オブジェクト認識アルゴリズムなど）は全体的なキッチンスタイルを認識し、特定のタイプの量的および質的入力のためのソリューションの生成を支援するように訓練されえる。例えば、ユーザは、別のキッチン又は他のキッチンと同様の質的外観を有することに加えて、それらの量的要件に適合するキッチンデザインを自動的に生成するようにソフトウェアに指示することができる。

二次元デザイン問題空間のための前述の特徴を有する他の例示的なインターフェースは、プロモーションチラシ、ステイショナリィ、およびウェブページレイアウトなどの組織されたデザイン要素を有するバーチャルおよび物理的媒体を含むことができる。これらの例示的なインターフェースは、ユーザが標準テンプレートのキュレートされたセットからしか選択することができない現在の技術よりも望ましい。

例示的な三次元デザイン問題は、階間のデザイン調整を必要とする複数階を有する建物全体デザインである。このデザイン問題のための問題空間は、セットの三次元ネットワークとして構築することができる。建物全体のデザインの自動生成において、ソフトウェアは、適合性を決定する際に建物全体の分析を実行することができる。建物の例示的な分析には、建物の他の敷地要素（道路、他の建物、木などの遮光要素、および眺望）に対する相対的な大きさおよび位置、生活安全解析、コードコンプライアンス、およびエネルギー解析が含まれる。

前述の説明および添付の図面は、本発明の原理、好ましい実施形態および動作モードを示す。しかしながら、本発明は、上述の特定の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。上述の実施形態の追加の変形例は当業者によって理解されるのであろう（例えば、本発明の特定の構成に関連する特徴は代わりに、所望に応じて、本発明の任意の他の構成に関連してもよい）。

したがって、上述の実施形態は、限定的ではなく例示的であるとみなされるべきである。したがって、当業者は、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対する変形を行うことができることを理解されたい。

Claims (17)

1. ユニットを構築するための方法であって、
   デザインインターフェースを含むユーザインターフェースをユーザに提供することと、
   前記デザインインターフェースから、前記ユニットの種類、前記ユニットの長さ、前記ユニットの高さ、前記ユニットの幅、前記ユニットの奥行き、前記ユニットの扉の数、前記ユニットの他の周辺物の数、および前記ユニットの隣接物の数のうちの少なくとも２つを含む、前記ユニットに関する複数のユニットパラメータを受信することと、
   指定された前記複数のパラメータから、指定された前記複数のパラメータを満たす前記ユニットのバーチャルイラストレーションを自動的に構築することと、
   前記複数のユニットパラメータから、前記ユニットを構築するための複数のパーツに関連付けられた前記ユニットのプロジェクトデータを計算することと、
   デジタルアカウントに前記複数のユニットパラメータ、前記プロジェクトデータおよびユーザメタデータのうちの少なくとも２つを保存することと、
   前記ユーザインターフェースから、前記複数のユニットパラメータおよび前記プロジェクトデータの少なくとも一方を含むサプライヤオーダを生成および送信することと、
   前記プロジェクトデータから、前記複数のパーツ、マテリアルリスト、およびユニットアッセンブリデータに関連付けられたプログラム可能な製造マシンのための指示一式を含む、製造データを生成することと、
   前記マテリアルリスト上の材料をプログラム可能な製造マシンに提供することと、
   前記材料から前記複数のパーツを生成するため、前記指示一式を実行することとを含み、
   前記ユニットは、少なくとも１つの親セットおよび複数の子セットを含むセットのネットワークにおけるセットとしてモデル化され、前記少なくとも１つの親セットは全体空間に対応し、各親セットは少なくとも２つの対応する子セットを有し、各子セットは１つの対応する親セットを有する、方法。
2. 前記デザインインターフェースがウェブベースのインターフェースである、請求項１に記載の方法。
3. 前記マテリアルリスト上の前記材料をプログラム可能な製造マシンに提供することは、
   前記マテリアルリストおよび前記指示一式に基づいてマテリアルオーダを生成することと、
   前記マテリアルオーダをマテリアルサプライヤに提供することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記ユニットアッセンブリデータに基づいて前記複数のパーツを組み立てることと、
   前記ユニットを前記ユーザに供給することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のパーツの梱包することと、
   前記複数のパーツのラベルを自動生成することと、
   前記複数のパーツを製造者及び前記ユーザの一方に供給することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ユニットが、互いに固定された複数のユニットである、請求項１に記載の方法。
7. 前記指示一式を実行することは、前記パーツのエッジを成形してインターロッキングジョイントを形成することをさらに含み、前記複数のパーツを組み立てることは、前記複数のパーツのエッジをインターロックすることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
8. 前記インターロッキングジョイントが、ハンマーヘッドテノン－ほぞ穴ジョイント、スプライスジョイント、および、ほぞ穴－テノンジョイントのセットの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記各親セットが複数の自由寸法を有し、前記子セットの各々が１つの自由寸法と、前記親セットから対応する前記子セットに継承される少なくとも１つの継承寸法とを有する、請求項１に記載の方法。
10. 複数の前記親セットの各親セットが、第１次元における第１の寸法測定値と、それに関連する複数の子セットとを有し、前記子セットが、前記第１次元における複数の第２の寸法測定値を有し、前記複数の第２の寸法測定値の和が、前記第１の寸法測定値である、請求項１に記載の方法。
11. 前記空間全体のための空間デザインを自動的に生成することをさらに含み、前記空間デザインは複数のユニットから構成され、前記複数のユニットの各ユニットは、各々の子セットによって定義される、請求項１に記載の方法。
12. 前記空間デザインを自動的に生成することは、
    ２つ以上の子セットを識別することと、
    前記２つ以上の子セットに少なくとも１つの重みを割り当てることと、
    前記少なくとも１つの重みに基づいて、自由寸法、継承寸法および前記２つ以上の子セットの各々の位置を生成することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記空間全体のための空間デザインを構築することと、
    前記空間デザインを編集するための指示を受信することと、
    前記空間デザインの受諾または拒否を受信することと、
    前記拒否が受信されたときに反復的なセット編集機能を開始することをさらに含み、前記セット編集機能のいずれかの反復は前記ユーザから受信されるか、または自動的に生成され、前記セット編集機能は、前記受諾が受信された後には開始されない、請求項１に記載の方法。
14. 前記空間デザインを自動的に生成することは、ヒューリスティック、メタヒューリスティック、及び最適化アルゴリズムのうちの少なくとも１つの使用を含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記空間デザインを自動的に生成することは、
    最小区分サイズおよび最大区分サイズに基づいて区分数をランダムに決定することと、
    前記区分数に基づいて、前記複数の子セットの各々のセットを複数の区分に分けることとをさらに含み、各区分は、前記最小区分サイズおよび前記最大区分サイズの間のサイズを有する、請求項１１に記載の方法。
16. 前記ユニットアッセンブリデータは、パーツを識別するための機械語命令および情報を含む、請求項１に記載の方法。
17. パーツを結合するための接続に関連付けられたジョイントデータを計算することをさらに含み、前記ジョイントデータは、前記ユニットの長さ、前記ユニットの高さ、前記ユニットの幅および前記ユニットの奥行きの少なくとも１つに依存する、請求項１に記載の方法。

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