JP7281298B2 - External wall panel design support device - Google Patents
External wall panel design support device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7281298B2 JP7281298B2 JP2019030200A JP2019030200A JP7281298B2 JP 7281298 B2 JP7281298 B2 JP 7281298B2 JP 2019030200 A JP2019030200 A JP 2019030200A JP 2019030200 A JP2019030200 A JP 2019030200A JP 7281298 B2 JP7281298 B2 JP 7281298B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- division pattern
- pattern
- crosspiece
- division
- arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、建物の外壁パネルの設計支援装置の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a design support device for outer wall panels of a building.
従来、建物の外壁パネルの設計支援装置の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
2. Description of the Related Art Conventionally, the technology of a design support device for outer wall panels of a building is publicly known. For example, it is as described in
特許文献１には、住宅の外壁パネルの形状や模様等のデータを蓄積し、蓄積したデータを加工又は流用することにより、外壁パネルの姿図を自動生成する技術が開示されている。特許文献１においては、これにより、設計者の手操作による作業負担を削減し、生産が行われるまでの準備期間の短縮化を図ることができるとされている。
しかしながら、外壁パネルの外郭形状の種類が増加すると、外壁パネルの骨組みを構成する桟材の配置パターンが多様化する。さらに、外壁パネルに換気孔や設備開口などの開口部が形成される場合、桟材の配置パターンはさらに多様化し、膨大な組み合わせの配置パターンが存在することとなる。このため、特許文献１に記載の技術のように、蓄積したデータを加工又は流用するだけでは、膨大な組み合わせの桟材の配置パターンから適切な配置パターンを決定することが困難となる。このため、配置パターンの設計に係る負担が増加するという問題があった。
However, with an increase in the number of types of outer wall panel contour shapes, the arrangement patterns of the crosspieces forming the framework of the outer wall panel diversify. Furthermore, when openings such as ventilation holes and facility openings are formed in the outer wall panel, the arrangement pattern of the crosspieces becomes more diversified, resulting in a huge number of combinations of arrangement patterns. For this reason, it is difficult to determine an appropriate arrangement pattern from a huge number of combinations of arrangement patterns of crosspieces by simply processing or using accumulated data as in the technique described in
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、桟材の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる外壁パネルの設計支援装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a device for supporting the design of exterior wall panels that can reduce the burden associated with the design of the arrangement pattern of crosspieces. is.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above, and the means for solving these problems will now be described.
即ち、請求項１においては、外壁パネルの外郭を構成する外郭フレーム、及び当該外郭フレームによって囲繞された架構面内に設けられた桟材を有する外壁パネルの設計支援装置であって、前記架構面内に前記桟材が配置された、前記桟材の配置パターンを設計する配置パターン設計手段を具備し、前記配置パターン設計手段は、遺伝的アルゴリズムに基づいて、前記架構面内に当該架構面を分割するための仮想線を引くことにより、前記架構面が少なくとも１の矩形状の領域を含む複数の領域に分割された分割パターンを設計する分割パターン設計手段と、設計された前記分割パターンにおける複数の前記領域それぞれにおいて当該領域内に前記桟材を配置することにより、前記配置パターンを設計する領域毎設計手段と、を具備するものである。
That is, in
請求項２においては、前記分割パターン設計手段は、複数の前記分割パターンをランダムに生成する分割パターン生成手段と、前記分割パターン生成手段によって生成された複数の前記分割パターンを用いて前記分割パターンを決定する決定処理を行う分割パターン決定手段と、を具備するものである。
In
請求項３においては、前記架構面内において前記桟材の配置が禁止される配置禁止領域の情報を入力する情報入力手段を具備し、前記分割パターン設計手段は、前記配置禁止領域を避けるようにして、前記仮想線を引くことにより、前記分割パターンを設計するものである。
In
請求項４においては、前記分割パターン生成手段は、前記仮想線が、前記配置禁止領域を囲繞するように、かつ、当該配置禁止領域の外周縁に沿うように配置された前記分割パターンを生成するものである。
In
請求項５においては、前記分割パターン生成手段は、複数の前記仮想線のそれぞれを順に配置することにより前記分割パターンを生成するものであり、配置しようとする前記仮想線が前記外郭フレーム又は既に配置済みの他の前記仮想線に突き当たるまで延伸させるようにして前記分割パターンを生成するものである。
In
請求項６においては、前記分割パターン設計手段は、前記分割パターン生成手段によって生成された前記分割パターンを、前記仮想線の配置順を示す文字の並びにより表現する表現処理を行う表現処理手段を具備し、前記分割パターン決定手段は、前記表現処理が行われた前記分割パターンを用いて前記分割パターンを決定するものである。
In
請求項７においては、前記表現処理手段は、前記並びにおける前記文字の位置と前記仮想線の配置位置とが対応するように、前記分割パターンを表現するものである。
In
請求項８においては、前記表現処理手段は、前記配置禁止領域が複数設けられる場合、前記配置禁止領域それぞれに対して前記並びを生成し、前記配置禁止領域それぞれの前記並びを所定の規則に基づいて連結することにより、前記分割パターンを表現するものである。
In
請求項９においては、前記分割パターン設計手段は、前記仮想線として前記桟材を配置することにより前記架構面を分割し、前記分割パターン決定手段による前記決定処理は、前記分割パターン生成手段によって生成された前記配置パターンの中から、評価関数を用いて算出される評価が高い前記分割パターンを選択する処理を含んでおり、前記評価関数は、前記架構面を分割するために配置される複数の前記桟材の長さの合計が短いほど前記評価が高くなるように構成されるものである。 In claim 9, the division pattern designing means divides the frame surface by arranging the crosspieces as the virtual lines, and the determination processing by the division pattern determination means is generated by the division pattern generation means. selecting the division pattern having a high evaluation calculated using an evaluation function from among the arrangement patterns obtained, wherein the evaluation function is a plurality of patterns arranged to divide the frame plane. The shorter the total length of the crosspiece, the higher the evaluation.
請求項１０においては、前記配置禁止領域は、開口部として形成されるものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects are obtained.
請求項１においては、矩形状の領域において桟材の配置パターンが単純化されるため、桟材の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる。
In
請求項２においては、分割パターンの設計に係る負担を軽減することができ、ひいては桟材の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる。
In
請求項３においては、配置禁止領域に桟材が配置されないようにすることができる。
In
請求項４においては、仮想線によって配置禁止領域の外周縁を構成することができる。
In
請求項５においては、仮想線上に桟材を配置することで、外壁パネルの強度を向上させることができる。
In
請求項６においては、架構面の分割パターンを適切に表現することができ、ひいては分割パターンを決定し易くすることができる。
In
請求項７においては、架構面の分割パターンをより適切に表現することができ、ひいては分割パターンを決定し易くすることができる。
In
請求項８においては、配置禁止領域が複数設けられる場合であっても、架構面の分割パターンを適切に表現することができ、ひいては分割パターンを決定し易くすることができる。
In
請求項９においては、桟材の長さの合計が短い分割パターンが分割パターンとして決定されるので、コストの低減を図ることができる。 In the ninth aspect, the division pattern with the shortest total length of the crosspiece is determined as the division pattern, so that the cost can be reduced.
請求項１０においては、仮想線によって開口部の外周縁を構成することができる。
In
以下では、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係る設計支援装置１００を用いて設計及び製造される外壁パネル１の構成について説明する。
The configuration of the
外壁パネル１は、住宅等の建物の外壁を構成する部材である。外壁パネル１は、正面視矩形状に形成される。外壁パネル１は、主として外装面材１０、外郭フレーム２０、第一桟材３０及び第二桟材４０を具備する。なお、外壁パネル１は、屋内面側（前側）にも面材を備えることができるが、図１及び図２においては図示を省略している。
The
外装面材１０は、外壁パネル１のうち屋外側に位置する部分である。外装面材１０は、正面視矩形板状に形成される。外装面材１０は、開口部１１を具備する。
The
開口部１１は、外装面材１０の一部が開口するように形成された部分である。開口部１１は、換気孔、設備開口、サッシ開口、玄関出入口等の役割を果たすために設けられる。開口部１１は、外装面材１０を前後方向に貫通するように形成される。開口部１１は、正面視矩形状に形成される。開口部１１は、外装面材１０の略中央に形成される。
The
外郭フレーム２０は、外壁パネル１の外郭を構成するものである。外郭フレーム２０は、正面視矩形の枠状に形成される。外郭フレーム２０は、外装面材１０を囲むように形成される。外郭フレーム２０は、外装面材１０の外周縁（矩形の４辺）に沿うように形成される。図２（ｂ）に示すように、外郭フレーム２０によって囲繞された領域が、架構面２１となる。
The
第一桟材３０は、外壁パネル１の骨組みの一部を構成するものである。第一桟材３０は、角柱状に形成される。第一桟材３０は、架構面２１内に設けられる。第一桟材３０の両端部は、外郭フレーム２０又は他の第一桟材３０に固定される。第一桟材３０は、開口部１１を避けるようにして配置される。より詳細には、第一桟材３０は、開口部１１を囲むように、かつ、開口部１１の外周縁（矩形の４辺）に沿うように配置される。このように設けられた第一桟材３０によって、開口部１１の外周縁を構成することができる。
The
第二桟材４０は、外壁パネル１の骨組みの一部を構成するものである。第二桟材４０は、角柱状に形成される。第二桟材４０は、外郭フレーム２０及び第一桟材３０で囲まれた領域内に設けられる。第二桟材４０の両端部は、外郭フレーム２０又は第一桟材３０に固定される。第二桟材４０は、長手方向を上下方向又は左右方向に向けて配置される。
The
上記のように構成された外壁パネル１は、設計支援装置１００によって設計（設計支援）が行われ、この設計に基づいて製造される。以下では、図３を用いて、本発明の一実施形態に係る設計支援装置１００の構成について説明する。
The
本発明の一実施形態に係る設計支援装置１００は、外壁パネル１を設計（外壁パネル１の設計を支援）するものである。設計支援装置１００としては、例えばパーソナルコンピュータが用いられる。設計支援装置１００は、情報入力手段２００及び配置パターン設計手段３００を具備する。
A
情報入力手段２００は、外壁パネル１の基本情報を入力するためのものである。この基本情報には、外壁パネル１の形状の情報や、開口部１１の形状や位置の情報が含まれる。
The information input means 200 is for inputting basic information of the
配置パターン設計手段３００は、第一桟材３０及び第二桟材４０の配置パターンを設計するものである。本明細書において、「配置パターン」とは、第一桟材３０及び第二桟材４０がどのように配置されるか（第一桟材３０及び第二桟材４０の数、第一桟材３０及び第二桟材４０それぞれの形状及び位置等）を示すものである。配置パターン設計手段３００は、分割パターン設計手段３１０及び領域毎設計手段３２０を具備する。
The layout pattern designing means 300 designs layout patterns of the
分割パターン設計手段３１０は、分割パターンを設計するものである。本明細書において、「分割パターン」とは、架構面２１が複数の領域に分割されたものであり、すなわち架構面２１がどのように分割されるかを示すものである。分割パターンにおいて、架構面２１は複数の矩形状の領域に分割される。分割パターンは、遺伝的アルゴリズムに基づいて設計される。分割パターン設計手段３１０は、分割パターン生成手段３１１、表現処理手段３１２及び分割パターン決定手段３１３を具備する。
The division pattern designing means 310 designs division patterns. In this specification, the term "division pattern" refers to the division of the
分割パターン生成手段３１１は、複数の分割パターンをランダムに生成するものである。 The division pattern generation means 311 randomly generates a plurality of division patterns.
表現処理手段３１２は、分割パターン生成手段３１１によって生成された分割パターンを遺伝子表現する表現処理を行うものである。 The representation processing means 312 performs representation processing for genetically representing the division pattern generated by the division pattern generation means 311 .
分割パターン決定手段３１３は、分割パターン生成手段３１１によって生成され、表現処理手段３１２によって表現処理された複数の分割パターンを用いて、適切な分割パターンを決定する決定処理を行うものである。 The division pattern determining means 313 uses a plurality of division patterns generated by the division pattern generation means 311 and expressed by the expression processing means 312 to perform determination processing for determining an appropriate division pattern.
領域毎設計手段３２０は、分割パターン設計手段３１０によって設計された分割パターンにおける複数の領域それぞれにおいて、配置パターンを設計するものである。 The area-by-area design means 320 designs an arrangement pattern for each of a plurality of areas in the division pattern designed by the division pattern design means 310 .
次に、図４から図１３を用いて、設計支援装置１００を用いた外壁パネル１の設計方法について、具体的に説明する。
Next, a method for designing the
まず、外壁パネル１の基本情報の入力が行われる（図４に示すステップＳ１０）。基本情報は、情報入力手段２００により入力される。図５に示すように、基本情報には、外壁パネル１の形状（幅Ｗ及び高さＨの寸法）、開口部１１の形状（幅Ｗ及び高さＨの寸法）及び位置が含まれる。ここで、外壁パネル１の幅Ｗは当該外壁パネル１の左右方向の長さであり、外壁パネル１の高さＨは当該外壁パネル１の上下方向の長さである。開口部１１の幅Ｗは当該開口部１１の左右方向の長さであり、開口部１１の高さＨは当該開口部１１の上下方向の長さである。開口部１１の位置は、正面視における外壁パネル１の左下角部を原点とし、この原点を基準としたＸＹ座標として表される。図５において、Ｘ１及びＹ１は、外壁パネル１及び開口部１１の左下角部の位置を示すものであり、Ｘ２及びＹ２は、外壁パネル１及び開口部１１の右上角部の位置を示すものである。
First, basic information of the
次に、設計制約条件の入力を行う（図４に示すステップＳ２０）。設計制約条件は、情報入力手段２００により入力される。「設計制約条件」とは、後述するステップＳ３０（より詳細にはステップＳ３１）において分割パターンを生成する際のルールである。具体的には、設計制約条件には、以下に示す（１）～（３）の内容が含まれる。 Next, design constraint conditions are input (step S20 shown in FIG. 4). Design constraints are input by the information input means 200 . The “design constraint” is a rule for generating division patterns in step S30 (more specifically, step S31), which will be described later. Specifically, the design constraints include the following (1) to (3).
（１）分割パターンは、開口部１１を避けるようにして仮想線を引く（配置する）ことにより生成される。より詳細には、仮想線は、開口部１１を囲むように、かつ、開口部１１の外周縁（矩形の４辺）に沿って配置される。よって、１つの開口部１１につき４本の仮想線が配置されることとなる。本実施形態においては、仮想線として第一桟材３０が配置される。
（２）各第一桟材３０の長さ及び位置については、４本の第一桟材３０の長さ及び位置を一度に決定するのではなく、１本ずつ第一桟材３０の長さ及び位置を決定する。
（３）各第一桟材３０の長さは、当該第一桟材３０を配置しようとする場所及び時点において、最長の長さとなるように決定される。すなわち、各第一桟材３０は、外郭フレーム２０又は既に配置済みの他の第一桟材３０に突き当たるまで延伸するように設けられる。
(1) A division pattern is generated by drawing (arranging) imaginary lines so as to avoid
(2) Regarding the length and position of each
(3) The length of each
次に、分割パターンを遺伝的アルゴリズムに基づいて決定する決定処理を行う（図４に示すステップＳ３０）。分割パターンの決定は、配置パターン設計手段３００（分割パターン設計手段３１０）によって行われる。 Next, determination processing is performed to determine a division pattern based on a genetic algorithm (step S30 shown in FIG. 4). The division pattern is determined by the arrangement pattern designing means 300 (division pattern designing means 310).
ここで、ステップＳ２０で入力された設計制約条件を満たすように第一桟材３０を配置する場合、前述の如く、１つの開口部１１につき４本の第一桟材３０が必要となる。分割パターンの数は、第一桟材３０の本数ｎの階乗ｎ！となる。すなわち、開口部１１が１つ設けられる場合、４！＝２４通りとなる。開口部１１が２つ設けられる場合、８！＝約４万通りとなる。開口部１１が３つ設けられる場合、１２！＝約５億通りとなる。開口部１１が４つ設けられる場合、１６！＝約２１兆通りとなる。このように、開口部１１の数が増えるに従い、分割パターンの数（組み合わせ）は膨大となる。このため、仮に分割パターンそれぞれについて一つ一つ適不適を計算するとなると、計算効率が低下し、設計に多くの時間が必要になる。
Here, when arranging the
そこで、本実施形態においては、分割パターンを遺伝的アルゴリズムに基づいて決定する。以下、分割パターンの決定処理（ステップＳ３０）について、図６を用いて具体的に説明する。なお、前述の如く、遺伝的アルゴリズムに基づく決定処理は、開口部１１の数が多い場合（すなわち、分割パターンの数が膨大である場合）に特に有用であるが、説明の平易化のために開口部１１が１つである例（図１及び２参照）を挙げて説明を行う。
Therefore, in this embodiment, the division pattern is determined based on a genetic algorithm. The division pattern determination process (step S30) will be specifically described below with reference to FIG. As described above, the determination process based on the genetic algorithm is particularly useful when the number of
まず、図６に示すステップＳ３１において、配置パターン設計手段３００（分割パターン生成手段３１１）は、複数の分割パターン（個体）をランダムに生成する。このステップにおいて、配置パターン設計手段３００（分割パターン生成手段３１１）は、考え得る膨大な数の分割パターンのうち、いくつかの分割パターンをランダムに生成する。ここでは、Ｎ個の分割パターンを生成するものとする。この処理において、分割パターン（個体）は、ステップＳ１０で入力された外壁パネル１の基本情報、及びステップＳ２０で入力された設計制約条件に基づいて生成される。当該設計制約条件に基づいて第一桟材３０が配置されることにより、架構面２１は複数の矩形状の領域に分割される。
First, in step S31 shown in FIG. 6, the layout pattern designing means 300 (division pattern generation means 311) randomly generates a plurality of division patterns (individuals). In this step, the arrangement pattern designing means 300 (division pattern generation means 311) randomly generates some division patterns out of a huge number of possible division patterns. Here, it is assumed that N division patterns are generated. In this process, the division pattern (individual) is generated based on the basic information of the
ステップＳ２０で入力された設計制約条件に基づいて第一桟材３０を配置する場合、開口部１１の４辺に沿う第一桟材３０をどのような順番で配置するかによって、異なる分割パターンが生成されることとなる。以下では、１番目に配置される桟材を第一桟材３０ａ、２番目に配置される桟材を第一桟材３０ｂ、３番目に配置される桟材を第一桟材３０ｃ、４番目に配置される桟材を第一桟材３０ｄということとする。
When the
図７は、第一桟材３０が、正面視において開口部１１の左辺、上辺、右辺、下辺の順に（正面視時計回りに）配置された場合の分割パターン（第１パターン）を示している。まず、１番目の第一桟材３０ａが、開口部１１の左辺に沿って（長手方向を上下方向に向けて）配置される。このとき、他の第一桟材３０は未だ配置されていないので、第一桟材３０ａは外郭フレーム２０に突き当たるまで延伸させるように配置される。つまり、第一桟材３０ａの上端は外郭フレーム２０の上端に当接し、第一桟材３０ａの下端は外郭フレーム２０の下端に当接するように、第一桟材３０ａが配置される。
FIG. 7 shows a division pattern (first pattern) when the
次に、２番目の第一桟材３０ｂが、開口部１１の上辺に沿って（長手方向を左右方向に向けて）配置される。このとき、第一桟材３０ａが既に配置済みであるので、第一桟材３０ｂは第一桟材３０ａ及び外郭フレーム２０に突き当たるまで延伸させるように配置される。つまり、第一桟材３０ｂの左端は既に配置済みの第一桟材３０ａと当接するように、第一桟材３０ｂの右端は外郭フレーム２０の右端に当接するように、第一桟材３０ｂが配置される。
Next, the second
次に、３番目の第一桟材３０ｃが、開口部１１の右辺に沿って（長手方向を上下方向に向けて）配置される。このとき、第一桟材３０ｂが既に配置済みであるので、第一桟材３０ｃは第一桟材３０ｂ及び外郭フレーム２０に突き当たるまで延伸させるように配置される。つまり、第一桟材３０ｃの上端は第一桟材３０ｂに当接し、第一桟材３０ｃの下端は外郭フレーム２０の下端に当接するように、第一桟材３０ｃが配置される。
Next, the third
次に、４番目の第一桟材３０ｄが、開口部１１の下辺に沿って（長手方向を左右方向に向けて）配置される。このとき、第一桟材３０ａ及び第一桟材３０ｃが既に配置済みであるので、第一桟材３０ｄは第一桟材３０ａ及び第一桟材３０ｃに突き当たるまで延伸させるように配置される。つまり、第一桟材３０ｄの左端は第一桟材３０ａに当接し、第一桟材３０ｄの右端は第一桟材３０ｃに当接するように、第一桟材３０ｄが配置される。
Next, the fourth
このようにして、図７に示すような第一桟材３０の第１パターン（個体）が生成される。
In this way, the first pattern (individual) of the
図８は、第一桟材３０が、正面視において開口部１１の左辺、上辺、下辺、右辺の順に配置された場合の分割パターン（第２パターン）を示している。
FIG. 8 shows a division pattern (second pattern) in which the
１番目の第一桟材３０ａ及び２番目の第一桟材３０ｂは、図７に示す第１パターンと同様に配置される。
The first
次に、３番目の第一桟材３０ｃが、開口部１１の下辺に沿って（長手方向を左右方向に向けて）配置される。このとき、第一桟材３０ａが既に配置済みであるので、第一桟材３０ｃは第一桟材３０ａ及び外郭フレーム２０に突き当たるまで延伸させるように配置される。つまり、第一桟材３０ｃの左端は第一桟材３０ａに当接し、第一桟材３０ｃの右端は外郭フレーム２０の右端に当接するように、第一桟材３０ｃが配置される。
Next, the third
次に、４番目の第一桟材３０ｄが、開口部１１の右辺に沿って（長手方向を上下方向に向けて）配置される。このとき、第一桟材３０ｂ及び第一桟材３０ｃが既に配置済みであるので、第一桟材３０ｃは第一桟材３０ｂ及び第一桟材３０ｃに突き当たるまで延伸させるように配置される。つまり、第一桟材３０ｄの上端は第一桟材３０ｂに当接し、第一桟材３０ｄの下端は第一桟材３０ｃに当接するように、第一桟材３０ｄが配置される。
Next, the fourth
このようにして、図８に示すような第一桟材３０の第２パターン（個体）が生成される。
In this way, the second pattern (individual) of the
図９は、第一桟材３０が、正面視において開口部１１の左辺、右辺、上辺、下辺の順に配置された場合の分割パターン（第３パターン）を示している。図１０は、第一桟材３０が、正面視において開口部１１の左辺、下辺、右辺、上辺の順に配置された場合の分割パターン（第４パターン）を示している。図１１は、第一桟材３０が、正面視において開口部１１の上辺、右辺、下辺、左辺の順に配置された場合の分割パターン（第５パターン）を示している。図９、図１０及び図１１においても、前記設計制約条件に基づいて１本ずつ第一桟材３０が配置されることにより、分割パターン（個体）が生成される。
FIG. 9 shows a division pattern (third pattern) when the
このようにして、例えば図７から図１１に示すようなＮ個のランダムな分割パターンが、現世代の分割パターン（個体）として生成される。なお、ステップＳ３１の処理は、分割パターンを生成するものであるが、第一桟材３０を用いて架構面２１を分割するものであるので、第一桟材３０の配置パターンを設計する処理ともいえる。配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３１の処理を行った後、ステップＳ３２に移行する。
In this way, for example, N random division patterns as shown in FIGS. 7 to 11 are generated as division patterns (individuals) of the current generation. Note that the process of step S31 is for generating a division pattern, but since it is for dividing the
図６に示すステップＳ３２において、配置パターン設計手段３００（表現処理手段３１２）は、ステップＳ１０で生成されたＮ個の分割パターン（個体）を遺伝子表現する表現処理を行う。 At step S32 shown in FIG. 6, the arrangement pattern designing means 300 (representation processing means 312) performs representation processing for genetically representing the N division patterns (individuals) generated at step S10.
分割パターン（個体）の遺伝子表現には、順序数表現が用いられる。具体的には、分割パターン（個体）は、第一桟材３０の配置順を示す１～ｎの整数を遺伝子として表現される。そして、分割パターン（個体）は、当該遺伝子の並び（数字列）により表現される。ここで、配置順とは、ステップＳ３１において分割パターンが生成される際に、各第一桟材３０が配置される順番のことをいう。つまり、１番目に配置される第一桟材３０ａの配置順を示す整数は「１」である。２番目に配置される第一桟材３０ｂの配置順を示す整数は「２」である。３番目に配置される第一桟材３０ｃの配置順を示す整数は「３」である。４番目に配置される第一桟材３０ｄの配置順を示す整数は「４」である。
Ordinal number representation is used for the gene representation of the division pattern (individual). Specifically, the division patterns (individuals) are represented by integers from 1 to n indicating the arrangement order of the
そして、前記数字列においては、配置順を示す整数（１～ｎ）が所定の順番で並べられる。配置順を示す整数（１～ｎ）は、前記数字列における当該整数（１～ｎ）の位置と、第一桟材３０の配置位置とが対応するように並べられる。具体的には、前記数字列においては、開口部１１の左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順を示す整数、開口部１１の上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順を示す整数、開口部１１の右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順を示す整数、開口部１１の下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順を示す整数、の順（開口部１１の左辺から正面視時計回り）で並べられる。
In the number string, integers (1 to n) indicating the arrangement order are arranged in a predetermined order. The integers (1 to n) indicating the arrangement order are arranged so that the positions of the integers (1 to n) in the number string correspond to the arrangement positions of the
例えば、図７に示す第１パターンにおいては、開口部１１の左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は１番目、開口部１１の上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は２番目、開口部１１の右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は３番目、開口部１１の下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は４番目である。よって、図７に示す第１パターンは、［１，２，３，４］と遺伝子表現される。
For example, in the first pattern shown in FIG. 7, the
図８に示す第２パターンにおいては、開口部１１の左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は１番目、開口部１１の上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は２番目、開口部１１の右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は４番目、開口部１１の下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は３番目である。よって、図８に示す第２パターンは、［１，２，４，３］と遺伝子表現される。
In the second pattern shown in FIG. 8, the
図９に示す第３パターンにおいては、開口部１１の左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は１番目、開口部１１の上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は３番目、開口部１１の右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は２番目、開口部１１の下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は４番目である。よって、図９に示す第３パターンは、［１，３，２，４］と遺伝子表現される。
In the third pattern shown in FIG. 9, the
図１０に示す第４パターンにおいては、開口部１１の左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は１番目、開口部１１の上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は４番目、開口部１１の右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は３番目、開口部１１の下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は２番目である。よって、図１０に示す第４パターンは、［１，４，３，２］と遺伝子表現される。
In the fourth pattern shown in FIG. 10, the
図１１に示す第５パターンにおいては、開口部１１の左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は４番目、開口部１１の上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は１番目、開口部１１の右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は２番目、開口部１１の下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は３番目である。よって、図１１に示す第５パターンは、［４，１，２，３］と遺伝子表現される。
In the fifth pattern shown in FIG. 11, the
配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３２の処理を行った後、ステップＳ３３に移行する。 After performing the process of step S32, the layout pattern designing means 300 proceeds to step S33.
図６に示すステップＳ３３において、配置パターン設計手段３００（分割パターン決定手段３１３）は、ステップＳ３２で表現処理された現世代の分割パターン（個体）に対して適応度の評価を行う。適応度とは、その分割パターン（個体）がどれだけ優れているか（ある基準に対してどれだけ適応しているか）を示すものである。適応度は、評価関数を用いて求められる。評価関数は、配置される全て（４つ）の第一桟材３０の長さの合計が短いほど値が大きくなるように、すなわち評価（適応度）が高くなるように構成される。
In step S33 shown in FIG. 6, the arrangement pattern designing means 300 (division pattern determining means 313) evaluates the fitness of the current generation division pattern (individual) expressed in step S32. The degree of fitness indicates how good the division pattern (individual) is (how well it adapts to a certain standard). Fitness is obtained using an evaluation function. The evaluation function is configured such that the shorter the total length of all (four)
配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３３の処理を行った後、ステップＳ３４に移行する。 After performing the process of step S33, the arrangement pattern designing means 300 proceeds to step S34.
図６に示すステップＳ３４において、配置パターン設計手段３００（分割パターン決定手段３１３）は、各分割パターン（個体）の適応度に基づいて、複数の分割パターン（個体）の中から、２つの分割パターン（親）をランダムに選択する。この選択においては、例えば、分割パターン（個体）の適応度が高いほど、選択される確率が高くなるように設定することができる。ここでは、親１の分割パターン（個体）として［１，４，３，２］、親２の分割パターン（個体）として［４，１，２，３］が選択されたとする（図１２参照）。
In step S34 shown in FIG. 6, the arrangement pattern designing means 300 (division pattern determination means 313) selects two division patterns from a plurality of division patterns (individuals) based on the fitness of each division pattern (individual). Randomly select (parents). In this selection, for example, the higher the fitness of the division pattern (individual), the higher the probability of selection. Here, it is assumed that [1,4,3,2] is selected as the division pattern (individual) of
配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３４の処理を行った後、ステップＳ３５に移行する。 After performing the process of step S34, the arrangement pattern designing means 300 proceeds to step S35.
図６に示すステップＳ３５において、配置パターン設計手段３００（分割パターン決定手段３１３）は、ステップＳ３４で選択した現世代の２つの分割パターン（親１及び親２）について交叉を行う。より詳細には、図１２に示すように、まず２つの交叉点がランダムに決定される（手順１）。例えば、遺伝子表現された分割パターンにおいて、左から１番目の整数（遺伝子）と２番目の整数（遺伝子）との間、及び３番目の整数（遺伝子）と４番目の整数（遺伝子）との間が交叉点とされる。そして、２つの交叉点の間の整数（遺伝子）を、２つの分割パターン間で互いに交換する（手順２）。具体的には、親１の遺伝子｜４，３｜と、親２の遺伝子｜１，２｜とを互いに交換する。そして、交叉後の各分割パターンにおいて、整数（遺伝子）が他の整数（遺伝子）と重複しないように任意の方法で再配置を行う（手順３）。個体数がＮ個になるまで上記の動作を繰り返す。こうして、次世代の分割パターンを生成する。
In step S35 shown in FIG. 6, the layout pattern designing means 300 (division pattern determining means 313) crosses over the two current generation division patterns (
配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３５の処理を行った後、ステップＳ３６に移行する。 After performing the process of step S35, the arrangement pattern designing means 300 proceeds to step S36.
図６に示すステップＳ３６において、配置パターン設計手段３００（分割パターン決定手段３１３）は、ステップＳ３５で生成した次世代の分割パターン（個体）に対して適応度の評価を行う。適応度の評価方法は、ステップＳ３３と同様であるので、ここでは説明を省略する。 At step S36 shown in FIG. 6, the arrangement pattern designing means 300 (division pattern determination means 313) evaluates the fitness of the next-generation division pattern (individual) generated at step S35. Since the fitness evaluation method is the same as in step S33, the description is omitted here.
配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３６の処理を行った後、ステップＳ３７に移行する。 After performing the process of step S36, the layout pattern designing means 300 proceeds to step S37.
図６に示すステップＳ３７において、配置パターン設計手段３００（分割パターン決定手段３１３）は、次世代が最終世代（第Ｇ世代）であるか否かを判定する。ここで、最終世代（第Ｇ世代）とは、何世代まで分割パターン（個体）を生成するか（ステップＳ３４からＳ３６までの処理を何度行うか）を示すものであり、「Ｇ（最大世代数）」の値は予め設定される。配置パターン設計手段３００は、次世代が最終世代（第Ｇ世代）でないと判定した場合（ステップＳ３７で「ＮＯ」）、ステップＳ３４に処理を戻す。これにより、ステップＳ３４からＳ３６までの処理がＧ回繰り返され、最終世代（第Ｇ世代）の分割パターン（個体）が生成される。 In step S37 shown in FIG. 6, the arrangement pattern designing means 300 (division pattern determining means 313) determines whether or not the next generation is the final generation (Gth generation). Here, the final generation (Gth generation) indicates how many generations division patterns (individuals) are to be generated (how many times steps S34 to S36 are performed). number)" is set in advance. When the arrangement pattern designing means 300 determines that the next generation is not the final generation (G generation) ("NO" in step S37), the process returns to step S34. As a result, the processing from steps S34 to S36 is repeated G times, and the division pattern (individual) of the final generation (Gth generation) is generated.
配置パターン設計手段３００は、ステップＳ３７において次世代が最終世代（第Ｇ世代）であると判定した場合（ステップＳ３７で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３８に移行する。 When the arrangement pattern designing means 300 determines that the next generation is the last generation (G generation) in step S37 ("YES" in step S37), the process proceeds to step S38.
図６に示すステップＳ３８において、配置パターン設計手段３００（分割パターン決定手段３１３）は、最終世代（第Ｇ世代）の中で最も適応度の高い分割パターン（個体）を、解として出力する。そして、出力された解を、最終的な分割パターンとする。これにより、最終的な分割パターンを決定することができる。 In step S38 shown in FIG. 6, the arrangement pattern designing means 300 (division pattern determination means 313) outputs the division pattern (individual) with the highest adaptability among the last generation (Gth generation) as a solution. Then, the output solution is used as the final division pattern. Thereby, the final division pattern can be determined.
配置パターン設計手段３００は、当該ステップＳ３８の処理を行った後、ステップＳ４０（図４参照）に移行する。 After performing the process of step S38, the arrangement pattern designing means 300 proceeds to step S40 (see FIG. 4).
配置パターン設計手段３００（領域毎設計手段３２０）は、ステップＳ３０で分割した各領域における配置パターンの設計を行う。このステップにおいて、配置パターン設計手段３００（領域毎設計手段３２０）は、適宜の最適化ルールに基づいて、各領域ごとに第二桟材４０の配置パターンを設計する。ここで、最適化ルールとは、第二桟材４０を配置する際のルールである。当該最適化ルールによれば、第二桟材４０は、長手方向を上下方向又は左右方向に向けて配置される。第二桟材４０は、互いに所定の間隔をおいて配置される（図１３参照）。
The arrangement pattern designing means 300 (designing means for each area 320) designs the arrangement pattern in each area divided in step S30. In this step, the arrangement pattern designing means 300 (design means for each area 320) designs the arrangement pattern of the
なお、ここまで、架構面２１を分割するための仮想線として第一桟材３０を配置するもの（ステップＳ３１）として説明してきたが、ステップＳ３１において分割のために仮想線を引き、ステップＳ４０において当該仮想線上に第一桟材３０を配置するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ４０において第二桟材４０の配置パターンのみならず、第一桟材３０の配置パターンを設計するようにしてもよい。
It should be noted that, up to this point, it has been explained that the
当該ステップＳ４０の処理が終わると、図４に示す制御は終了する。 When the process of step S40 ends, the control shown in FIG. 4 ends.
以上のように、本実施形態に係る設計支援装置１００によれば、架構面２１が複雑な形状であっても、複数の矩形状の領域に架構面２１を分割する。これにより、矩形状の領域において第二桟材４０の配置パターンを単純化することができる。したがって、ステップＳ４０における第二桟材４０の配置パターンの設計が容易となる。また、第一桟材３０は分割パターンにおける仮想線上に配置することができる。したがって、第一桟材３０及び第二桟材４０の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる。
As described above, the
また、ステップＳ４０において、各領域に対して同一の最適化ルールを適用できる場合がある。例えば、各領域が互いに同一の又は似た形状（例えば、図９に示す分割パターンにおいて、開口部１１の左側の領域と右側の領域、開口部１１の上側の領域と下側の領域）となる場合などである。このような場合、互いの領域において第二桟材４０の配置パターン（ステップＳ４０）を共通化することができる。したがって、ステップＳ４０における第二桟材４０の配置パターンの設計が容易となり、ひいては第二桟材４０の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる。
Also, in step S40, the same optimization rule may be applied to each region. For example, each region has the same or similar shape (for example, in the division pattern shown in FIG. 9, the regions on the left side and the right side of the
また、分割パターンの決定に遺伝的アルゴリズムを用いることにより、分割パターンの数が膨大となった場合であっても、最適な（最適に近い）分割パターンを決定することができる。このため、分割パターンそれぞれについて一つ一つ適不適を計算する必要がなく、設計に要する時間を短縮することができる。したがって、分割パターンの設計に係る負担を軽減することができる。 Further, by using a genetic algorithm to determine the division pattern, it is possible to determine the optimum (nearly optimum) division pattern even when the number of division patterns is enormous. Therefore, it is not necessary to calculate suitability for each division pattern one by one, and the time required for design can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the burden of designing the division pattern.
また、分割パターン生成手段３１１は、分割パターンの生成において、第一桟材３０が外郭フレーム２０又は他の第一桟材３０に突き当たるまで延伸させる。これにより、第一桟材３０が外壁パネル１の骨組みとなり、外壁パネル１の強度を向上させることができる。
Further, the division pattern generating means 311 extends the
また、表現処理手段３１２は、第一桟材３０の配置順を示す整数（１～ｎ）の数字列（並び）における当該整数（１～ｎ）の位置と、当該第一桟材３０の配置位置（開口部１１の矩形の４辺のうちどの辺に沿って配置されるか）とが対応するように、ランダムに生成された複数の分割パターンを遺伝子表現する。このような遺伝子表現により、第一桟材３０がどのように配置されているかを適切に表現することができる。ひいては、表現処理後に行われる分割パターンの決定をし易くすることができる。
In addition, the representation processing means 312 determines the positions of the integers (1 to n) in the number sequence (arrangement) of the integers (1 to n) indicating the arrangement order of the
また、分割パターンの決定においては、評価関数によって算出される値が高い（評価が高い）分割パターンほど、次世代に残る確率が高く、また、最終世代において、評価関数によって算出される値が最も高い（評価が最も高い）分割パターンが、分割パターンとして決定される。そして、評価関数は、配置される複数の第一桟材３０の長さの合計が短いほど評価が高くなるように構成されている。このため、第一桟材３０の量が少ない分割パターンが決定され易くなる。これにより、第一桟材３０の削減を図ることができ、ひいてはコストの低減を図ることができる。
In determining the split pattern, the split pattern with a higher value calculated by the evaluation function (higher evaluation) has a higher probability of remaining in the next generation. A high (highest evaluated) division pattern is determined as the division pattern. The evaluation function is configured such that the shorter the total length of the plurality of arranged
以上の如く、本実施形態に係る設計支援装置１００は、外壁パネル１の外郭を構成する外郭フレーム２０、及び当該外郭フレーム２０によって囲繞された架構面２１内に設けられた第一桟材３０及び第二桟材４０（桟材）を有する外壁パネル１の設計支援装置１００であって、前記架構面２１内に前記第一桟材３０及び前記第二桟材４０が配置された、前記第一桟材３０及び前記第二桟材４０の配置パターンを設計する配置パターン設計手段３００を具備し、前記配置パターン設計手段３００は、遺伝的アルゴリズムに基づいて、前記架構面２１が少なくとも１の矩形状の領域を含む複数の領域に分割された分割パターンを設計する分割パターン設計手段３１０と、設計された前記分割パターンにおける複数の前記領域それぞれにおいて、前記配置パターンを設計する領域毎設計手段３２０と、を具備するものである。
このように構成することにより、矩形状の領域において第一桟材３０及び第二桟材４０の配置パターンが単純化されるため、第一桟材３０及び第二桟材４０の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる。
As described above, the
With this configuration, the arrangement pattern of the
また、前記分割パターン設計手段３１０は、複数の前記分割パターンをランダムに生成する分割パターン生成手段３１１と、前記分割パターン生成手段３１１によって生成された複数の前記分割パターンを用いて前記分割パターンを決定する決定処理を行う分割パターン決定手段３１３と、を具備するものである。
このように構成することにより、分割パターンの設計に係る負担を軽減することができ、ひいては第一桟材３０及び第二桟材４０の配置パターンの設計に係る負担を軽減することができる。
Further, the division pattern designing means 310 determines the division pattern using the division pattern generation means 311 for randomly generating the plurality of division patterns, and the plurality of division patterns generated by the division pattern generation means 311. and a division pattern determination means 313 that performs determination processing to determine which pattern is to be used.
By configuring in this way, it is possible to reduce the load associated with designing the division pattern, and furthermore, it is possible to reduce the burden associated with designing the arrangement pattern of the
また、前記架構面２１内において前記第一桟材３０及び前記第二桟材４０の配置が禁止される開口部１１（配置禁止領域）の情報を入力する情報入力手段２００を具備し、前記分割パターン設計手段３１０は、前記開口部１１を避けるようにして、前記架構面２１を分割するための仮想線を引くことにより、前記分割パターンを設計するものである。
このように構成することにより、開口部１１（配置禁止領域）に第一桟材３０及び第二桟材４０が配置されないようにすることができる。
Further, an information input means 200 for inputting information of an opening 11 (arrangement prohibited area) where arrangement of the
By configuring in this way, it is possible to prevent the
また、前記分割パターン生成手段３１１は、前記仮想線が、前記開口部１１を囲繞するように、かつ、当該開口部１１の外周縁に沿うように配置された前記分割パターンを生成するものである。
このように構成することにより、仮想線によって開口部１１の外周縁を構成することができる。
Further, the division pattern generating means 311 generates the division pattern in which the virtual lines are arranged so as to surround the
By configuring in this way, the outer peripheral edge of the
また、前記分割パターン生成手段３１１は、複数の前記仮想線のそれぞれを順に配置することにより前記分割パターンを生成するものであり、配置しようとする前記仮想線が前記外郭フレーム２０又は既に配置済みの他の前記仮想線に突き当たるまで延伸させるようにして前記分割パターンを生成するものである。
このように構成することにより、仮想線上に第一桟材３０を配置することで、外壁パネル１の強度を向上させることができる。
The division pattern generating means 311 generates the division pattern by arranging each of the plurality of virtual lines in order. The division pattern is generated by stretching until it hits another virtual line.
With this configuration, the strength of the
また、前記分割パターン設計手段３１０は、前記分割パターン生成手段３１１によって生成された前記分割パターンを、前記仮想線の配置順を示す文字の並びにより表現する表現処理を行う表現処理手段３１２を具備し、前記分割パターン決定手段３１３は、前記表現処理が行われた前記分割パターンを用いて前記分割パターンを決定するものである。
このように構成することにより、架構面２１の分割パターンを適切に表現することができ、ひいては分割パターンを決定し易くすることができる。
Further, the division pattern designing means 310 includes representation processing means 312 for performing representation processing to express the division patterns generated by the division pattern generation means 311 by the arrangement of characters indicating the arrangement order of the virtual lines. , the division pattern determining means 313 determines the division pattern using the division pattern on which the expression processing has been performed.
With this configuration, the division pattern of the
また、前記表現処理手段３１２は、前記並びにおける前記文字の位置と前記仮想線の配置位置とが対応するように、前記分割パターンを表現するものである。
このように構成することにより、架構面２１の分割パターンをより適切に表現することができ、ひいては分割パターンを決定し易くすることができる。
Further, the expression processing means 312 expresses the division pattern so that the position of the character in the row corresponds to the position of the virtual line.
With this configuration, the division pattern of the
また、前記分割パターン設計手段３１０は、前記仮想線として前記第一桟材３０を配置することにより前記架構面２１を分割し、前記分割パターン決定手段３１３による前記決定処理は、前記分割パターン生成手段３１１によって生成された前記配置パターンの中から、評価関数を用いて算出される評価が高い前記分割パターンを選択する処理（ステップＳ３４及びＳ３８）を含んでおり、前記評価関数は、前記架構面２１を分割するために配置される複数の前記第一桟材３０の長さの合計が短いほど前記評価が高くなるように構成されるものである。
このように構成することにより、第一桟材３０の長さの合計が短い配置パターンが決定されるので、コストの低減を図ることができる。
Further, the division pattern designing means 310 divides the
By configuring in this manner, an arrangement pattern in which the total length of the
また、配置禁止領域は、開口部１１として形成されるものである。
このように構成することにより、仮想線によって開口部１１の外周縁を構成することができる。
Also, the placement prohibited area is formed as the
By configuring in this way, the outer peripheral edge of the
なお、本実施形態に係る開口部１１は、配置禁止領域の実施の一形態である。配置禁止領域とは、架構面２１内において第一桟材３０及び第二桟材４０の配置が禁止される領域のことをいう。
Note that the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims.
例えば、本実施形態においては、外壁パネル１の形状は正面視矩形状であるものとしたが、これに限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。例えば、矩形の一部が切り欠かれたような形状とすることができる。また、切欠き部（カット部）の形状や数は任意とすることができる。
For example, in the present embodiment, the shape of the
また、本実施形態においては、配置禁止領域は開口部１１であるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、外壁パネル１が矩形の一部が切り欠かれたような形状に形成されたものである場合、外壁パネル１の外形を矩形として扱い、切欠き（カット部）を配置禁止領域として扱うようにしてもよい。
Also, in the present embodiment, the prohibited area is assumed to be the
また、本実施形態においては、適応度を求めるための評価関数（ステップＳ３３及びＳ３６）は、配置される全て（４つ）の第一桟材３０の長さの合計が短いほど評価（適応度）が高くなるように構成されるものとしたが、評価の基準はこれに限定されるものではない。例えば、評価関数は、左右方向に沿って（開口部１１の上辺及び下辺に沿って）配置される第一桟材３０の長さが長いほど、評価を高くなるように構成されていてもよい。また、評価関数は、同一の又は似た形状の領域の数が多いほど評価が高くなるように構成されていてもよい。また、評価の基準は、複数の項目であってもよく、それぞれの項目の合計で評価（適応度）を算出するようにしてもよい。
In addition, in the present embodiment, the evaluation function (steps S33 and S36) for obtaining fitness is evaluated (fitness ) is high, but the evaluation criteria are not limited to this. For example, the evaluation function may be configured such that the longer the length of the
また、本実施形態においては、分割パターンの遺伝子表現（ステップＳ３２）においては、配置順を示す整数が開口部１１の左辺から正面視時計回りの順で並べられるものとしたが、当該整数の並び順はこれに限定されるものではなく、任意の順とすることができる。
In the present embodiment, in the gene representation of the division pattern (step S32), the integers indicating the arrangement order are arranged in clockwise order from the left side of the
また、本実施形態においては、外壁パネル１の基本情報の入力（ステップＳ１０）の後、設計制約条件の入力（ステップＳ２０）を行うものとしたが、ステップＳ２０の処理の後にステップＳ１０の処理を行うようにしてもよい。また、設計制約条件は、既に（予め）入力されているのであれば、改めて入力する必要はない。つまり、設計制約条件の入力（ステップＳ２０）は、必ずしも設計の都度行う必要があるものではない。 Further, in the present embodiment, after inputting the basic information of the outer wall panel 1 (step S10), the input of the design constraints (step S20) is performed. You can do it. Further, if the design constraints have already been (preliminarily) input, there is no need to input them again. In other words, the input of design constraints (step S20) is not necessarily required for each design.
また、本実施形態においては、ステップＳ３１において、架構面２１を矩形状の領域に分割するものとしたが、必ずしも複数の領域の全てが矩形状に形成されていなくてもよく、複数の領域のうち少なくとも１つの領域が矩形状に形成されていればよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ステップＳ３１において、矩形状の開口部１１の４辺に沿うように第一桟材３０が配置されることにより、架構面２１を矩形状の領域に分割するものとしたが、矩形状の領域に分割する方法はこれに限定されるものではなく、任意の方法とすることができる。
Further, in the present embodiment, in step S31, the
また、本実施形態においては、開口部１１は外装面材１０の略中央に形成されるものとしたが、開口部１１の位置は任意とすることができる。
Moreover, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、開口部１１は１つ設けられるものとしたが、開口部１１の数は任意の数とすることができる。以下では、開口部１１が２つ設けられた場合を第二実施形態として説明する。
Further, although one
以下では、図４、図６及び図１４から図１７を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態においては、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。 A second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 4, 6 and 14-17. In the second embodiment, mainly different parts from the first embodiment will be explained.
まず、第二実施形態に係る外壁パネル２の構成について説明する。第二実施形態において、外装面材１０は２つの開口部１１を具備する（図１５及び図１６参照）。以下では、２つの開口部１１のうち、左側の（Ｘ座標の小さい）開口部１１を開口部１１ａと称し、右側の（Ｘ座標の大きい）開口部１１を開口部１１ｂと称することとする。
First, the configuration of the
次に、第二実施形態に係る外壁パネル２の設計方法について説明する。
Next, a method for designing the
図４に示すステップＳ１０（外壁パネル１の基本情報の入力）においては、図１４に示すように、基本情報として、外壁パネル１の形状（幅Ｗ及び高さＨの寸法）、及び２つの開口部１１ａ・１１ｂの形状（幅Ｗ及び高さＨの寸法）及び位置が入力される。
In step S10 (input of basic information of the outer wall panel 1) shown in FIG. 4, as shown in FIG. The shape (dimensions of width W and height H) and positions of the
図６に示すステップＳ３１（複数の分割パターン（個体）のランダム生成）においては、第一実施形態と同様に、分割パターン（個体）は、ステップＳ２０で入力された設計制約条件に基づいて生成される。前記設計制約条件によれば、１つの開口部１１につき４本の第一桟材３０が配置されるため、開口部１１が２つ設けられる第二実施形態においては、延べ８本の第一桟材３０が配置される。以下では、分割パターン（個体）の生成に際して、１番目に配置される桟材を第一桟材３０ａ、２番目に配置される桟材を第一桟材３０ｂ、３番目に配置される桟材を第一桟材３０ｃ、４番目に配置される桟材を第一桟材３０ｄ、５番目に配置される桟材を第一桟材３０ｅ、６番目に配置される桟材を第一桟材３０ｆ、７番目に配置される桟材を第一桟材３０ｇ、８番目に配置される桟材を第一桟材３０ｈということとする。
In step S31 (random generation of a plurality of division patterns (individuals)) shown in FIG. 6, as in the first embodiment, division patterns (individuals) are generated based on the design constraints input in step S20. be. According to the design constraints, four
図１５は、第一桟材３０が、開口部１１ａの左辺、上辺、右辺、下辺、開口部１１ｂの左辺、上辺、右辺、下辺の順に配置された場合の分割パターン（第６パターン）を示している。
FIG. 15 shows a division pattern (sixth pattern) when the
図６に示すステップＳ３２（表現処理）においては、開口部１１が複数設けられる場合、数字列において配置順を示す整数は、Ｘ座標の小さい開口部１１から順に（つまり、開口部１１ａ、開口部１１ｂの順に）並べられる。図１５に示す第６パターンにおいては、開口部１１ａの左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は１番目、開口部１１ａの上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は２番目、開口部１１ａの右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は３番目、開口部１１ａの下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は４番目である。よって、開口部１１ａに係る分割パターンは、［１，２，３，４］と遺伝子表現される。一方、開口部１１ｂの左辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は５番目、開口部１１ｂの上辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は６番目、開口部１１ｂの右辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は７番目、開口部１１ｂの下辺に沿って配置される第一桟材３０の配置順は８番目である。よって、開口部１１ｂに係る分割パターンは、［５，６，７，８］と遺伝子表現される。そして、開口部１１ａに係る遺伝子表現［１，２，３，４］と、開口部１１ｂに係る遺伝子表現［５，６，７，８］とを連結させる。配置順を示す整数は、Ｘ座標の小さい開口部１１から順に並べられるため、図１５に示す第６パターンは、［１，２，３，４，５，６，７，８］と遺伝子表現される。
In step S32 (representation processing) shown in FIG. 6, when a plurality of
図１６は、第一桟材３０が、開口部１１ｂの上辺、右辺、下辺、開口部１１ａの左辺、上辺、右辺、下辺、開口部１１ｂの左辺の順に配置された場合の分割パターン（第７パターン）を示している。 FIG. 16 shows a division pattern (seventh pattern).
前述の遺伝子表現方法に基づいて、図６に示すステップＳ３２（表現処理）の際、図１６に示す第７パターンは、［４，５，６，７，８，１，２，３］と表現される。 Based on the gene expression method described above, at step S32 (expression processing) shown in FIG. 6, the seventh pattern shown in FIG. be done.
このように、開口部１１（配置禁止領域）が複数設けられる場合、開口部１１それぞれに対して数字列で遺伝子表現を行い、各開口部１１の数字列（遺伝子表現）を、所定の規則（配置順を示す整数はＸ座標の小さい開口部１１から順に並べられる、という規則）に基づいて連結することにより、分割パターンが表現される。
In this way, when a plurality of openings 11 (arrangement prohibited regions) are provided, gene expression is performed with a number string for each
図６に示すステップＳ３４（選択）において、親１の分割パターン（個体）として図１５に示す配置パターン（第６パターン）が選択され、親２の分割パターン（個体）として図１６に示す分割パターン（第７パターン）が選択されたとする（図１７参照）。
15 is selected as the
図６に示すステップＳ３５（交叉）においては、ステップＳ３４で選択した現世代の２つの分割パターン（親１及び親２）について交叉が行われる。図１７に示すように、遺伝子表現された分割パターンにおいて、例えば、左から２番目の整数（遺伝子）と３番目の整数（遺伝子）との間、及び５番目の整数（遺伝子）と６番目の整数（遺伝子）との間が交叉点とされる（手順１）。そして、２つの交叉点の間の整数（遺伝子）を、２つの分割パターン間で互いに交換する。具体的には、親１の遺伝子｜３，４，５｜と、親２の遺伝子｜６，７，８｜とを互いに交換する（手順２）。そして、交叉後の各分割パターンにおいて、整数（遺伝子）が他の整数（遺伝子）と重複しないように任意の方法で再配置を行う（手順３）。個体数がＮ個になるまで上記の動作を繰り返す。こうして、次世代の分割パターンを生成する。
In step S35 (crossover) shown in FIG. 6, the two division patterns (
以降の処理は第一実施形態と同様である。こうして、開口部１１が複数設けられる場合であっても、最適な（最適に近い）分割パターンを決定することができる。
Subsequent processing is the same as in the first embodiment. In this way, even when a plurality of
以上の如く、第二実施形態に係る設計支援装置１００において、前記表現処理手段３１２は、前記開口部１１（配置禁止領域）が複数設けられる場合、前記開口部１１それぞれに対して前記並びを生成し、前記開口部１１それぞれの前記並びを所定の規則に基づいて連結することにより、前記分割パターンを表現するものである。
このように構成することにより、開口部１１（配置禁止領域）が複数設けられる場合であっても、架構面２１の分割パターンを適切に表現することができ、ひいては分割パターンを決定し易くすることができる。
As described above, in the
With this configuration, even when a plurality of openings 11 (arrangement prohibited areas) are provided, the division pattern of the
以上、本発明の第二実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although the second embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims.
例えば、第二実施形態においては、図６に示すステップＳ３２（表現処理）において、数字列において配置順を示す整数は、Ｘ座標の小さい開口部１１から順に並べられるものとしたが、当該整数の並び順はこれに限定されるものではなく、任意の順とすることができる。 For example, in the second embodiment, in step S32 (representation processing) shown in FIG. The order of arrangement is not limited to this, and can be any order.
また、第二実施形態においては、開口部１１ａ・１１ｂそれぞれに対して４本ずつ、計８本の第一桟材３０が配置されるものとしたが、開口部１１ａに対して配置される第一桟材３０と開口部１１ｂに対して配置される第一桟材３０とが重複する場合（例えば、開口部１１ａ・１１ｂのＸ座標又はＹ座標が互いに同一である場合）は、開口部１１ａと開口部１１ｂとで第一桟材３０を共通化することができる。
In addition, in the second embodiment, four
１ 外壁パネル
１１ 開口部
２０ 外郭フレーム
２１ 架構面
３０ 第一桟材
４０ 第二桟材
１００ 設計支援装置
２００ 情報入力手段
３００ 配置パターン設計手段
３１０ 分割パターン設計手段
３１１ 分割パターン生成手段
３１２ 表現処理手段
３１３ 分割パターン決定手段
３２０ 領域毎設計手段
1
Claims (10)
前記架構面内に前記桟材が配置された、前記桟材の配置パターンを設計する配置パターン設計手段を具備し、
前記配置パターン設計手段は、
遺伝的アルゴリズムに基づいて、前記架構面内に当該架構面を分割するための仮想線を引くことにより、前記架構面が少なくとも１の矩形状の領域を含む複数の領域に分割された分割パターンを設計する分割パターン設計手段と、
設計された前記分割パターンにおける複数の前記領域それぞれにおいて当該領域内に前記桟材を配置することにより、前記配置パターンを設計する領域毎設計手段と、
を具備する、
外壁パネルの設計支援装置。 A design support device for an exterior wall panel having an outer frame forming the outer shell of the outer wall panel and crosspieces provided in a frame surface surrounded by the outer frame, comprising:
an arrangement pattern designing means for designing an arrangement pattern of the crosspieces arranged in the frame plane,
The arrangement pattern design means includes:
A division pattern in which the frame plane is divided into a plurality of regions including at least one rectangular region is created by drawing virtual lines for dividing the frame plane in the frame plane based on a genetic algorithm. division pattern design means for designing;
area-by-area design means for designing the arrangement pattern by arranging the crosspieces in each of the plurality of areas in the designed division pattern;
comprising a
Design support device for exterior wall panels.
複数の前記分割パターンをランダムに生成する分割パターン生成手段と、
前記分割パターン生成手段によって生成された複数の前記分割パターンを用いて前記分割パターンを決定する決定処理を行う分割パターン決定手段と、
を具備する、
請求項１に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The division pattern design means includes:
a division pattern generating means for randomly generating a plurality of division patterns;
division pattern determination means for performing a determination process of determining the division pattern using the plurality of division patterns generated by the division pattern generation means;
comprising a
The design support device for the outer wall panel according to claim 1.
前記分割パターン設計手段は、
前記配置禁止領域を避けるようにして、前記仮想線を引くことにより、前記分割パターンを設計する、
請求項２に記載の外壁パネルの設計支援装置。 an information input means for inputting information of a prohibited area where placement of the crosspiece is prohibited within the frame plane;
The division pattern design means includes:
designing the division pattern by drawing the virtual line so as to avoid the prohibited placement area;
The design support device for the outer wall panel according to claim 2.
前記仮想線が、前記配置禁止領域を囲繞するように、かつ、当該配置禁止領域の外周縁に沿うように配置された前記分割パターンを生成する、
請求項３に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The division pattern generation means is
generating the division pattern in which the virtual line is arranged so as to surround the placement prohibited area and along the outer periphery of the placement prohibited area;
The design support device for the outer wall panel according to claim 3.
複数の前記仮想線のそれぞれを順に配置することにより前記分割パターンを生成するものであり、
配置しようとする前記仮想線が前記外郭フレーム又は既に配置済みの他の前記仮想線に突き当たるまで延伸させるようにして前記分割パターンを生成する、
請求項３又は請求項４に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The division pattern generation means is
generating the division pattern by arranging each of the plurality of virtual lines in order;
generating the division pattern by extending the virtual line to be arranged until it hits the outer frame or another already arranged virtual line;
The design support device for the outer wall panel according to claim 3 or 4.
前記分割パターン生成手段によって生成された前記分割パターンを、前記仮想線の配置順を示す文字の並びにより表現する表現処理を行う表現処理手段を具備し、
前記分割パターン決定手段は、
前記表現処理が行われた前記分割パターンを用いて前記分割パターンを決定する、
請求項５に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The division pattern design means includes:
representation processing means for performing representation processing for representing the division pattern generated by the division pattern generation means by an arrangement of characters indicating the arrangement order of the virtual lines;
The division pattern determining means
determining the division pattern using the division pattern on which the expression processing has been performed;
The design support device for the outer wall panel according to claim 5.
前記並びにおける前記文字の位置と前記仮想線の配置位置とが対応するように、前記分割パターンを表現する、
請求項６に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The expression processing means is
expressing the division pattern so that the position of the character in the row corresponds to the arrangement position of the virtual line;
The design support device for the outer wall panel according to claim 6.
前記配置禁止領域が複数設けられる場合、前記配置禁止領域それぞれに対して前記並びを生成し、前記配置禁止領域それぞれの前記並びを所定の規則に基づいて連結することにより、前記分割パターンを表現する、
請求項６又は請求項７に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The expression processing means is
When a plurality of the placement prohibited areas are provided, the division pattern is expressed by generating the alignment for each of the placement prohibited areas and connecting the alignment of the placement prohibited areas based on a predetermined rule. ,
The design support device for the outer wall panel according to claim 6 or 7.
前記仮想線として前記桟材を配置することにより前記架構面を分割し、
前記分割パターン決定手段による前記決定処理は、
前記分割パターン生成手段によって生成された前記配置パターンの中から、評価関数を用いて算出される評価が高い前記分割パターンを選択する処理を含んでおり、
前記評価関数は、
前記架構面を分割するために配置される複数の前記桟材の長さの合計が短いほど前記評価が高くなるように構成される、
請求項３から請求項８までのいずれか一項に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The division pattern design means includes:
dividing the frame surface by arranging the crosspieces as the virtual lines;
The determination processing by the division pattern determination means includes:
a process of selecting the division pattern with a high evaluation calculated using an evaluation function from among the arrangement patterns generated by the division pattern generation means;
The evaluation function is
The evaluation is configured such that the shorter the total length of the plurality of crosspieces arranged to divide the frame surface, the higher the evaluation.
The exterior wall panel design support device according to any one of claims 3 to 8.
請求項３から請求項９までのいずれか一項に記載の外壁パネルの設計支援装置。 The placement prohibited area is formed as an opening,
The exterior wall panel design support device according to any one of claims 3 to 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019030200A JP7281298B2 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | External wall panel design support device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019030200A JP7281298B2 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | External wall panel design support device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020135589A JP2020135589A (en) | 2020-08-31 |
| JP7281298B2 true JP7281298B2 (en) | 2023-05-25 |
Family
ID=72278794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019030200A Active JP7281298B2 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | External wall panel design support device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7281298B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299728A (en) | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Asahi Kasei Homes Kk | Construction order determining system of building |
| JP2015028720A (en) | 2013-07-30 | 2015-02-12 | パナホーム株式会社 | Bridge body structure design method |
| JP2015035176A (en) | 2013-08-09 | 2015-02-19 | パナホーム株式会社 | Design method of frame body |
-
2019
- 2019-02-22 JP JP2019030200A patent/JP7281298B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299728A (en) | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Asahi Kasei Homes Kk | Construction order determining system of building |
| JP2015028720A (en) | 2013-07-30 | 2015-02-12 | パナホーム株式会社 | Bridge body structure design method |
| JP2015035176A (en) | 2013-08-09 | 2015-02-19 | パナホーム株式会社 | Design method of frame body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020135589A (en) | 2020-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fourman | Compaction of symbolic layout using genetic algorithms | |
| WO2010089862A1 (en) | Ladder program edition device | |
| US20130104094A1 (en) | Routing storage structure based on directional grid points and routing method thereof | |
| Pugnale et al. | Morphogenesis and structural optimization of shell structures with the aid of a genetic algorithm | |
| KR101703450B1 (en) | Structural topology optimization method using bigbang-bigcrunch algorithm | |
| CN101957876A (en) | Multilayer wiring method based on uneven grids in consideration of through holes | |
| Brenner et al. | BonnPlace: Placement of leading-edge chips by advanced combinatorial algorithms | |
| Ziesemer et al. | Simultaneous two-dimensional cell layout compaction using milp with astran | |
| JP7281299B2 (en) | External wall panel design support device | |
| KR101959382B1 (en) | Parametric based truss modeling method | |
| JP7281298B2 (en) | External wall panel design support device | |
| CN111597768A (en) | Method, apparatus and computer-readable storage medium for constructing a set of layout patterns | |
| Bogaerts et al. | The IPKISS photonic design framework | |
| CN105874511A (en) | Simulation device | |
| Van Marcke et al. | Automated planar truss design with reclaimed partially disassembled steel truss components | |
| CN111753484B (en) | Layout method of multi-die structure FPGA (field programmable Gate array) based on circuit performance | |
| US6434721B1 (en) | Method and apparatus for constraint graph based layout compaction for integrated circuits | |
| JPH0844883A (en) | Automatic layout device | |
| US7904869B2 (en) | Method of area compaction for integrated circuit layout design | |
| JP2566061B2 (en) | How to convert area data to path data | |
| Jackson | Toward a symbiotic coevolutionary approach to architecture | |
| Zawidzki | Optimization of multi-branch Truss-Z based on evolution strategy | |
| KR102403036B1 (en) | Method of Generating Test Patterns Using a Radom function | |
| JP4020532B2 (en) | Packing method and packing system using genetic algorithm in placement problem | |
| JP7253176B1 (en) | Structural Member Design Method, Structural Member Design Program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230313 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230425 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230515 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7281298 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |