壁面用部品の板取り装置と壁面用部品の板取りプログラムと記録媒体とプレカット装置
【課題】建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するとき、歩留まりを良くし、かつ、施工費も抑制する。
【解決手段】 該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する。そのいずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、全ての領域を原板から切り出すことができる形状にする。一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を選択して、各原板上に選択した部品を板取りする。（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行する。分割線の位置と板取りの組み合わせを変更して、施工コストＫが最小値を示すときの部品の形状と最適板取りを求める。その最適板取りに基づいて、全ての部品をプレカットするためのプレカットデータを生成する。
【解決手段】 該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する。そのいずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、全ての領域を原板から切り出すことができる形状にする。一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を選択して、各原板上に選択した部品を板取りする。（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行する。分割線の位置と板取りの組み合わせを変更して、施工コストＫが最小値を示すときの部品の形状と最適板取りを求める。その最適板取りに基づいて、全ての部品をプレカットするためのプレカットデータを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の壁面用部品の切り出時に歩留まりを改善する、板取り装置と壁面用部品の板取りプログラムと記録媒体とプレカット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の壁面は、開口部や屋根等の構造物の影響により、外壁、内壁を問わず、複雑な形状になる。こうした建物の壁材は、建物の設計データをもとにしてプレカットされて、現場に搬入される。このとき、建物の強度を考慮しながら壁材を適切な形状にプレカットするように、対象壁面を分割して壁材の形状を求める技術が開発されている（特許文献１参照）。また、壁材のような多数の面材を一定の形状の原板から切り出すとき、歩留まりを高めるための板取り技術も開発されている（特許文献２参照）。これらの技術により、壁材の最適なプレカットが実現する。
【特許文献１】特開平８−１３７９１９号公報
【特許文献２】特許３４４１４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
建物の壁面に断熱材等の部品を貼り付けるときにも，上記の既存技術を採用することができる。しかしながら、断熱材のような部品は、その形状が建物の強度に影響を及ぼさない。従って、部品を小さく裁断して、原板をより有効に利用し、歩留まりを高めることが可能である。ところが、部品点数が増大すると、施工時の手数も増大する。また、原板から部品を切り取るための切断加工費も増大する。従って、歩留まりのみを考慮すると、総合的に見て、コストが増大するおそれがある。
上記の課題を解決するために、本発明は、以下のような、壁面用部品の板取り装置と壁面用部品の板取りプログラムと記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段とを備えたことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００５】
〈構成２〉
構成１に記載の壁面用部品の板取り装置において、上記試行演算手段は、上記原板上に板取りしたいずれかの部品を分割して、別の原板上に別の部品を板取りした結果生じた残材から、該当する分割した部品を切り出して、部品数Ｎを増加させる代わりに、必要な原板数Ｍを減少させることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００６】
〈構成３〉
構成１または２に記載の壁面用部品の板取り装置において、上記建物の対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００７】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記建物の対象壁面は直交ＸＹ平面上に描かれており、上記対象壁面は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしており、上記壁面分割手段は、上記壁面の輪郭線にＸ軸にもＹ軸にも平行でない線分が含まれているとき、その輪郭線に内接または外接する多角形であって、Ｘ軸またはＹ軸に平行な線分のみに囲まれた多角形を対象壁面に設定し、上記対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有し、上記１個または複数個の開口部は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれ、上記部品は、Ｘ軸に平行な任意の長さの辺とＹ軸に平行な任意の長さの辺を有する方形をしており、上記原板は、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘでＹ軸に平行な辺の長さがＬｙの方形をしていることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００８】
〈構成５〉
構成１乃至４のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記壁面分割手段は、始めに、開口部の、対象壁面の辺上に無い全ての頂点について、その頂点を通り、かつ、いずれの開口部も横切らないＹ軸に平行な線分で、対象壁面を複数の方形の領域に分割し、部品形状設定手段は、分割された領域のうち、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越える領域を検出し、検出した領域を、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙの領域と、残りのＬｙ以下の領域とに分割し、Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出し、検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にし、該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出し、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のＸ軸方向の長さＬｘを越えるときは、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割し、無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域を、必要な部品の形状に設定することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００９】
〈構成６〉
構成１乃至５のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記板取手段は、全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、Ｙ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙに満たない部品群を、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの原板から切り出すときに、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、この演算処理により、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組を得て、各部品の組をＹ軸に平行な辺とＸ軸に平行な辺を備えた一つの部品とみなし、各部品の組のＹ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のＹ軸に平行な辺の長さの総和とし、各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のうちの、Ｘ軸に平行な辺の長さが最大の部品の辺の長さとし、上記全ての部品と部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、Ｘ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘに満たない部品群を、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘの原板から切り出すときに、Ｘ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、この演算処理により、１枚の原板から切り出す部品の組を得て、板取りを決定し、かつ、Ｎ枚の全ての部品を切り出すために必要な原板数Ｍ枚を得ることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【００１０】
〈構成７〉
構成１乃至６のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記試行演算手段は、全ての原板について、一枚ずつ、その原板に割り付けられた部品の組を切り出した後の残材面積を求め、各残材に内接する方形を求め、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出して、検出した部品のうちのいずれかが、別の部材の残材に内接する方形に含まれる寸法ならば、該当する原板から切り出す部品の組に、検出した部品を加え、いずれの原板の残材にも、各部品を割り付けることができなくなるまで、演算処理を実行し、上記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍを使用して施工コストＫの初期解を求めることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【００１１】
〈構成８〉
構成１乃至７のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記試行演算手段は、全ての原板について、その原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求め、各残材に内接する方形を求めて、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出し、検出した部品のうちのいずれかを、別の部材の残材に内接する方形以下の寸法に分割して、該当する原板から切り出す部品の組に、分割した部品を加え、この演算処理を、使用する原板を１枚減少させることができるまで実行し、上記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍと部品枚数Ｎを使用して、施工コストＫを求め、上記試行演算手段と上記コスト計算手段が同様の処理を繰り返して得られた施工コストＫが、最小値を示すときの上記部品の形状と板取りを求めて、上記試行演算手段が上記プレカットデータ生成手段に渡すことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【００１２】
〈構成９〉
コンピュータを、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラム。
【００１３】
〈構成１０〉
コンピュータを、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【００１４】
〈構成１１〉
壁面分割手段が、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割するステップと、部品形状設定手段が、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定するステップと、板取手段が、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りするステップと、コスト計算手段が、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるステップと、試行演算手段が、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める １枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するステップとを含む壁面用部品の板取り方法。
【００１５】
〈構成１２〉
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段と、上記プレカットデータを使用して、上記原板をプレカットするプレカット機構とを備えたことを特徴とするプレカット装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のシステムでは、予め、対象壁面を表示するデータを、設計用のＣＡＤデータ等から取得し、必要な部品の形状を演算処理する。その後、一定の寸法の原板に対して壁面用部品の板取り計算をする。部品の形状の選択と部品数の選択を試行によって最適化し、施工コストが最小となる結果を抽出する。以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
［システム構成］
図１は実施例１の壁面用部品の板取り装置を示すブロック図である。
壁面用部品の板取り装置１０は、図１に示したコンピュータ１２により実現する。コンピュータ１２は、［記憶データ］の項で説明するデータを処理して、［演算処理］の項で説明する演算処理を実行する。コンピュータ１２は、ネットワーク１４に接続されている。コンピュータ１２は、ネットワーク１４を通じて、端末装置１６と接続されている。端末装置１６にはプレカット装置１７が接続されている。コンピュータ１２からプレカットデータが端末装置１６に送信される。端末装置１６は、このプレカットデータでプレカット装置１７を制御する。ネットワーク１４は、インターネット、イントラネット、その他任意の通信ネットワークにより構成することができる。
【００１８】
コンピュータ１２は、ディスプレイ２、キーボード４、マウス５といったマンマシンインタフェース用ハードウェアを備えている。ディスプレイ２はコンピュータ１２による演算処理結果を出力するための表示出力装置である。表示出力装置には、例えば、ブラウン管ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等が利用できる。キーボード４やマウス５は、コンピュータ１２にデータを入力するための入力手段である。コンピュータ１２の本体制御部３には、演算処理装置２０と記憶装置４０が格納されている。コンピュータ１２には、コンピュータ１２を演算処理装置２０に列挙した手段として機能させるコンピュータプログラムがインストールされている。記憶装置４０には、壁面用部品の板取り装置を動作させるために必要なデータが記憶される。
【００１９】
図２は、コンピュータ１２のハードウェアブロック図である。
コンピュータ１２の本体制御部３（図１）に収容された内部バス１１０には、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１３と、ＨＤＤ（ハードディスク）１１４と、入出力インタフェース１１５と、ネットワークインタフェース１１６とが接続されている。入出力インタフェース１１５には、ディスプレイ２とキーボード４とマウス５とが接続されている。ネットワークインタフェース１１６は、ネットワーク１５に接続されている。以上のハードウェアは一般的によく知られたパーソナルコンピュータ等に設けられているものと変わらない。端末装置１６のハードウェアも同様であるから、説明を省略する。
【００２０】
図１に示した演算処理装置２０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３等により構成される。図１に示した記憶装置４０は、ＲＯＭ１１２やＲＡＭ１１３やＨＤＤ１１４により構成される。図１の記憶装置４０中に列挙したデータは、主としてＨＤＤ１１４に記憶されて保存される。演算処理中は、状況に応じてＲＡＭ１１３に一時保存される。ＣＰＵ１１１が実行するコンピュータプログラムは、ＲＯＭ１１２に記憶され、あるいはＲＡＭ１１３に適時ロードされて実行される。なお、プレカット装置１７は、原板供給装置１２０により原材料である原板を供給して、切断装置１２２がプレカットデータの指示通り原板を部品に切り分ける。部品搬送装置１２４は、その部品を搬送して梱包処理等の対象にする。
【００２１】
［記憶データ］
壁面用部品の板取り装置１０の記憶装置４０には、対象壁面データ４１と部品データ４２と分割線データ４３と領域データ４４と原板データ４５と部品の組データ４６とプレカットデータ４７と残材データ４８等のデータが記憶されている。図１を参照しながら、各データの内容と役割と具体例とを説明する。対象壁面データ４１は、部品を貼り付ける対象壁面の構造を表すデータである。例えば、建物を設計するＣＡＤデータから取得したものである。対象壁面は多角形であって、対象壁面データ４１は、例えば、その頂点の座標を示すデータにより構成される。
【００２２】
部品データ４２は、対象壁面に貼り付ける部品の形状を表すデータである。演算処理中に生成されて演算処理の終了時に内容が確定する。例えば、部品の識別情報と対象壁面上の位置情報と縦横寸法を示すデータ構造をしている。なお、部品は全て長方形か正方形であるものとする。分割線データ４３は、対象壁面を部品の形状に分割する線分を表すデータである。例えば、線分の両端座表を示すデータ構造をしている。領域データ４４は、対象壁面を分割線で分割したときにできる各領域を表すデータである。領域は全て長方形か正方形である。従って、領域データ４４は、例えば、２頂点の座標を示すデータ構造をしている。演算処理中に一時記憶されるデータである。原板データ４５は、原板の形状を表すデータである。例えば、原板の縦横寸法を示すデータ構造をしている。
【００２３】
部品の組データ４６は、部品の組み合わせを表すデータである。例えば、複数の部品の識別情報群を含むデータ構造をしている。板取りのための各部品の向きや位置関係を示す情報も含むとよい。プレカットデータ４７は、プレカット装置を制御するための既知のデータである。例えば、原板上の部品の板取り配置や、原板を切断する分割線の位置を示すようなデータ構造をしている。また、切り出した部品に識別コードを印刷するための情報も含められる。残材データ４８は、原板から部品を切り出した残りの部分の形状を表すデータである。例えば、多角形の頂点群を含むデータ構造をしている。なお、上記のデータ構造は例示であって、いずれも、同等の情報を表示する内容であればその構成は任意である。
【００２４】
［演算処理］
図１に示したように、壁面用部品の板取り装置１０は、壁面分割手段２１と部品形状設定手段２２と板取手段２３とコスト計算手段２４と試行演算手段２５とプレカットデータ生成手段２６とデータ入出力手段２７とイメージ変換出力手段２８とを備えている。具体的に、壁面構成を例示した図３を参照しながら、演算処理装置２０における各手段の各機能を説明する。なお、これらの手段は、いずれも、上記の記憶装置４０に記憶されたデータを利用して演算処理を実行するためのコンピュータプログラムである。従って、例えば、壁面の分割等の演算処理は、座標値を使用した交点の数値計算が主になる。しかし、それでは演算処理の内容が理解し難いので、以下、図形処理的な表現を用いて説明をする。
【００２５】
図３は対象壁面の分割例を示す説明図である。
図３〜図５は、壁面用部品の板取り装置１０の具体的な動作を説明するためのもので、後の実施例で再度詳細に説明をするが、ここでは、簡単に、図１に示した各手段の機能説明に使用する。図３の対象壁面５２は、この例では２個の開口部５４を備えている。例えば、建物の外壁に窓が２個設けられたものである。この窓以外の部分に断熱材を貼り付ける。その断熱材を所定数の原板から切り出す。この断熱材が、板状の部品に相当する。この壁面用部品の板取り装置１０を用いて、全ての部品の形状を計算で求める。その結果を使用して原板をプレカットし、建物の建設現場に搬送する。
【００２６】
上記の壁面分割手段２１は、建物の対象壁面５２に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、対象壁面５２を分割線５８で複数の領域に分割する機能を持つ。部品形状設定手段２２は、複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する。それ以外の場合には、いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの領域をさらに分割する。そして、全ての領域を原板から切り出すことができる形状にする。図の例では、（ａ）でＹ軸に並行に分割線を引き縦長の領域を生成する。（ｂ）で原板長に合わせて縦長の領域をＸ軸に平行な線で分割する。（ｃ）で、上半分の４本の分割線５８を無効にし、（ｄ）で原板の幅Ｌｘにより再分割する。
【００２７】
図４は、部品の板取り計算例を示す説明図である。
上記の壁面分割手段２１により、図４の（ａ）に示すように、分割領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定した。板取手段２３は、これらの部品を順番に選択して、原板上に選択した部品を板取りする機能を持つ。例えば、この対象壁面５２の右端の上下２個の領域は、いずれも原板６２と同一寸法である。だから、そのまま１枚の原板６２を割り当てる。一方、開口部５４の周辺の領域は、いくつかまとめて１枚の原板から一緒に切り出すことができる。このため、原板６２と同一寸法の部品以外は、後で説明する要領で割り付け計算をする。この例では、原板６２と同一の長さの部品５６等と、短い部品、６８，６７，６９が存在する。短い部品、６７，６８，６９をいくつかずつ組み合わせて部品の組６４として一体に取り扱い、効率よく割り付け演算処理を実行する。
【００２８】
コスト計算手段２４は、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、施工コストＫを求める機能を持つ。試行演算手段２５は、分割線５８の位置と、板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた部品数Ｎと原板数Ｍを、コスト計算手段２４に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの部品の形状と最適板取りを求める機能を持つ。プレカットデータ生成手段２６は、原板から、最適板取りに基づいて、全ての部品をプレカットするためのプレカットデータを生成する機能を持つ。
【００２９】
図５は、試行演算処理の動作説明図である。
図の（ａ）の例では、部品６７と６８とが部品の組６４を構成し、部品６９は単独で残されている。後で説明する所定の割り付け演算処理を画一的に自動的に実行すると、このような結果が得られる。そこで、その後の試行演算により、必要な原板数を減らす処理をする。（ｂ）は原板６２の形状を示す。（ｃ）では、部品５６、６７、６８を、１枚の原板から切り出すように板取りをした。残りの大きな部品は別の一枚の原板から板取りできる。部品６９だけが残った。このとき、残材６６が、部品６９を切り出すことができる寸法をしていることを検出する。
【００３０】
この処理により、部品５６、６７、６８、６９を１枚の原板から切り出して、原板使用枚数を減少させるという結論が得られる。一方、例えば、図の（ｄ）に示すように、１枚の原板に最初に部品５６，６８，６９を割り付けてしまったとする。このとき、残りの部品６７は、そのままでは、残材６５から切り出すことができない。しかし、図のように部品６７を破線で２分割すると、残材６５から切り出すことができる。即ち、試行演算手段２５は、ある原板上に板取りしたいずれかの部品を分割して、別の原板上に板取りする機能を持つ。この結果、部品数Ｎを増加させる代わりに、必要な原板数Ｍを減少させることができる。
【００３１】
データ入出力手段２７は、演算処理の条件を入力し、演算処理結果を表示させるためのウインドウを制御する機能を持つ。対象壁面のデータファイルを指定したり、使用する原板を指定する。具体的には、後で図９を用いて説明する。イメージ変換出力手段２８は、壁面の分割結果を図面化してディスプレイ２に表示するように、データをイメージ変換処理する機能を持つ。これにより、例えば、図４（ａ）や図５（ｃ）に示すとおりの図がディスプレイに表示される。これらの図は処理担当者が確認のために利用する。また、原板の分割イメージ等も表示させることができる。以上で、壁面用部品の板取り装置１０の基本構成についての実施例の説明を終える。図６〜８はこの実施例の変形例の説明図であるが、次の実施例２の説明で詳述する。
【実施例２】
【００３２】
［対象壁面データ］
図９は、演算処理開始時の条件入力と演算処理結果表示のための画面である。
図のように、始めに、テキストボックス７１で、対象壁面のデータファイルを指定する。データファイル名は、参照ボタン７２により呼び出すこともできる。これにより、記憶装置４０（図１）上に、対象壁面データ４１をセットする。建物の対象壁面の設計データは、ＣＡＤデータ等により構成される。ここから、次のような内容の対象壁面データ４１を抽出するとよい。図３に示すように、建物の対象壁面５２が、直交ＸＹ平面上に描かれている。対象壁面５２は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしている。例えば、線Ａで一部を切り取られたＬ字形や凸形の壁面を含めても構わない。
【００３３】
図の対象壁面５２は、１個又は複数個の開口部５４を有する。開口部が無くても構わない。複数個の開口部５４は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしている。Ｌ字形や凸形の開口も含む。なお、部品を貼り付けるべき壁面の輪郭線に、例えば、線Ｂで切り取られたＸ軸にもＹ軸にも平行でない線分が含まれているときには、計算の都合上、その輪郭線に内接または外接する多角形であって、Ｘ軸またはＹ軸に平行な線分のみに囲まれた多角形を対象壁面５２とすればよい。残りの対象壁面に含まれない部分は補足用データとして記憶して、演算処理の最後に該当する部品の形状を元に戻して出力するとよい。また、便宜上、Ｘ軸方向を水平方向に、Ｙ軸方向を垂直方法に特定したが、Ｘ軸方向とＹ軸方向とを取り替えても構わない。
【００３４】
［演算処理の目的］
対象壁面５２の開口部５４を除く部分に、板状の複数の部品を隙間無く配列する。このために、該当する対象壁面５２を分割線５８で分割して、配列する部品の形状を求める。このとき、部品を切り出す原板を、図９の画面で指定する。ドロップダウンリスト７３で、必要な部品に応じた原板コードを指定する。原板コードを指定すると、確認のために原板の縦寸法と横寸法がテキストボックス７４、７５に表示される。ボタン７６をクリックすると、演算処理が実行される。終了時はボタン７９をクリックする。この演算処理結果を使用して、プレカット工場で、１枚または複数枚の原板を使用して、全ての部品をプレカットする。このとき、最小のコストで原板から部品を切り出すことができる部品の組を選択して、各原板上に選択した部品を板取りする。
【００３５】
図９のボタン７７をクリックすると、図４の（ａ）に示すような分割壁面イメージがディスプレイに表示される。また、図９のボタン７８をクリックすると、図５の（ｃ）に示すような原板分割イメージがディスプレイに表示される。図４に示したように、部品は、Ｘ軸に平行な任意の長さの辺とＹ軸に平行な任意の長さの辺を有する方形をしている。原板６２は、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘでＹ軸に平行な辺の長さがＬｙの方形をしている。対象壁面５２に隙間無く配列するために必要な部品の数をＮ枚とする。Ｎ枚の部品を得るために必要な原板数をＭ枚とする。
【００３６】
［コスト計算］
Ｎ枚の部品を割り付けることができる最小数の原板数がＭ枚である。最小数とは、実用計算で求めることができる最小値に十分近いと判断できる解のことで、真の最小値と相違して構わない。最小限必要な原板数は、下式の計算結果よりも小さくない整数の最小値である。これは、下式で計算する。理論的には、原板数をこれ以下にすることはできないので、試行演算処理の際に、繰り返し演算ループから抜けるための目標値に設定できる。
原板数≧（対象壁面の面積−開口部の面積の総和）／原板の面積
【００３７】
部品を限りなく小片に分割できれば、この計算式のとおりの原板を使用するという結果になる。しかし、手数と取り扱い易さを考慮して、部品の最小寸法を定める。これにより、実用性を考慮した必要原板数を算出する。原板を切断して部品を壁面に貼り付けるためには、部品の寸法にかかわりなく、一定のコストがかかる。これが、施工単価である。原板の単価が高いときは、原板の残材面積を最小にするようにしてコスト低減を図る。一方、施工単価が高いときは、できるだけ部品数を少なくして、コスト低減を図る。施工コストは下記のように定義する。
［施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価］
【００３８】
図９に示すように、演算処理後に、テキストボックス８３には原板数、テキストボックス８４には原板の単価、テキストボックス８５には部品数、テキストボックス８６には部品１枚を壁面に貼り付けるための施工単価、テキストボックス８７には、トータルコストが表示される。この他に、プレカット制御に必要な部品の形状、貼り付け位置、原板の板取り方法等の情報を含む部品データ４２や原板データ４５が生成される。これらのデータにより、プレカットデータ４７（図１）が生成され、所定のタイミングで、プレカット装置１７を制御する端末装置１６に送信される。
【００３９】
［部品数Ｎの最小化］
図１０〜図１１は、対象壁面を分割して必要な部品の形状と数を求めるためのコンピュータプログラムのフローチャートである。
以下、図３〜図９とフローチャートを参照しながら、コンピュータプログラムの動作を説明する。始めに、図３（ａ）において、開口部５４の、対象壁面５２の辺上に無い全ての頂点について、その頂点を通り、かつ、いずれの開口部５４も横切らないＹ軸に平行な線分（分割線５８）で、対象壁面５２を複数の方形の領域に分割する。次に、分割された領域のうち、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越える領域を検出する。そして、図３（ｂ）に示すように、検出した領域を、Ｘ軸に平行な線分（分割線５８）で、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙの領域と、残りのＬｙ以下の領域とに分割する。この処理を壁面分割手段２１（図１）が実行する。この例では、上半分も下半分も長さＬｙである。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出する。上半分の５個横に並んだ領域が該当する。検出した二以上の領域を分割する線分（分割線５８）を全て無効にする。そして、該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出する。Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のＸ軸方向の長さＬｘを越えるときは、図３（ｄ）に示すように、Ｙ軸に平行な線分で、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割する。この処理を、部品形状設定手段２２が実行する。無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域の総数がＮである。各方形領域が、必要な部品の形状に該当する。
【００４１】
コンピュータプログラムでは、上記の処理を、例えば、次のように実行することができる。図１０に示すように、ステップＳ１１で開口部を検出する。この処理は 記憶装置４０（図１）に記憶された対象壁面データ４１を読みとって行う。その結果、部品データ４２や分割線データ４３や領域データ４４が生成される。ステップＳ１２では、対象壁面の辺上に無い全ての頂点を検出する。ステップＳ１３では、その頂点を通るＹ軸に並行な線分を描画する。なお、既に説明したように、コンピュータプログラム自身は、描画処理をしながら演算処理をするわけではない。単に座標点や直線の交点の数値演算処理を繰り返すだけでよい。ステップＳ１４では、開口部を横切らないように線分の描画を停止する。ステップＳ１５では、全ての線分を描画したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは次のステップＳ１６の処理に移行し、ノーのときは最初のステップＳ１１の処理に戻る。
【００４２】
ステップＳ１６では、Ｙ軸方向の長さがＬｙを越える領域を検出する。ステップＳ１７では、Ｙ軸方向がＬｙの領域とＬｙ以下の領域に分割をする。ステップＳ１８では、Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上にある領域の検出をする。ステップＳ１９では、その中で相互に隣接した二以上の領域を検出する。ステップＳ２０では、検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にする。ステップＳ２１では、該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出する。ステップＳ２２では、ＷｘがＬｘを越えるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２３の処理に移行し、ノーのときはステップＳ２４の処理に移行する。ステップＳ２３では、長さＬｘの領域と長さＬｘ以下の領域とに再分割をする。ステップＳ２４では、４本の線分に囲まれた方形領域の総数をＮとする。ステップＳ２５では、各方形領域を必要な部品の形状とし、部品データ４２を生成して、記憶装置（図１）に記憶する。
【００４３】
図１１は、図１０の処理の変形例のフローチャートである。図６〜８はその処理内容を示す説明図である。
これは、同じ対象壁面について、Ｘ軸とＹ軸を入れ替えた場合の演算処理を示す。この場合、切り出される部品形状が異なってくる。しかし、この例では最終的に、図１０の処理と同様の結果が得られる。もっと複雑なケースでは、双方の結果が相違することもある。そのときは、良い結果が得られたほうを採用するとよい。図６の（ａ）に示すように、この例では、予め、いずれの開口部５４も横切らないＸ軸に平行な線分（分割線５８）で、対象壁面５２を複数の方形の領域に分割している。次に、各領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出する。Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のｘ軸方向の長さＬｘを越えるときは、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割する。図６（ｂ）はその結果を示す。
【００４４】
次に、図６（ｂ）において、Ｙ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出する。下半分の左右両側に該当する領域がある。検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にする。その結果、図６（ｃ）に示すようになる。次に、各領域の、Ｙ軸方向の長さの総和Ｗｙを算出する。Ｙ軸方向の長さの総和Ｗｙが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越えるときは、長さＬｙの領域と残りの長さＬｙ以下の領域とに再分割する。図６（ｄ）にその結果を示す。無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域の総数がＮである。各方形領域が、必要な部品の形状に該当する。
【００４５】
図１１のフローチャートでは、図１０のステップＳ１６〜２３に代わる部分のみを示す。ステップＳ３１では、Ｘ軸方向の長さがＬｘを越える領域の検出をする。ステップＳ３２では、Ｘ軸方向がＬｘの領域とＬｘ以下の領域に分割をする。ステップＳ３３では、Ｙ軸に平行な二辺が同一直線上にある領域の検出をする。ステップＳ３４では、その中で相互に隣接した二以上の領域を検出する。ステップＳ３５では、検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にする。ステップＳ３６では、該当する領域の、Ｙ軸方向の長さの総和Ｗｙを算出する。ステップＳ３７では、ＷｙがＬｙを越えるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ３８の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ３８では、長さＬｙの領域と長さＬｙ以下の領域とに再分割をする。あとは、上記のステップＳ２４と２５の処理を実行する。以上で、上記の説明どおりの処理が完了する。
【００４６】
［原板の最小枚数を求める］
上記の演算処理で求めた形状の部品を、原板上に板取りする。このとき、例えば、特許３４４１４２０号の装置を利用すれば、原板への部品の割り付け方法と、必要な最小値に近い原板数が取得できる。一方、これとは異なる以下のような方法により演算処理をすることもできる。
【００４７】
［第１フェーズ］
図４の（ａ）に示すとおり、全ての部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが、原板のＸ軸に平行な辺の長さＬｘ以下である。ここで、図４の（ｂ）に示すように、全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けする。
Ｙ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。この状態で、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙに満たない部品群を、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの原板から切り出すときに、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行する。この演算処理により、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組が得られる。
【００４８】
即ち、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目したとき、部品６８と部品６７とを繋ぐと、Ｙ軸に平行な合計長がＬｙになる。従って、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目すると、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にできる。そこで、部品６８と部品６７とを部品の組６４とする。この部品の組６４を、Ｙ軸に平行な辺とＸ軸に平行な辺を備えた一つの部品とみなす。部品の組６４のＹ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のＹ軸に平行な辺の長さの総和とする。この例ではＬｙである。各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のうちの、Ｘ軸に平行な辺の長さが最大の部品の辺の長さとする。この例では部品６７の幅である。なお、この種の割り付け演算処理としては、既知のＦＦＤ（First Fit Decreasing）法、シンプレックス法、整数計画法等が知られている。いずれを利用しても構わない。
【００４９】
［第２フェーズ］
続いて、全ての部品と部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けする。Ｘ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。その結果は、図４の（ｄ）のとおりである。図５の（ａ）は、第２フェーズの演算処理開始直前の状態である。図５（ｂ）に原板の形状を示した。ここで、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘに満たない部品群を、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘの原板から切り出すときに、Ｘ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行する。その結果、図５の（ｃ）に示すように、部品６９を除いて、２枚の原板に対して板取りを完了すことができる。この演算処理により、１枚の原板から切り出す部品の組が得られると同時に、Ｎ枚の全ての部品を切り出すために必要な原板数Ｍ枚が得られる。図５の（ｃ）の状態では、３枚の原板が必要という結果になる。その後、さらに原板数の最小化を図る。
【００５０】
［原板数の最小化］
全ての原板について、一枚ずつ、その原板に割り付けられた部品の組を切り出した後の残材面積を求める。図５（ｃ）の例では、残材６６と６３の面積が求められる。そして、残材の発生する原板が複数あるときは、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出する。この例では、部品６９を切り出す原板の残材６３が面積最大である。なお、残材６６は長方形であるが、Ｌ形や凹凸を持った多角形になることが多い。そのときは、各残材に内接する方形を求めておく。内接する方形が複数存在するときは複数求める。検出した部品のうちのいずれかが、別の部材の残材に内接する方形に含まれる寸法ならば、該当する原板から切り出す部品の組に、検出した部品を加える。
【００５１】
即ち、部品６９は残材６６に含まれる寸法なので、図５（ｃ）の左側の原板に板取りできる。このように、寸法比較は、９０度回転した場合も含める。こうして、いずれの原板の残材にも、各部品を割り付けることができなくなったとき、原板数の最小化処理が終了する。図５の（ｃ）の例では、これまで３枚の原板が必要とされていたが、２枚で良いことになった。このようにして、上記のＭ未満の値が得られれば、最小化処理の効果があった。ここまでの処理を板取手段２３が実行する。ここで、施工コストＫ（０）の初期解を求める。この処理をコスト計算手段２４が実行する。
【００５２】
図１２は第１フェーズ、図１３は第２フェーズ、図１４は原板数の最小化処理の動作フローチャートである。
図１２において、ステップＳ４１で、全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較する。ステップＳ４２で、最も長い物が上位になるよう順位付けをする。ステップＳ４３では、Ｙ軸に平行な辺の長さが同一かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ４４の処理に移行し、ノーのときはステップＳ４５の処理に移行する。ステップＳ４４では、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。ステップＳ４５では、Ｙ軸方向に見て歩留まり最小の割り付け演算をする。この場合には、部品または部品の組のうち、最初に最も長いものを割り付けて、Ｙ軸方向の残材長を計算し、その残材長以下の部品をさらに割り付けるといった、既知の割り付け方法を採用する。ステップＳ４６では、長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組を取得する。ステップＳ４７では、各部品の組のＹ軸に平行な辺の長さを設定する。ステップＳ４８では、各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを設定する。これで、図４の（ｂ）と（ｃ）の処理が終了する。
【００５３】
ステップＳ５１では、部品と部品の組について、Ｘ軸に平行な辺の長さを比較する。ステップＳ５２では、最も長い物が上位になるよう順位付けをする。ステップＳ５３では、Ｘ軸に平行な辺の長さが同一かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ５４の処理に移行し、ノーのときはステップＳ５５の処理に移行する。ステップＳ５４では、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。ステップＳ５５では、Ｘ軸方向に見て歩留まり最小の割り付け演算をする。ステップＳ４５と同様の処理である。ステップＳ５６では、１枚の原板から切り出す部品の組を取得する。ステップＳ５７では、Ｎ枚の全ての部品を切り出すための原板数Ｍ枚を取得する。これで、図４（ｃ）の状態まで処理が終了した。
【００５４】
ステップＳ６１では、全ての原板について残材面積を求める。ステップＳ６２では、各残材に内接する全ての方形を求める。ステップＳ６３では、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出する。ステップＳ６４では、別の原板の残材に内接する方形とを寸法比較する。ステップＳ６５で、部品は方形に含まれるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６６の処理に移行し、ノーのときはステップＳ６７の処理に移行する。ステップＳ６６では、該当する原板から切り出す部品の組にその部品を加える処理をする。ステップＳ６７では、各部品を割り付ける残材はもう無いかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６８の処理に移行し、ノーのときはステップＳ６４の処理に戻る。ステップＳ６８では、原板数Ｍ枚を最小値として更新をする。これで、図５（ｃ）に示す演算処理が終了する。ステップＳ６９では、施工コストＫ（０）の初期解を求める。
【００５５】
図６に示した例でも、同様の処理を実行できる。図７の（ａ）は、部品の形状が求められた後に、対象壁面５２と原板６２との関係を図示したものである。ここで、６個の部品９１〜９６を、Ｙ軸方向の長さに着目して左から右に配列する。ここでも、原板と同一形状の部品は除外している。その状態が図７（ｂ）である。この実施例では、Ｙ軸方向の長さとＸ軸方向の長さとを比較して、常にＹ軸方向の長さが長くなるように、部品の向きを変更する。これにより、図８の（ａ）に示すように、部品を再配列する。その後、Ｙ軸方向の長さのみに着目して、割り付け演算処理を実行する。
【００５６】
その結果、図８（ｂ）に示すように、部品９３と９５とで部品の組９７を構成し、部品９４と９６とで部品の組９８を構成するという結果を得る。図８の（ｃ）は原板６２を示す。この原板のＸ軸方向の長さのみに着目して、割り付け演算処理を実行する。その結果、図８の（ｄ）に示すように、３枚の原板に対して、それぞれ部品９１，部品９２，部品の組９９を板取りするという結論を得る。部品の組９９は、部品９３〜９６を含む。ここで、上記のように、残材の面積を比較計算し、部品９１と部品９４〜９６を１枚の原板に割り付けることができるという結論を得る。残りの部品９３は、このままでは、部品９２とともに１枚の原板に対して板取りをすることができない。そこで、これを分割する。即ち、次のようにして原板数を減少させる処理に進む。
【００５７】
［原板数を減少させる］
ここでは、いずれかの部品を分割することにより，いずれかの原板の残材に割り付けをする。この処理で原板が減少すれば、原板数分のコストが削減できる。一方、そのつど、部品を分割するから、部品数が増えたことにより施工コストが増大する。従って、上記の演算式によりコスト計算をして、結果を比較して、最適値を求める。即ち、全ての原板について、その原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求める。各残材に内接する方形を求める。内接する方形が複数存在するときは複数求める。面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出する。検出した部品のうちのいずれかを、別の部材の残材に内接する方形以下の寸法に分割して、該当する原板から切り出す部品の組に、分割した部品を加える。図５（ｄ）に示した部品６７は、その中心を通る破線で２分割する。図８（ｄ）に示した部品９３は、２本の破線で３分割する。いずれも、別の部材の残材に全て割り付けできるようになる。この演算処理を、使用する原板を１枚減少させることができるまで実行する。Ｍ−１枚の原板を使用して、Ｎ枚＋Ｒ（１）枚の部品を使用するという結果を得て、施工コストＫ（１）を求める。Ｒ（１）は任意の整数で、Ｒ（１）＜Ｒ（２）＜Ｒ（３）の関係にある。
【００５８】
同様の処理を繰り返して、下記の結果を得る。
原材の枚数 部品の枚数 施工コスト
Ｍ Ｎ Ｋ（０）
Ｍ−１ Ｎ＋Ｒ（１） Ｋ（１）
Ｍ−２ Ｎ＋Ｒ（２） Ｋ（２）
Ｍ−３ Ｎ＋Ｒ（３） Ｋ（３）
・・・・ ・・・・ ・・・・
部品の辺の、長さの最小値を設定しておいて、最小値に達したときに演算処理を終了する。実用的に、それ以上小片化すると取り扱いが不便な値を最小値にするとよい。また、あるいは、使用原板数が、下記の演算により理論的な最小値に達したときに演算処理を終了する。
原板数≧（対象壁面の面積−開口部の面積の総和）／原板の面積
【００５９】
［計算結果］
上記のＫ（０）〜Ｋ（３）・・・の中で最小値のＫ（）のが得られたとき、例えば、次のデータを出力する。即ち、原板数Ｍ、各原板から切り出す部品の識別情報、サイズ（たて、よこ）、部品の数量、原板の切断線（板取図）、部品の識別情報、対象壁面上の各部品の配列位置、部品の識別情報、切断加工機に読み込ませる加工データ（部品の縦横寸法、部品の識別情報）、原板の費用、施工費用等を出力する。また、要求に応じて任意のＫ（）のデータも出力する。なお、上記の演算処理において、原板を部品に分割するための刃物の厚みは考慮していないが、実際には、所定の幅を考慮する。
【００６０】
図１５は、原板数を減少させる演算処理の動作フローチャートである。
まず、ステップＳ７１で、原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求める。ステップＳ７２では、全ての部品の残材に内接する方形を求める。ステップＳ７３では、面積が最大の残材が発生する原板を検出する。ステップＳ７４では、この原板から切り出す部品を検出する。ステップＳ７５では、検出した部品を分割して別の部材の残材に割り付ける。ステップＳ７６では、該当する原板から切り出す部品の組に分割した部品を加える。ステップＳ７７では、使用する原板が１枚減少したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ７８の処理に移行し、ノーのときはステップＳ７４の処理に移行する。ステップＳ７８では、原板数を取得する。ステップＳ７９では、部品総数を得する。ステップＳ８０では、施工コストＫの演算処理をする。上記の説明では、建物の壁面に貼り付けられる断熱材を例にして説明したが、原板の寸法が決まっていて、ある程度分割をして使用して良いような部品の板取りに、本発明を広く利用できる。
【００６１】
［端末との通信］
上記の演算処理の出力は、図１に示したネットワーク１４を通じてプレカット装置１７を制御する端末装置１６に送信する。また、必要に応じて、コンピュータ１２の記憶装置４０に記憶しておく。
【００６２】
なお、上記のコンピュータの演算処理装置で実行されるコンピュータプログラムは、機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されてしまってもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムの一部に組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１の壁面用部品の板取り装置を示すブロック図である。
【図２】コンピュータのハードウェアブロック図である。
【図３】対象壁面の分割例を示す説明図である。
【図４】部品の板取り計算例を示す説明図である。
【図５】試行演算処理の動作説明図である。
【図６】対象壁面の分割例を示す説明図である。
【図７】部品の板取り計算例を示す説明図である。
【図８】試行演算処理の動作説明図である。
【図９】入出力操作画面の説明図である。
【図１０】対象壁面を分割して必要な部品の形状と数を求めるコンピュータプログラムのフローチャートである。
【図１１】図１０の変形例のフローチャートである。
【図１２】第１フェーズの動作フローチャートである。
【図１３】第２フェーズの動作フローチャートである。
【図１４】原板数の最小化処理の動作フローチャートである。
【図１５】原板数を減少させる演算処理の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
２ ディスプレイ
３ 本体制御部
４ キーボード
５ マウス
１０ 壁面用部品の板取り装置
１２ コンピュータ
１４ ネットワーク
１６ 端末装置
１７ プレカット装置
２０ 演算処理装置
２１ 壁面分割手段
２２ 部品形状設定手段
２３ 板取手段
２４ コスト計算手段
２５ 試行演算手段
２６ プレカットデータ生成手段
２７ データ入出力手段
２８ イメージ変換出力手段
４０ 記憶装置
４１ 対象壁面データ
４２ 部品データ
４３ 分割線データ
４４ 領域データ
４５ 原板データ
４６ 部品の組データ
４７ プレカットデータ
４８ 残材データ
５２ 対象壁面
５４ 開口部
５６ 部品
５８ 分割線
６０ 領域
６２ 原板
６４、９７〜９９ 部品の組
６３，６５，６６ 残材
７１、７３〜７５、８３〜８７ テキストボックス
７２、７６〜７９ ボタン
９１〜９６ 部品
１１０ 内部バス
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ ＨＤＤ
１１５ 入出力インタフェース
１１６ ネットワークインタフェース
１２０ 原板供給装置
１２２ 切断装置
１２４ 部品搬送装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の壁面用部品の切り出時に歩留まりを改善する、板取り装置と壁面用部品の板取りプログラムと記録媒体とプレカット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の壁面は、開口部や屋根等の構造物の影響により、外壁、内壁を問わず、複雑な形状になる。こうした建物の壁材は、建物の設計データをもとにしてプレカットされて、現場に搬入される。このとき、建物の強度を考慮しながら壁材を適切な形状にプレカットするように、対象壁面を分割して壁材の形状を求める技術が開発されている（特許文献１参照）。また、壁材のような多数の面材を一定の形状の原板から切り出すとき、歩留まりを高めるための板取り技術も開発されている（特許文献２参照）。これらの技術により、壁材の最適なプレカットが実現する。
【特許文献１】特開平８−１３７９１９号公報
【特許文献２】特許３４４１４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
建物の壁面に断熱材等の部品を貼り付けるときにも，上記の既存技術を採用することができる。しかしながら、断熱材のような部品は、その形状が建物の強度に影響を及ぼさない。従って、部品を小さく裁断して、原板をより有効に利用し、歩留まりを高めることが可能である。ところが、部品点数が増大すると、施工時の手数も増大する。また、原板から部品を切り取るための切断加工費も増大する。従って、歩留まりのみを考慮すると、総合的に見て、コストが増大するおそれがある。
上記の課題を解決するために、本発明は、以下のような、壁面用部品の板取り装置と壁面用部品の板取りプログラムと記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段とを備えたことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００５】
〈構成２〉
構成１に記載の壁面用部品の板取り装置において、上記試行演算手段は、上記原板上に板取りしたいずれかの部品を分割して、別の原板上に別の部品を板取りした結果生じた残材から、該当する分割した部品を切り出して、部品数Ｎを増加させる代わりに、必要な原板数Ｍを減少させることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００６】
〈構成３〉
構成１または２に記載の壁面用部品の板取り装置において、上記建物の対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００７】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記建物の対象壁面は直交ＸＹ平面上に描かれており、上記対象壁面は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしており、上記壁面分割手段は、上記壁面の輪郭線にＸ軸にもＹ軸にも平行でない線分が含まれているとき、その輪郭線に内接または外接する多角形であって、Ｘ軸またはＹ軸に平行な線分のみに囲まれた多角形を対象壁面に設定し、上記対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有し、上記１個または複数個の開口部は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれ、上記部品は、Ｘ軸に平行な任意の長さの辺とＹ軸に平行な任意の長さの辺を有する方形をしており、上記原板は、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘでＹ軸に平行な辺の長さがＬｙの方形をしていることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００８】
〈構成５〉
構成１乃至４のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記壁面分割手段は、始めに、開口部の、対象壁面の辺上に無い全ての頂点について、その頂点を通り、かつ、いずれの開口部も横切らないＹ軸に平行な線分で、対象壁面を複数の方形の領域に分割し、部品形状設定手段は、分割された領域のうち、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越える領域を検出し、検出した領域を、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙの領域と、残りのＬｙ以下の領域とに分割し、Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出し、検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にし、該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出し、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のＸ軸方向の長さＬｘを越えるときは、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割し、無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域を、必要な部品の形状に設定することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【０００９】
〈構成６〉
構成１乃至５のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記板取手段は、全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、Ｙ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙに満たない部品群を、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの原板から切り出すときに、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、この演算処理により、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組を得て、各部品の組をＹ軸に平行な辺とＸ軸に平行な辺を備えた一つの部品とみなし、各部品の組のＹ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のＹ軸に平行な辺の長さの総和とし、各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のうちの、Ｘ軸に平行な辺の長さが最大の部品の辺の長さとし、上記全ての部品と部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、Ｘ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘに満たない部品群を、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘの原板から切り出すときに、Ｘ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、この演算処理により、１枚の原板から切り出す部品の組を得て、板取りを決定し、かつ、Ｎ枚の全ての部品を切り出すために必要な原板数Ｍ枚を得ることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【００１０】
〈構成７〉
構成１乃至６のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記試行演算手段は、全ての原板について、一枚ずつ、その原板に割り付けられた部品の組を切り出した後の残材面積を求め、各残材に内接する方形を求め、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出して、検出した部品のうちのいずれかが、別の部材の残材に内接する方形に含まれる寸法ならば、該当する原板から切り出す部品の組に、検出した部品を加え、いずれの原板の残材にも、各部品を割り付けることができなくなるまで、演算処理を実行し、上記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍを使用して施工コストＫの初期解を求めることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【００１１】
〈構成８〉
構成１乃至７のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、上記試行演算手段は、全ての原板について、その原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求め、各残材に内接する方形を求めて、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出し、検出した部品のうちのいずれかを、別の部材の残材に内接する方形以下の寸法に分割して、該当する原板から切り出す部品の組に、分割した部品を加え、この演算処理を、使用する原板を１枚減少させることができるまで実行し、上記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍと部品枚数Ｎを使用して、施工コストＫを求め、上記試行演算手段と上記コスト計算手段が同様の処理を繰り返して得られた施工コストＫが、最小値を示すときの上記部品の形状と板取りを求めて、上記試行演算手段が上記プレカットデータ生成手段に渡すことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【００１２】
〈構成９〉
コンピュータを、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラム。
【００１３】
〈構成１０〉
コンピュータを、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【００１４】
〈構成１１〉
壁面分割手段が、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割するステップと、部品形状設定手段が、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定するステップと、板取手段が、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りするステップと、コスト計算手段が、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるステップと、試行演算手段が、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める １枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するステップとを含む壁面用部品の板取り方法。
【００１５】
〈構成１２〉
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、上記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、上記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの上記領域をさらに分割して、上記全ての領域が上記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、上記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、上記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、上記分割線の位置と、上記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた上記部品数Ｎと上記原板数Ｍを、上記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの上記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、１枚または複数枚の上記原板から、上記最適板取りに基づいて、全ての上記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段と、上記プレカットデータを使用して、上記原板をプレカットするプレカット機構とを備えたことを特徴とするプレカット装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のシステムでは、予め、対象壁面を表示するデータを、設計用のＣＡＤデータ等から取得し、必要な部品の形状を演算処理する。その後、一定の寸法の原板に対して壁面用部品の板取り計算をする。部品の形状の選択と部品数の選択を試行によって最適化し、施工コストが最小となる結果を抽出する。以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
［システム構成］
図１は実施例１の壁面用部品の板取り装置を示すブロック図である。
壁面用部品の板取り装置１０は、図１に示したコンピュータ１２により実現する。コンピュータ１２は、［記憶データ］の項で説明するデータを処理して、［演算処理］の項で説明する演算処理を実行する。コンピュータ１２は、ネットワーク１４に接続されている。コンピュータ１２は、ネットワーク１４を通じて、端末装置１６と接続されている。端末装置１６にはプレカット装置１７が接続されている。コンピュータ１２からプレカットデータが端末装置１６に送信される。端末装置１６は、このプレカットデータでプレカット装置１７を制御する。ネットワーク１４は、インターネット、イントラネット、その他任意の通信ネットワークにより構成することができる。
【００１８】
コンピュータ１２は、ディスプレイ２、キーボード４、マウス５といったマンマシンインタフェース用ハードウェアを備えている。ディスプレイ２はコンピュータ１２による演算処理結果を出力するための表示出力装置である。表示出力装置には、例えば、ブラウン管ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等が利用できる。キーボード４やマウス５は、コンピュータ１２にデータを入力するための入力手段である。コンピュータ１２の本体制御部３には、演算処理装置２０と記憶装置４０が格納されている。コンピュータ１２には、コンピュータ１２を演算処理装置２０に列挙した手段として機能させるコンピュータプログラムがインストールされている。記憶装置４０には、壁面用部品の板取り装置を動作させるために必要なデータが記憶される。
【００１９】
図２は、コンピュータ１２のハードウェアブロック図である。
コンピュータ１２の本体制御部３（図１）に収容された内部バス１１０には、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１３と、ＨＤＤ（ハードディスク）１１４と、入出力インタフェース１１５と、ネットワークインタフェース１１６とが接続されている。入出力インタフェース１１５には、ディスプレイ２とキーボード４とマウス５とが接続されている。ネットワークインタフェース１１６は、ネットワーク１５に接続されている。以上のハードウェアは一般的によく知られたパーソナルコンピュータ等に設けられているものと変わらない。端末装置１６のハードウェアも同様であるから、説明を省略する。
【００２０】
図１に示した演算処理装置２０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３等により構成される。図１に示した記憶装置４０は、ＲＯＭ１１２やＲＡＭ１１３やＨＤＤ１１４により構成される。図１の記憶装置４０中に列挙したデータは、主としてＨＤＤ１１４に記憶されて保存される。演算処理中は、状況に応じてＲＡＭ１１３に一時保存される。ＣＰＵ１１１が実行するコンピュータプログラムは、ＲＯＭ１１２に記憶され、あるいはＲＡＭ１１３に適時ロードされて実行される。なお、プレカット装置１７は、原板供給装置１２０により原材料である原板を供給して、切断装置１２２がプレカットデータの指示通り原板を部品に切り分ける。部品搬送装置１２４は、その部品を搬送して梱包処理等の対象にする。
【００２１】
［記憶データ］
壁面用部品の板取り装置１０の記憶装置４０には、対象壁面データ４１と部品データ４２と分割線データ４３と領域データ４４と原板データ４５と部品の組データ４６とプレカットデータ４７と残材データ４８等のデータが記憶されている。図１を参照しながら、各データの内容と役割と具体例とを説明する。対象壁面データ４１は、部品を貼り付ける対象壁面の構造を表すデータである。例えば、建物を設計するＣＡＤデータから取得したものである。対象壁面は多角形であって、対象壁面データ４１は、例えば、その頂点の座標を示すデータにより構成される。
【００２２】
部品データ４２は、対象壁面に貼り付ける部品の形状を表すデータである。演算処理中に生成されて演算処理の終了時に内容が確定する。例えば、部品の識別情報と対象壁面上の位置情報と縦横寸法を示すデータ構造をしている。なお、部品は全て長方形か正方形であるものとする。分割線データ４３は、対象壁面を部品の形状に分割する線分を表すデータである。例えば、線分の両端座表を示すデータ構造をしている。領域データ４４は、対象壁面を分割線で分割したときにできる各領域を表すデータである。領域は全て長方形か正方形である。従って、領域データ４４は、例えば、２頂点の座標を示すデータ構造をしている。演算処理中に一時記憶されるデータである。原板データ４５は、原板の形状を表すデータである。例えば、原板の縦横寸法を示すデータ構造をしている。
【００２３】
部品の組データ４６は、部品の組み合わせを表すデータである。例えば、複数の部品の識別情報群を含むデータ構造をしている。板取りのための各部品の向きや位置関係を示す情報も含むとよい。プレカットデータ４７は、プレカット装置を制御するための既知のデータである。例えば、原板上の部品の板取り配置や、原板を切断する分割線の位置を示すようなデータ構造をしている。また、切り出した部品に識別コードを印刷するための情報も含められる。残材データ４８は、原板から部品を切り出した残りの部分の形状を表すデータである。例えば、多角形の頂点群を含むデータ構造をしている。なお、上記のデータ構造は例示であって、いずれも、同等の情報を表示する内容であればその構成は任意である。
【００２４】
［演算処理］
図１に示したように、壁面用部品の板取り装置１０は、壁面分割手段２１と部品形状設定手段２２と板取手段２３とコスト計算手段２４と試行演算手段２５とプレカットデータ生成手段２６とデータ入出力手段２７とイメージ変換出力手段２８とを備えている。具体的に、壁面構成を例示した図３を参照しながら、演算処理装置２０における各手段の各機能を説明する。なお、これらの手段は、いずれも、上記の記憶装置４０に記憶されたデータを利用して演算処理を実行するためのコンピュータプログラムである。従って、例えば、壁面の分割等の演算処理は、座標値を使用した交点の数値計算が主になる。しかし、それでは演算処理の内容が理解し難いので、以下、図形処理的な表現を用いて説明をする。
【００２５】
図３は対象壁面の分割例を示す説明図である。
図３〜図５は、壁面用部品の板取り装置１０の具体的な動作を説明するためのもので、後の実施例で再度詳細に説明をするが、ここでは、簡単に、図１に示した各手段の機能説明に使用する。図３の対象壁面５２は、この例では２個の開口部５４を備えている。例えば、建物の外壁に窓が２個設けられたものである。この窓以外の部分に断熱材を貼り付ける。その断熱材を所定数の原板から切り出す。この断熱材が、板状の部品に相当する。この壁面用部品の板取り装置１０を用いて、全ての部品の形状を計算で求める。その結果を使用して原板をプレカットし、建物の建設現場に搬送する。
【００２６】
上記の壁面分割手段２１は、建物の対象壁面５２に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、対象壁面５２を分割線５８で複数の領域に分割する機能を持つ。部品形状設定手段２２は、複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する。それ以外の場合には、いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの領域をさらに分割する。そして、全ての領域を原板から切り出すことができる形状にする。図の例では、（ａ）でＹ軸に並行に分割線を引き縦長の領域を生成する。（ｂ）で原板長に合わせて縦長の領域をＸ軸に平行な線で分割する。（ｃ）で、上半分の４本の分割線５８を無効にし、（ｄ）で原板の幅Ｌｘにより再分割する。
【００２７】
図４は、部品の板取り計算例を示す説明図である。
上記の壁面分割手段２１により、図４の（ａ）に示すように、分割領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定した。板取手段２３は、これらの部品を順番に選択して、原板上に選択した部品を板取りする機能を持つ。例えば、この対象壁面５２の右端の上下２個の領域は、いずれも原板６２と同一寸法である。だから、そのまま１枚の原板６２を割り当てる。一方、開口部５４の周辺の領域は、いくつかまとめて１枚の原板から一緒に切り出すことができる。このため、原板６２と同一寸法の部品以外は、後で説明する要領で割り付け計算をする。この例では、原板６２と同一の長さの部品５６等と、短い部品、６８，６７，６９が存在する。短い部品、６７，６８，６９をいくつかずつ組み合わせて部品の組６４として一体に取り扱い、効率よく割り付け演算処理を実行する。
【００２８】
コスト計算手段２４は、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、施工コストＫを求める機能を持つ。試行演算手段２５は、分割線５８の位置と、板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた部品数Ｎと原板数Ｍを、コスト計算手段２４に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの部品の形状と最適板取りを求める機能を持つ。プレカットデータ生成手段２６は、原板から、最適板取りに基づいて、全ての部品をプレカットするためのプレカットデータを生成する機能を持つ。
【００２９】
図５は、試行演算処理の動作説明図である。
図の（ａ）の例では、部品６７と６８とが部品の組６４を構成し、部品６９は単独で残されている。後で説明する所定の割り付け演算処理を画一的に自動的に実行すると、このような結果が得られる。そこで、その後の試行演算により、必要な原板数を減らす処理をする。（ｂ）は原板６２の形状を示す。（ｃ）では、部品５６、６７、６８を、１枚の原板から切り出すように板取りをした。残りの大きな部品は別の一枚の原板から板取りできる。部品６９だけが残った。このとき、残材６６が、部品６９を切り出すことができる寸法をしていることを検出する。
【００３０】
この処理により、部品５６、６７、６８、６９を１枚の原板から切り出して、原板使用枚数を減少させるという結論が得られる。一方、例えば、図の（ｄ）に示すように、１枚の原板に最初に部品５６，６８，６９を割り付けてしまったとする。このとき、残りの部品６７は、そのままでは、残材６５から切り出すことができない。しかし、図のように部品６７を破線で２分割すると、残材６５から切り出すことができる。即ち、試行演算手段２５は、ある原板上に板取りしたいずれかの部品を分割して、別の原板上に板取りする機能を持つ。この結果、部品数Ｎを増加させる代わりに、必要な原板数Ｍを減少させることができる。
【００３１】
データ入出力手段２７は、演算処理の条件を入力し、演算処理結果を表示させるためのウインドウを制御する機能を持つ。対象壁面のデータファイルを指定したり、使用する原板を指定する。具体的には、後で図９を用いて説明する。イメージ変換出力手段２８は、壁面の分割結果を図面化してディスプレイ２に表示するように、データをイメージ変換処理する機能を持つ。これにより、例えば、図４（ａ）や図５（ｃ）に示すとおりの図がディスプレイに表示される。これらの図は処理担当者が確認のために利用する。また、原板の分割イメージ等も表示させることができる。以上で、壁面用部品の板取り装置１０の基本構成についての実施例の説明を終える。図６〜８はこの実施例の変形例の説明図であるが、次の実施例２の説明で詳述する。
【実施例２】
【００３２】
［対象壁面データ］
図９は、演算処理開始時の条件入力と演算処理結果表示のための画面である。
図のように、始めに、テキストボックス７１で、対象壁面のデータファイルを指定する。データファイル名は、参照ボタン７２により呼び出すこともできる。これにより、記憶装置４０（図１）上に、対象壁面データ４１をセットする。建物の対象壁面の設計データは、ＣＡＤデータ等により構成される。ここから、次のような内容の対象壁面データ４１を抽出するとよい。図３に示すように、建物の対象壁面５２が、直交ＸＹ平面上に描かれている。対象壁面５２は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしている。例えば、線Ａで一部を切り取られたＬ字形や凸形の壁面を含めても構わない。
【００３３】
図の対象壁面５２は、１個又は複数個の開口部５４を有する。開口部が無くても構わない。複数個の開口部５４は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしている。Ｌ字形や凸形の開口も含む。なお、部品を貼り付けるべき壁面の輪郭線に、例えば、線Ｂで切り取られたＸ軸にもＹ軸にも平行でない線分が含まれているときには、計算の都合上、その輪郭線に内接または外接する多角形であって、Ｘ軸またはＹ軸に平行な線分のみに囲まれた多角形を対象壁面５２とすればよい。残りの対象壁面に含まれない部分は補足用データとして記憶して、演算処理の最後に該当する部品の形状を元に戻して出力するとよい。また、便宜上、Ｘ軸方向を水平方向に、Ｙ軸方向を垂直方法に特定したが、Ｘ軸方向とＹ軸方向とを取り替えても構わない。
【００３４】
［演算処理の目的］
対象壁面５２の開口部５４を除く部分に、板状の複数の部品を隙間無く配列する。このために、該当する対象壁面５２を分割線５８で分割して、配列する部品の形状を求める。このとき、部品を切り出す原板を、図９の画面で指定する。ドロップダウンリスト７３で、必要な部品に応じた原板コードを指定する。原板コードを指定すると、確認のために原板の縦寸法と横寸法がテキストボックス７４、７５に表示される。ボタン７６をクリックすると、演算処理が実行される。終了時はボタン７９をクリックする。この演算処理結果を使用して、プレカット工場で、１枚または複数枚の原板を使用して、全ての部品をプレカットする。このとき、最小のコストで原板から部品を切り出すことができる部品の組を選択して、各原板上に選択した部品を板取りする。
【００３５】
図９のボタン７７をクリックすると、図４の（ａ）に示すような分割壁面イメージがディスプレイに表示される。また、図９のボタン７８をクリックすると、図５の（ｃ）に示すような原板分割イメージがディスプレイに表示される。図４に示したように、部品は、Ｘ軸に平行な任意の長さの辺とＹ軸に平行な任意の長さの辺を有する方形をしている。原板６２は、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘでＹ軸に平行な辺の長さがＬｙの方形をしている。対象壁面５２に隙間無く配列するために必要な部品の数をＮ枚とする。Ｎ枚の部品を得るために必要な原板数をＭ枚とする。
【００３６】
［コスト計算］
Ｎ枚の部品を割り付けることができる最小数の原板数がＭ枚である。最小数とは、実用計算で求めることができる最小値に十分近いと判断できる解のことで、真の最小値と相違して構わない。最小限必要な原板数は、下式の計算結果よりも小さくない整数の最小値である。これは、下式で計算する。理論的には、原板数をこれ以下にすることはできないので、試行演算処理の際に、繰り返し演算ループから抜けるための目標値に設定できる。
原板数≧（対象壁面の面積−開口部の面積の総和）／原板の面積
【００３７】
部品を限りなく小片に分割できれば、この計算式のとおりの原板を使用するという結果になる。しかし、手数と取り扱い易さを考慮して、部品の最小寸法を定める。これにより、実用性を考慮した必要原板数を算出する。原板を切断して部品を壁面に貼り付けるためには、部品の寸法にかかわりなく、一定のコストがかかる。これが、施工単価である。原板の単価が高いときは、原板の残材面積を最小にするようにしてコスト低減を図る。一方、施工単価が高いときは、できるだけ部品数を少なくして、コスト低減を図る。施工コストは下記のように定義する。
［施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価］
【００３８】
図９に示すように、演算処理後に、テキストボックス８３には原板数、テキストボックス８４には原板の単価、テキストボックス８５には部品数、テキストボックス８６には部品１枚を壁面に貼り付けるための施工単価、テキストボックス８７には、トータルコストが表示される。この他に、プレカット制御に必要な部品の形状、貼り付け位置、原板の板取り方法等の情報を含む部品データ４２や原板データ４５が生成される。これらのデータにより、プレカットデータ４７（図１）が生成され、所定のタイミングで、プレカット装置１７を制御する端末装置１６に送信される。
【００３９】
［部品数Ｎの最小化］
図１０〜図１１は、対象壁面を分割して必要な部品の形状と数を求めるためのコンピュータプログラムのフローチャートである。
以下、図３〜図９とフローチャートを参照しながら、コンピュータプログラムの動作を説明する。始めに、図３（ａ）において、開口部５４の、対象壁面５２の辺上に無い全ての頂点について、その頂点を通り、かつ、いずれの開口部５４も横切らないＹ軸に平行な線分（分割線５８）で、対象壁面５２を複数の方形の領域に分割する。次に、分割された領域のうち、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越える領域を検出する。そして、図３（ｂ）に示すように、検出した領域を、Ｘ軸に平行な線分（分割線５８）で、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙの領域と、残りのＬｙ以下の領域とに分割する。この処理を壁面分割手段２１（図１）が実行する。この例では、上半分も下半分も長さＬｙである。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出する。上半分の５個横に並んだ領域が該当する。検出した二以上の領域を分割する線分（分割線５８）を全て無効にする。そして、該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出する。Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のＸ軸方向の長さＬｘを越えるときは、図３（ｄ）に示すように、Ｙ軸に平行な線分で、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割する。この処理を、部品形状設定手段２２が実行する。無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域の総数がＮである。各方形領域が、必要な部品の形状に該当する。
【００４１】
コンピュータプログラムでは、上記の処理を、例えば、次のように実行することができる。図１０に示すように、ステップＳ１１で開口部を検出する。この処理は 記憶装置４０（図１）に記憶された対象壁面データ４１を読みとって行う。その結果、部品データ４２や分割線データ４３や領域データ４４が生成される。ステップＳ１２では、対象壁面の辺上に無い全ての頂点を検出する。ステップＳ１３では、その頂点を通るＹ軸に並行な線分を描画する。なお、既に説明したように、コンピュータプログラム自身は、描画処理をしながら演算処理をするわけではない。単に座標点や直線の交点の数値演算処理を繰り返すだけでよい。ステップＳ１４では、開口部を横切らないように線分の描画を停止する。ステップＳ１５では、全ての線分を描画したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは次のステップＳ１６の処理に移行し、ノーのときは最初のステップＳ１１の処理に戻る。
【００４２】
ステップＳ１６では、Ｙ軸方向の長さがＬｙを越える領域を検出する。ステップＳ１７では、Ｙ軸方向がＬｙの領域とＬｙ以下の領域に分割をする。ステップＳ１８では、Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上にある領域の検出をする。ステップＳ１９では、その中で相互に隣接した二以上の領域を検出する。ステップＳ２０では、検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にする。ステップＳ２１では、該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出する。ステップＳ２２では、ＷｘがＬｘを越えるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２３の処理に移行し、ノーのときはステップＳ２４の処理に移行する。ステップＳ２３では、長さＬｘの領域と長さＬｘ以下の領域とに再分割をする。ステップＳ２４では、４本の線分に囲まれた方形領域の総数をＮとする。ステップＳ２５では、各方形領域を必要な部品の形状とし、部品データ４２を生成して、記憶装置（図１）に記憶する。
【００４３】
図１１は、図１０の処理の変形例のフローチャートである。図６〜８はその処理内容を示す説明図である。
これは、同じ対象壁面について、Ｘ軸とＹ軸を入れ替えた場合の演算処理を示す。この場合、切り出される部品形状が異なってくる。しかし、この例では最終的に、図１０の処理と同様の結果が得られる。もっと複雑なケースでは、双方の結果が相違することもある。そのときは、良い結果が得られたほうを採用するとよい。図６の（ａ）に示すように、この例では、予め、いずれの開口部５４も横切らないＸ軸に平行な線分（分割線５８）で、対象壁面５２を複数の方形の領域に分割している。次に、各領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出する。Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のｘ軸方向の長さＬｘを越えるときは、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割する。図６（ｂ）はその結果を示す。
【００４４】
次に、図６（ｂ）において、Ｙ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出する。下半分の左右両側に該当する領域がある。検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にする。その結果、図６（ｃ）に示すようになる。次に、各領域の、Ｙ軸方向の長さの総和Ｗｙを算出する。Ｙ軸方向の長さの総和Ｗｙが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越えるときは、長さＬｙの領域と残りの長さＬｙ以下の領域とに再分割する。図６（ｄ）にその結果を示す。無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域の総数がＮである。各方形領域が、必要な部品の形状に該当する。
【００４５】
図１１のフローチャートでは、図１０のステップＳ１６〜２３に代わる部分のみを示す。ステップＳ３１では、Ｘ軸方向の長さがＬｘを越える領域の検出をする。ステップＳ３２では、Ｘ軸方向がＬｘの領域とＬｘ以下の領域に分割をする。ステップＳ３３では、Ｙ軸に平行な二辺が同一直線上にある領域の検出をする。ステップＳ３４では、その中で相互に隣接した二以上の領域を検出する。ステップＳ３５では、検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にする。ステップＳ３６では、該当する領域の、Ｙ軸方向の長さの総和Ｗｙを算出する。ステップＳ３７では、ＷｙがＬｙを越えるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ３８の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ３８では、長さＬｙの領域と長さＬｙ以下の領域とに再分割をする。あとは、上記のステップＳ２４と２５の処理を実行する。以上で、上記の説明どおりの処理が完了する。
【００４６】
［原板の最小枚数を求める］
上記の演算処理で求めた形状の部品を、原板上に板取りする。このとき、例えば、特許３４４１４２０号の装置を利用すれば、原板への部品の割り付け方法と、必要な最小値に近い原板数が取得できる。一方、これとは異なる以下のような方法により演算処理をすることもできる。
【００４７】
［第１フェーズ］
図４の（ａ）に示すとおり、全ての部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが、原板のＸ軸に平行な辺の長さＬｘ以下である。ここで、図４の（ｂ）に示すように、全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けする。
Ｙ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。この状態で、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙに満たない部品群を、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの原板から切り出すときに、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行する。この演算処理により、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組が得られる。
【００４８】
即ち、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目したとき、部品６８と部品６７とを繋ぐと、Ｙ軸に平行な合計長がＬｙになる。従って、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目すると、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にできる。そこで、部品６８と部品６７とを部品の組６４とする。この部品の組６４を、Ｙ軸に平行な辺とＸ軸に平行な辺を備えた一つの部品とみなす。部品の組６４のＹ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のＹ軸に平行な辺の長さの総和とする。この例ではＬｙである。各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のうちの、Ｘ軸に平行な辺の長さが最大の部品の辺の長さとする。この例では部品６７の幅である。なお、この種の割り付け演算処理としては、既知のＦＦＤ（First Fit Decreasing）法、シンプレックス法、整数計画法等が知られている。いずれを利用しても構わない。
【００４９】
［第２フェーズ］
続いて、全ての部品と部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けする。Ｘ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。その結果は、図４の（ｄ）のとおりである。図５の（ａ）は、第２フェーズの演算処理開始直前の状態である。図５（ｂ）に原板の形状を示した。ここで、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘに満たない部品群を、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘの原板から切り出すときに、Ｘ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行する。その結果、図５の（ｃ）に示すように、部品６９を除いて、２枚の原板に対して板取りを完了すことができる。この演算処理により、１枚の原板から切り出す部品の組が得られると同時に、Ｎ枚の全ての部品を切り出すために必要な原板数Ｍ枚が得られる。図５の（ｃ）の状態では、３枚の原板が必要という結果になる。その後、さらに原板数の最小化を図る。
【００５０】
［原板数の最小化］
全ての原板について、一枚ずつ、その原板に割り付けられた部品の組を切り出した後の残材面積を求める。図５（ｃ）の例では、残材６６と６３の面積が求められる。そして、残材の発生する原板が複数あるときは、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出する。この例では、部品６９を切り出す原板の残材６３が面積最大である。なお、残材６６は長方形であるが、Ｌ形や凹凸を持った多角形になることが多い。そのときは、各残材に内接する方形を求めておく。内接する方形が複数存在するときは複数求める。検出した部品のうちのいずれかが、別の部材の残材に内接する方形に含まれる寸法ならば、該当する原板から切り出す部品の組に、検出した部品を加える。
【００５１】
即ち、部品６９は残材６６に含まれる寸法なので、図５（ｃ）の左側の原板に板取りできる。このように、寸法比較は、９０度回転した場合も含める。こうして、いずれの原板の残材にも、各部品を割り付けることができなくなったとき、原板数の最小化処理が終了する。図５の（ｃ）の例では、これまで３枚の原板が必要とされていたが、２枚で良いことになった。このようにして、上記のＭ未満の値が得られれば、最小化処理の効果があった。ここまでの処理を板取手段２３が実行する。ここで、施工コストＫ（０）の初期解を求める。この処理をコスト計算手段２４が実行する。
【００５２】
図１２は第１フェーズ、図１３は第２フェーズ、図１４は原板数の最小化処理の動作フローチャートである。
図１２において、ステップＳ４１で、全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較する。ステップＳ４２で、最も長い物が上位になるよう順位付けをする。ステップＳ４３では、Ｙ軸に平行な辺の長さが同一かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ４４の処理に移行し、ノーのときはステップＳ４５の処理に移行する。ステップＳ４４では、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。ステップＳ４５では、Ｙ軸方向に見て歩留まり最小の割り付け演算をする。この場合には、部品または部品の組のうち、最初に最も長いものを割り付けて、Ｙ軸方向の残材長を計算し、その残材長以下の部品をさらに割り付けるといった、既知の割り付け方法を採用する。ステップＳ４６では、長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組を取得する。ステップＳ４７では、各部品の組のＹ軸に平行な辺の長さを設定する。ステップＳ４８では、各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを設定する。これで、図４の（ｂ）と（ｃ）の処理が終了する。
【００５３】
ステップＳ５１では、部品と部品の組について、Ｘ軸に平行な辺の長さを比較する。ステップＳ５２では、最も長い物が上位になるよう順位付けをする。ステップＳ５３では、Ｘ軸に平行な辺の長さが同一かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ５４の処理に移行し、ノーのときはステップＳ５５の処理に移行する。ステップＳ５４では、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けする。ステップＳ５５では、Ｘ軸方向に見て歩留まり最小の割り付け演算をする。ステップＳ４５と同様の処理である。ステップＳ５６では、１枚の原板から切り出す部品の組を取得する。ステップＳ５７では、Ｎ枚の全ての部品を切り出すための原板数Ｍ枚を取得する。これで、図４（ｃ）の状態まで処理が終了した。
【００５４】
ステップＳ６１では、全ての原板について残材面積を求める。ステップＳ６２では、各残材に内接する全ての方形を求める。ステップＳ６３では、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出する。ステップＳ６４では、別の原板の残材に内接する方形とを寸法比較する。ステップＳ６５で、部品は方形に含まれるかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６６の処理に移行し、ノーのときはステップＳ６７の処理に移行する。ステップＳ６６では、該当する原板から切り出す部品の組にその部品を加える処理をする。ステップＳ６７では、各部品を割り付ける残材はもう無いかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６８の処理に移行し、ノーのときはステップＳ６４の処理に戻る。ステップＳ６８では、原板数Ｍ枚を最小値として更新をする。これで、図５（ｃ）に示す演算処理が終了する。ステップＳ６９では、施工コストＫ（０）の初期解を求める。
【００５５】
図６に示した例でも、同様の処理を実行できる。図７の（ａ）は、部品の形状が求められた後に、対象壁面５２と原板６２との関係を図示したものである。ここで、６個の部品９１〜９６を、Ｙ軸方向の長さに着目して左から右に配列する。ここでも、原板と同一形状の部品は除外している。その状態が図７（ｂ）である。この実施例では、Ｙ軸方向の長さとＸ軸方向の長さとを比較して、常にＹ軸方向の長さが長くなるように、部品の向きを変更する。これにより、図８の（ａ）に示すように、部品を再配列する。その後、Ｙ軸方向の長さのみに着目して、割り付け演算処理を実行する。
【００５６】
その結果、図８（ｂ）に示すように、部品９３と９５とで部品の組９７を構成し、部品９４と９６とで部品の組９８を構成するという結果を得る。図８の（ｃ）は原板６２を示す。この原板のＸ軸方向の長さのみに着目して、割り付け演算処理を実行する。その結果、図８の（ｄ）に示すように、３枚の原板に対して、それぞれ部品９１，部品９２，部品の組９９を板取りするという結論を得る。部品の組９９は、部品９３〜９６を含む。ここで、上記のように、残材の面積を比較計算し、部品９１と部品９４〜９６を１枚の原板に割り付けることができるという結論を得る。残りの部品９３は、このままでは、部品９２とともに１枚の原板に対して板取りをすることができない。そこで、これを分割する。即ち、次のようにして原板数を減少させる処理に進む。
【００５７】
［原板数を減少させる］
ここでは、いずれかの部品を分割することにより，いずれかの原板の残材に割り付けをする。この処理で原板が減少すれば、原板数分のコストが削減できる。一方、そのつど、部品を分割するから、部品数が増えたことにより施工コストが増大する。従って、上記の演算式によりコスト計算をして、結果を比較して、最適値を求める。即ち、全ての原板について、その原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求める。各残材に内接する方形を求める。内接する方形が複数存在するときは複数求める。面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出する。検出した部品のうちのいずれかを、別の部材の残材に内接する方形以下の寸法に分割して、該当する原板から切り出す部品の組に、分割した部品を加える。図５（ｄ）に示した部品６７は、その中心を通る破線で２分割する。図８（ｄ）に示した部品９３は、２本の破線で３分割する。いずれも、別の部材の残材に全て割り付けできるようになる。この演算処理を、使用する原板を１枚減少させることができるまで実行する。Ｍ−１枚の原板を使用して、Ｎ枚＋Ｒ（１）枚の部品を使用するという結果を得て、施工コストＫ（１）を求める。Ｒ（１）は任意の整数で、Ｒ（１）＜Ｒ（２）＜Ｒ（３）の関係にある。
【００５８】
同様の処理を繰り返して、下記の結果を得る。
原材の枚数 部品の枚数 施工コスト
Ｍ Ｎ Ｋ（０）
Ｍ−１ Ｎ＋Ｒ（１） Ｋ（１）
Ｍ−２ Ｎ＋Ｒ（２） Ｋ（２）
Ｍ−３ Ｎ＋Ｒ（３） Ｋ（３）
・・・・ ・・・・ ・・・・
部品の辺の、長さの最小値を設定しておいて、最小値に達したときに演算処理を終了する。実用的に、それ以上小片化すると取り扱いが不便な値を最小値にするとよい。また、あるいは、使用原板数が、下記の演算により理論的な最小値に達したときに演算処理を終了する。
原板数≧（対象壁面の面積−開口部の面積の総和）／原板の面積
【００５９】
［計算結果］
上記のＫ（０）〜Ｋ（３）・・・の中で最小値のＫ（）のが得られたとき、例えば、次のデータを出力する。即ち、原板数Ｍ、各原板から切り出す部品の識別情報、サイズ（たて、よこ）、部品の数量、原板の切断線（板取図）、部品の識別情報、対象壁面上の各部品の配列位置、部品の識別情報、切断加工機に読み込ませる加工データ（部品の縦横寸法、部品の識別情報）、原板の費用、施工費用等を出力する。また、要求に応じて任意のＫ（）のデータも出力する。なお、上記の演算処理において、原板を部品に分割するための刃物の厚みは考慮していないが、実際には、所定の幅を考慮する。
【００６０】
図１５は、原板数を減少させる演算処理の動作フローチャートである。
まず、ステップＳ７１で、原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求める。ステップＳ７２では、全ての部品の残材に内接する方形を求める。ステップＳ７３では、面積が最大の残材が発生する原板を検出する。ステップＳ７４では、この原板から切り出す部品を検出する。ステップＳ７５では、検出した部品を分割して別の部材の残材に割り付ける。ステップＳ７６では、該当する原板から切り出す部品の組に分割した部品を加える。ステップＳ７７では、使用する原板が１枚減少したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ７８の処理に移行し、ノーのときはステップＳ７４の処理に移行する。ステップＳ７８では、原板数を取得する。ステップＳ７９では、部品総数を得する。ステップＳ８０では、施工コストＫの演算処理をする。上記の説明では、建物の壁面に貼り付けられる断熱材を例にして説明したが、原板の寸法が決まっていて、ある程度分割をして使用して良いような部品の板取りに、本発明を広く利用できる。
【００６１】
［端末との通信］
上記の演算処理の出力は、図１に示したネットワーク１４を通じてプレカット装置１７を制御する端末装置１６に送信する。また、必要に応じて、コンピュータ１２の記憶装置４０に記憶しておく。
【００６２】
なお、上記のコンピュータの演算処理装置で実行されるコンピュータプログラムは、機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されてしまってもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムの一部に組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１の壁面用部品の板取り装置を示すブロック図である。
【図２】コンピュータのハードウェアブロック図である。
【図３】対象壁面の分割例を示す説明図である。
【図４】部品の板取り計算例を示す説明図である。
【図５】試行演算処理の動作説明図である。
【図６】対象壁面の分割例を示す説明図である。
【図７】部品の板取り計算例を示す説明図である。
【図８】試行演算処理の動作説明図である。
【図９】入出力操作画面の説明図である。
【図１０】対象壁面を分割して必要な部品の形状と数を求めるコンピュータプログラムのフローチャートである。
【図１１】図１０の変形例のフローチャートである。
【図１２】第１フェーズの動作フローチャートである。
【図１３】第２フェーズの動作フローチャートである。
【図１４】原板数の最小化処理の動作フローチャートである。
【図１５】原板数を減少させる演算処理の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
２ ディスプレイ
３ 本体制御部
４ キーボード
５ マウス
１０ 壁面用部品の板取り装置
１２ コンピュータ
１４ ネットワーク
１６ 端末装置
１７ プレカット装置
２０ 演算処理装置
２１ 壁面分割手段
２２ 部品形状設定手段
２３ 板取手段
２４ コスト計算手段
２５ 試行演算手段
２６ プレカットデータ生成手段
２７ データ入出力手段
２８ イメージ変換出力手段
４０ 記憶装置
４１ 対象壁面データ
４２ 部品データ
４３ 分割線データ
４４ 領域データ
４５ 原板データ
４６ 部品の組データ
４７ プレカットデータ
４８ 残材データ
５２ 対象壁面
５４ 開口部
５６ 部品
５８ 分割線
６０ 領域
６２ 原板
６４、９７〜９９ 部品の組
６３，６５，６６ 残材
７１、７３〜７５、８３〜８７ テキストボックス
７２、７６〜７９ ボタン
９１〜９６ 部品
１１０ 内部バス
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ ＨＤＤ
１１５ 入出力インタフェース
１１６ ネットワークインタフェース
１２０ 原板供給装置
１２２ 切断装置
１２４ 部品搬送装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段とを備えたことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項２】
請求項１に記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記試行演算手段は、前記原板上に板取りしたいずれかの部品を分割して、別の原板上に別の部品を板取りした結果生じた残材から、該当する分割した部品を切り出して、部品数Ｎを増加させる代わりに、必要な原板数Ｍを減少させることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記建物の対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記建物の対象壁面は直交ＸＹ平面上に描かれており、前記対象壁面は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしており、
前記壁面分割手段は、前記壁面の輪郭線にＸ軸にもＹ軸にも平行でない線分が含まれているとき、その輪郭線に内接または外接する多角形であって、Ｘ軸またはＹ軸に平行な線分のみに囲まれた多角形を対象壁面に設定し、
前記対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有し、前記１個または複数個の開口部は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれ、
前記部品は、Ｘ軸に平行な任意の長さの辺とＹ軸に平行な任意の長さの辺を有する方形をしており、前記原板は、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘでＹ軸に平行な辺の長さがＬｙの方形をしていることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記壁面分割手段は、
始めに、開口部の、対象壁面の辺上に無い全ての頂点について、その頂点を通り、かつ、いずれの開口部も横切らないＹ軸に平行な線分で、対象壁面を複数の方形の領域に分割し、
部品形状設定手段は、
分割された領域のうち、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越える領域を検出し、
検出した領域を、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙの領域と、残りのＬｙ以下の領域とに分割し、
Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出し、
検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にし、
該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出し、
Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のＸ軸方向の長さＬｘを越えるときは、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割し、
無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域を、必要な部品の形状に設定することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記板取手段は、
全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、
Ｙ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、
Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙに満たない部品群を、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの原板から切り出すときに、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、
この演算処理により、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組を得て、
各部品の組をＹ軸に平行な辺とＸ軸に平行な辺を備えた一つの部品とみなし、
各部品の組のＹ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のＹ軸に平行な辺の長さの総和とし、
各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のうちの、Ｘ軸に平行な辺の長さが最大の部品の辺の長さとし、
前記全ての部品と部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、
Ｘ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、
Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘに満たない部品群を、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘの原板から切り出すときに、Ｘ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、
この演算処理により、１枚の原板から切り出す部品の組を得て、板取りを決定し、かつ、Ｎ枚の全ての部品を切り出すために必要な原板数Ｍ枚を得ることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記試行演算手段は、
全ての原板について、一枚ずつ、その原板に割り付けられた部品の組を切り出した後の残材面積を求め、各残材に内接する方形を求め、
面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出して、検出した部品のうちのいずれかが、別の部材の残材に内接する方形に含まれる寸法ならば、該当する原板から切り出す部品の組に、検出した部品を加え、いずれの原板の残材にも、各部品を割り付けることができなくなるまで、演算処理を実行し、
前記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍを使用して施工コストＫの初期解を求めることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記試行演算手段は、
全ての原板について、その原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求め、
各残材に内接する方形を求めて、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出し、
検出した部品のうちのいずれかを、別の部材の残材に内接する方形以下の寸法に分割して、該当する原板から切り出す部品の組に、分割した部品を加え、
この演算処理を、使用する原板を１枚減少させることができるまで実行し、
前記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍと部品枚数Ｎを使用して、施工コストＫを求め、
前記試行演算手段と前記コスト計算手段が同様の処理を繰り返して得られた施工コストＫが、最小値を示すときの前記部品の形状と板取りを求めて、前記試行演算手段が前記プレカットデータ生成手段に渡すことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項９】
コンピュータを、
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
壁面分割手段が、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割するステップと、
部品形状設定手段が、前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定するステップと、
板取手段が、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りするステップと、
コスト計算手段が、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるステップと、
試行演算手段が、前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める １枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するステップとを含む壁面用部品の板取り方法。
【請求項１２】
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段と、
前記プレカットデータを使用して、前記原板をプレカットするプレカット機構とを備えたことを特徴とするプレカット装置。
【請求項１】
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段とを備えたことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項２】
請求項１に記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記試行演算手段は、前記原板上に板取りしたいずれかの部品を分割して、別の原板上に別の部品を板取りした結果生じた残材から、該当する分割した部品を切り出して、部品数Ｎを増加させる代わりに、必要な原板数Ｍを減少させることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記建物の対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記建物の対象壁面は直交ＸＹ平面上に描かれており、前記対象壁面は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれた多角形をしており、
前記壁面分割手段は、前記壁面の輪郭線にＸ軸にもＹ軸にも平行でない線分が含まれているとき、その輪郭線に内接または外接する多角形であって、Ｘ軸またはＹ軸に平行な線分のみに囲まれた多角形を対象壁面に設定し、
前記対象壁面は、１個又は複数個の開口部を有し、前記１個または複数個の開口部は、Ｘ軸に平行な任意の数の線分とＹ軸に平行な任意の数の線分で囲まれ、
前記部品は、Ｘ軸に平行な任意の長さの辺とＹ軸に平行な任意の長さの辺を有する方形をしており、前記原板は、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘでＹ軸に平行な辺の長さがＬｙの方形をしていることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記壁面分割手段は、
始めに、開口部の、対象壁面の辺上に無い全ての頂点について、その頂点を通り、かつ、いずれの開口部も横切らないＹ軸に平行な線分で、対象壁面を複数の方形の領域に分割し、
部品形状設定手段は、
分割された領域のうち、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙを越える領域を検出し、
検出した領域を、Ｙ軸方向の長さが原板のＹ軸方向の長さＬｙの領域と、残りのＬｙ以下の領域とに分割し、
Ｘ軸に平行な二辺が同一直線上に存在する、相互に隣接した二以上の領域を検出し、
検出した二以上の領域を分割する線分を全て無効にし、
該当する領域の、Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘを算出し、
Ｘ軸方向の長さの総和Ｗｘが原板のＸ軸方向の長さＬｘを越えるときは、長さＬｘの領域と残りの長さＬｘ以下の領域とに再分割し、
無効な線分を除外した残りの有効な線分で、対象壁面を分割したとき、４本の線分に囲まれた方形領域を、必要な部品の形状に設定することを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記板取手段は、
全ての部品について、Ｙ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、
Ｙ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｘ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、
Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙに満たない部品群を、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの原板から切り出すときに、Ｙ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、
この演算処理により、Ｙ軸に平行な辺の長さがＬｙの１枚の原板から切り出す部品の組を得て、
各部品の組をＹ軸に平行な辺とＸ軸に平行な辺を備えた一つの部品とみなし、
各部品の組のＹ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のＹ軸に平行な辺の長さの総和とし、
各部品の組のＸ軸に平行な辺の長さは、部品の組に含まれる部品のうちの、Ｘ軸に平行な辺の長さが最大の部品の辺の長さとし、
前記全ての部品と部品の組のＸ軸に平行な辺の長さを比較して、最も長い物が上位になるように順位付けし、
Ｘ軸に平行な辺の長さが同一の部品は、Ｙ軸に平行な辺の長さが長いものを上位に順位付けし、
Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘに満たない部品群を、Ｘ軸に平行な辺の長さがＬｘの原板から切り出すときに、Ｘ軸に平行な辺の長さのみに着目して、原板から切り落とされて無駄になる残材を最小にするための、割り付け演算処理を実行し、
この演算処理により、１枚の原板から切り出す部品の組を得て、板取りを決定し、かつ、Ｎ枚の全ての部品を切り出すために必要な原板数Ｍ枚を得ることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記試行演算手段は、
全ての原板について、一枚ずつ、その原板に割り付けられた部品の組を切り出した後の残材面積を求め、各残材に内接する方形を求め、
面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出して、検出した部品のうちのいずれかが、別の部材の残材に内接する方形に含まれる寸法ならば、該当する原板から切り出す部品の組に、検出した部品を加え、いずれの原板の残材にも、各部品を割り付けることができなくなるまで、演算処理を実行し、
前記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍを使用して施工コストＫの初期解を求めることを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の壁面用部品の板取り装置において、
前記試行演算手段は、
全ての原板について、その原板から部品の組を切り出した後の残材面積を求め、
各残材に内接する方形を求めて、面積が最大の残材が発生する原板から切り出す部品を検出し、
検出した部品のうちのいずれかを、別の部材の残材に内接する方形以下の寸法に分割して、該当する原板から切り出す部品の組に、分割した部品を加え、
この演算処理を、使用する原板を１枚減少させることができるまで実行し、
前記コスト計算手段は、得られた部材枚数Ｍと部品枚数Ｎを使用して、施工コストＫを求め、
前記試行演算手段と前記コスト計算手段が同様の処理を繰り返して得られた施工コストＫが、最小値を示すときの前記部品の形状と板取りを求めて、前記試行演算手段が前記プレカットデータ生成手段に渡すことを特徴とする壁面用部品の板取り装置。
【請求項９】
コンピュータを、
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラム。
【請求項１０】
コンピュータを、
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段として機能させる壁面用部品の板取りプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
壁面分割手段が、建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割するステップと、
部品形状設定手段が、前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定するステップと、
板取手段が、一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りするステップと、
コスト計算手段が、Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるステップと、
試行演算手段が、前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める １枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するステップとを含む壁面用部品の板取り方法。
【請求項１２】
建物の対象壁面に、板状の複数の部品を隙間無く配列するために、該当する対象壁面を分割線で複数の領域に分割する壁面分割手段と、
前記複数の領域が、いずれも一定の寸法の原板から切り出すことができる形状である場合には、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定し、それ以外の場合には、前記いずれかの分割線を無効にし、もしくは、いずれかの前記領域をさらに分割して、前記全ての領域が前記原板から切り出すことができる形状にし、それらの領域の形状をそれぞれ部品の形状に設定する部品形状設定手段と、
一枚の原板から切り出すことができる部品または部品の組を、前記部品の中から順番に選択して、各原板上に選択した部品を板取りする板取手段と、
Ｎ枚の部品を切り出すために必要な原板数をＭ枚としたとき、（施工コストＫ＝原板数Ｍ×原板の単価＋部品数Ｎ×施工単価）とする演算処理を実行して、前記施工コストＫを求めるコスト計算手段と、
前記分割線の位置と、前記板取りの組み合わせを変更して、その結果得られた前記部品数Ｎと前記原板数Ｍを、前記コスト計算手段に渡して、求められた施工コストＫが最小値を示すときの前記部品の形状と最適板取りを求める試行演算手段と、
１枚または複数枚の前記原板から、前記最適板取りに基づいて、全ての前記部品をプレカットするためのプレカットデータを生成するプレカットデータ生成手段と、
前記プレカットデータを使用して、前記原板をプレカットするプレカット機構とを備えたことを特徴とするプレカット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２５２０８４（Ｐ２００９−２５２０８４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０１４４９（Ｐ２００８−１０１４４９）
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【出願人】（５０１３５５９３１）株式会社トーア (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【出願人】（５０１３５５９３１）株式会社トーア (12)
【Ｆターム（参考）】
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