In den letzten Jahrzehnten hat sich das computergestützte Entwerfen in der Architektur von einem experimentellen Ansatz zu einer etablierten Methode in Forschung und Praxis entwickelt. Die frühen Entwicklungen waren vor allem von einem Interesse an der Ästhetik und den formalen Möglichkeiten komplexer Morphologien geprägt. Die Notwendigkeit, solche artikulierten Formen herzustellen, hat wiederum die Entwicklung ausgereifter Arbeitsabläufe vom Entwurf bis zur Fertigung vorangetrieben, die es Architekten ermöglichen, komplexe Geometrien effizient zu entwickeln und dabei auch die Anforderungen der Produktionsmittel zu berücksichtigen. Diese Fortschritte haben im Wesentlichen einen neuen architektonischen Baustil definiert, der sich durch die Betonung von Komplexität, Kontinuität, parametrischer Variation und maßgeschneiderter Massenproduktion auszeichnet. In Anerkennung der grundlegenden Rolle dieser Forschung versucht diese Arbeit, eine neue Richtung im Bereich des computergestützten Entwerfens aufzuzeigen. Anstatt sich auf formale Komplexität und parametrische Techniken zu konzentrieren, untersucht diese Arbeit das Potenzial der Anwendung kombinatorischer Entwurfstechniken in der Architektur als Bottom-Up Assemblierung diskreter Einheiten. Dieser neuartige Ansatz zielt darauf ab, die Editierbarkeit und Reversibilität digitaler Medien sowohl in den architektonischen Entwurf als auch in die Fertigung zu integrieren, und basiert auf dem Konzept digitaler Materialien, die als Baustoffe verstanden werden, die aus diskreten Elementen bestehen und durch reversible Verbindungen kombiniert werden. Dies erfordert den Einsatz verschiedener digitaler Entwurfsmodelle, die sich auf kombinatorische Entwurfstechniken, serielle Produktionsprozesse, kollaborative Assemblierungstechniken zwischen Mensch und Maschine und verteilte Steuerungsmodelle sowohl für den Entwurf als auch für die Fertigung konzentrieren. Um solchen Konzepten mit einem explorativen, designorientierten Ansatz zu begegnen und den Mangel an digitalen Werkzeugen für kombinatorisches Entwerfen zu überwinden, beschreibt diese Arbeit die Entwicklung eines quelloffenen, computerbasierten Toolkits für den Entwurf und die Fertigung diskreter Bauteile, genannt "Wasp". Die hier entwickelte Software stellt Datenstrukturen für die Darstellung diskreter Strukturen, Algorithmen für deren Generierung sowie eine Reihe von Schnittstellen für den Entwurf zur Verfügung. Die Anwendung des Software-Frameworks auf eine Vielzahl von Entwurfsfallstudien ermöglicht es, seine Anwendbarkeit und Relevanz zu testen und eine Klassifizierung diskreter Systeme und ihres einzigartigen Potenzials für die Architektur zu erstellen. Darauf aufbauend werden hybride Methoden zwischen serieller Produktion und individueller Massenfertigung sowie Methoden zur Fügung diskreter Teile zu architektonischen Strukturen erforscht, einschließlich Robotik, Augmented Reality und kollaborativer Prozesse. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Integration interaktiver Elemente untersucht, die erste Ansatzpunkte für die Synthese von Struktur- und Funktionssystemen in diskreten Strukturen aufzeigen. Dieser Prozess ermöglicht die Entwicklung, Untersuchung und Evaluation offener Entwurfs- und Konstruktionsmodelle auf der Grundlage diskreter Systeme und bietet eine relevante Entwurfsalternative, um digitale Planung zugänglicher zu machen, Nutzer in den Prozess einzubeziehen und Gebäude als offene, veränderbare Konstruktionen aus diskreten Bauelementen neu zu denken.