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L’ANALYSE FONCTIONNELLE

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Présentation au sujet: "L’ANALYSE FONCTIONNELLE"— Transcription de la présentation:

1 L’ANALYSE FONCTIONNELLE
Module 1: L’ANALYSE FONCTIONNELLE Compétences attendues - Identifier les éléments transformés par le produit ; - Décrire la valeur ajoutée apportée par le produit et énoncer sa fonction de service ; - Distinguer les différents types de fonctions ; - Repérer les solutions constructives associées aux fonctions techniques ; - Définir les étapes du cycle de vie d'un produit ; - Appréhender les différentes étapes de l'analyse fonctionnelle (A.F.) ; - Situer l'A.F. dans la démarche du projet industriel ; - Définir les principaux fonctions et services de l'entreprise.

2 Cycle de vie Tout produit obéit à une loi d’existence qui répartit sa vie en étapes successives que l’on peut répartir comme suit: * étape 1: analyse du besoin; * étape 2: étude de la faisabilité; * étape 3: conception; * étape 4: définition; * étape 5: industrialisation; * étape 6: homologation; * étape 7: production; * étape 8: commercialisation; * étape 9: utilisation; * étape 10: élimination ; Ces étapes déterminent ce que l’on appelle cycle de vie d’un produit

3 étape 1: Analyse du besoin
L’analyse du besoin a pour objet de saisir le besoin, de l’énoncer et de le valider. En général c’est le service marketing qui se charge de saisir le besoin ressenti par une catégorie socioculturelle donnée. Ceci est réalisé à l’aide d’instrument d’investigation tel que l’interview, le questionnaire écrit… . La formalisation du besoin saisi consiste en l’expression du besoin et sa validation à travers la réponse aux trois questions (à qui le produit rend-il service ? sur quoi agit-il ? et dans quel but ? Le besoin peut également être exprimé directement par le client. étape 2: étude de la faisabilité c’est l’étape de l’expression fonctionnelle du besoin. Elle consiste à énoncer les fonctions de service, à les caractériser et à les hiérarchiser. Elle est couronnée par l’établissement du cahier des charges fonctionnel (CdCF).

4 étape 5: industrialisation
étape 3: conception l’étude de conception du produit destiné à satisfaire le besoin formulé se fait à partir du CdCF et ce en respectant les contraintes liées à la concurrence. Le travail s’articule autour de la recherche des idées et des solutions, l’étude des solutions et leur évaluation . étape 4: définition C’est l’étape intermédiaire entre la conception et l’industrialisation et durant laquelle la solution adoptée est complétée par une définition exacte. étape 5: industrialisation Lors de cette étape on procède à l’organisation du processus de production et des postes de travail et à l’ordonnancement des approvisionnements.

5 étape 8: commercialisation
étape 6: homologation c’est l’étape durant laquelle on procède par des essais de qualification à la vérification de la satisfaction du besoin en conformité avec le CdCF. étape 7: production Le dossier industriel et le prototype étant réalisés pendant l’étape 5. Alors que les activités durant cette étape s’accentueront alors sur la réalisation du produit en se basant sur les données quantitatives et qualitatives afin de maîtriser la qualité. Deux actions principales sont alors réalisées: fabrication et gestion. étape 8: commercialisation Trois grandes opérations forment cette étape à savoir: * l’emballage; * la distribution et la vente; * le marketing.

6 étape 9: utilisation c’est une étape de suivi et d’évaluation permanente des performances du produit. Ces activités sont réalisées par les services commercial et d’après vente en vue d’apporter les remèdes aux défauts constatés et les améliorations qui s’imposent à base des données en lien avec les insatisfactions du client. étape 10: élimination L’accent ici est mis sur le devenir du produit après son utilisation dans le but de préserver l’environnement naturel. On cherche lors de l’étape de conception du produit les solutions retenues pour son élimination à travers: * le recyclage de ses éléments récupérables; * la destruction des éléments non récupérables; * le stockage en sécurité des éléments non recyclables et non destructibles.

7 Réponse au besoin * Finalité d’un produit;
Éléments du programme * Finalité d’un produit; * Qualité du produit: conformité, sûreté de fonctionnement, délai, coût.

8 Réponse au besoin La réponse au besoin consiste à définir la finalité du produit, pour cela on utilise l’outil ‘’bête à cornes’’ qui s’articule autour de 3 questions: * À qui le produit rend-il service ? * Sur quoi agit-il ? * Dans quel but ? À qui le produit rend-il service ? Sur quoi le produit agit-il ? ? ? Produit ? Dans quel but le produit existe-il ?

9 Exemple: Aspirateur ménager
À qui le produit rend-il service ? Sur quoi le produit agit-il ? utilisateur poussières Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets. Dans quel but le produit existe-il ?  la réponse à la question ‘’ Sur quoi le produit agit-il ?’’ détermine en général la matière d’œuvre sur laquelle agit le produit. On ne peut parler de la qualité d’un produit que dans la mesure où celui-ci apporte une réponse satisfaisante au besoin du client.

10 Validation du besoin La validation du besoin est une action indispensable pour donner suite à l’initiation du projet d’étude du produit répondant au besoin. Cette action se réalise à travers la réponse aux questions suivantes: 1- Pourquoi ce besoin existe-il ? - but ? - raison ? 2- Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ou le faire évoluer ? 3- conclusion si la réponse à ces 2 questions est positive on dit que le besoin est validé.

11 Exemple: Aspirateur ménager
1- Pourquoi ce besoin existe-il ? but: pour nettoyer les objets domestiques des poussières qui s’y déposent. Raison: a- parce que chez les ménages il y a des objets b- parce que l’air ambiant contient des poussières. c- parce que certaines de nos activités au foyer génèrent des débris fins. d- parce que les ménages ne réservent plus beaucoup de temps aux activités de ménage. 2- Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ou le faire évoluer ? a- il n’y a plus d’ objets chez les ménages. Ce n’est pas possible. b- il n’y a plus de poussières dans l’air ambiant. Ce n’est pas possible. c- nos activités au foyer ne génèrent plus des débris fins. Ce n’est pas possible. d- les ménages réservent tout le temps nécessaire aux activités manuelles de ménage. nécessite la disponibilité d’une personne et revient plus chère. 3- conclusion Le besoin à satisfaire est donc validé.

12 Déf. Déf. Déf. Qualité du produit
La qualité est l’aptitude d'un ensemble de caractéristiques intrinsèques à satisfaire des exigences. ISO 9000: 2000 la qualité d’un produit est obtenue à travers la réalisation des exigences matérialisées sous forme de conformité à l’usage, de sûreté de fonctionnement, de respect des délais et d’optimisation du coût. Déf. La conformité est la satisfaction d’une exigence. ISO 9000: 2000 Déf. La sûreté de fonctionnement est l’ensemble des propriétés qui décrivent la disponibilité et les facteurs qui la conditionnent: fiabilité, maintenabilité et logistique de maintenance. ISO 9000: 2000

13 Déf. Déf.  il ne faut pas confondre coût et prix :
Le coût est la charge ou la dépense supportée par un intervenant. Dans le cadre de la concurrence qui s’impose davantage dans tous les domaines de production des biens et services, l’entreprise applique désormais le principe de contrôle des coûts en tant qu’élément intégré à la qualité. Déf. Le prix est l’équivalent monétaire d’un produit lors d’une transaction commerciale.  il ne faut pas confondre coût et prix : Coût = prix - bénéfice

14 Processus * Définition * entrées/sorties
chaîne de montage de moto-cycles,... Processus Éléments du programme * Définition * entrées/sorties * ressources, activités et valeur ajoutée.

15 Processus Un produit est le résultat d’un ensemble d’activités permettant de transformer une matière d’œuvre en des éléments sortants en lui conférant une valeur ajoutée. Déf. Un processus est un ensemble d’activités corrélées ou interactives qui transforme les éléments d’entrée en éléments de sortie. ISO 9000: 2000 * Les éléments d’entrée d’un processus sont généralement les éléments de sortie d’autres processus. * Les processus sont généralement planifiés et mis en œuvre dans des conditions maîtrisées afin de d’apporter une valeur ajoutée.

16 Exemple: le processus de conditionnement de l’huile synthétique pour moteurs à explosion en barils de 100L: Le processus réalise le cycle suivant: 1- ramener les barils vides; 2- placer successivement les barils en dessous de la vanne de remplissage; 3- ouvrir la vanne; 4- détecter le niveau ‘’fin de remplissage’’; 5- évacuer successivement le baril rempli vers le poste d’encapsulation; 6- évacuer le baril encapsulé vers le poste de stockage;…  Le concepteur a souvent le choix entre deux ou plusieurs solutions constructives qui diffèrent par la manière de procéder pour réaliser une tâche donnée.

17 Exemple de processus industriel de conditionnement de l’huile moteur en barils

18 Déf. La matière d’œuvre est l’élément de l’environnement physique ou humain sur lequel le processus agit. La matière d’œuvre peut être classée selon sa nature en 3 grandes catégories: * La matière : pièce à usiner, objet à transporter ou à stocker… * L’énergie : énergie à convertir ou à stocker… * L’information : données à traiter, à afficher, à transmettre ou à imprimer…

19 En passant entre l’entrée et la sortie d’un processus la matière d’œuvre acquiert une valeur ajoutée. Déf. La valeur ajoutée est ce que le processus apporte à la matière d’oeuvre. La valeur ajoutée acquise par une même matière d’œuvre peut être liée : * à la forme : transformation de la forme ou de l’état physique (cylindre  ensemble de disques, eau  glace ou signal électrique  texte sur papier); * à l’espace : déplacement … * au temps : stockage d’énergie, d’information ou d’objets

20 Système Un système est un ensemble d’éléments formant un tout structuré satisfaisant un ou plusieurs besoins cohérents. Déf. Un système est un ensemble d’éléments corrélés ou interactifs. ISO 9000: 2000 Dans le domaine technique, un système est un ensemble technique conçu pour répondre à un besoin. D’une façon générale, le système technique opère sur des matières d’œuvre pour les faire passer d’un état initial à un état final. Un système peut être modélisé comme suit : Énergie Matière d’œuvre entrante Matière d’œuvre sortante Informations d’entrée Informations de sortie Perturbations Déchets système

21  Pour entrer dans un magasin par exemple, le client ouvre la porte par action manuelle sur celle-ci en fournissant de l’énergie. C’est aussi lui et de la même manière qui la referme: on dit qu’il s’agit d’un Système non mécanisé. porte bicyclette Déf. Un système non mécanisé est un système dans lequel l’utilisateur apporte l’énergie nécessaire à la transformation de la matière d’œuvre et gère la succession des opérations.

22  Dans une autre configuration, pour entrer dans un magasin, le client ouvre la porte par action manuelle sur un bouton poussoir de commande. La porte s’ouvre cette fois-ci grâce à l’énergie fournie par le moteur électrique ou le vérin. C’est aussi lui et de la même manière qui referme la porte: on dit qu’il s’agit d’un Système mécanisé. Portail à commande électrique motocycle Déf. Un système mécanisé est un système utilise une source d’énergie externe pour transformer la matière d’œuvre. L’utilisateur gère la succession des opérations.

23  Dans une toute autre configuration, la porte du magasin s’ouvre ou se referme grâce à l’énergie fournie par le moteur électrique ou le vérin et suivant l’information présence/absence de client fournie par capteur: on dit qu’il s’agit d’un Système automatisé. Déf. Un système automatisé est un système qui utilise une source d’énergie externe pour transformer la matière d’œuvre et dont la gestion de la succession des opérations est dirigée par un constituant de commande.  L’étude des systèmes automatisés peut se faire selon des points de vue et approches différentes: structurelle, fonctionnelle,…

24 L’analyse fonctionnelle
Éléments du programme * fonctions de service : fonction d’usage, fonction d’estime ; * diagramme des interactions ; * caractérisation des fonctions de service ; * cahier des charges fonctionnel ; * organisation interne d’un produit : fonctions techniques, solutions constructives, composants ; * relation entre fonctions de service et fonctions techniques : FAST ; * chaîne de fonctions : chaîne d’énergie, chaîne d’information ; * notion de solutions constructives et relation avec les fonctions techniques : analyse descendante (SADT) ; * démarche de projet industriel. 

25 L’analyse fonctionnelle du besoin
L’analyse fonctionnelle consiste à exprimer le besoin sous forme de fonctions de service correspondant aux actions attendues du produit devant matérialiser le besoin.  En principe l’analyse fonctionnelle est effectuée en considérant le cycle d’utilisation du produit : utilisation, stockage, transport, distribution, maintenance... Déf. L’analyse fonctionnelle est une démarche qui consiste à rechercher, ordonner, caractériser, hiérarchiser et/ou valoriser les fonctions. NF X50-150  L’ordonnancement vise à classer les fonctions de service de manière logique et permettant d’identifier les relations d’interdépendance entre elles.

26  La caractérisation consiste à énoncer les critères d’appréciation, préciser leurs niveau et indiquer la flexibilité.  L’hiérarchisation permet d’évaluer l’ordre d’importance des fonctions.  La valorisation concrétise cet ordre d’importance par l’attribution à chacune d’elles d’un poids en valeur absolue ou relative indépendamment des solutions.  L’action de l’analyse fonctionnelle s’applique à la création ou à l’amélioration d’un produit et elle est la base de l’établissement du cahier des charges fonctionnel.

27 Les fonctions de service
Les fonctions sont les actions d’un produit ou de l’un des ses constituants exprimées exclusivement en terme de finalités Comme le rôle d’un produit est de satisfaire le besoin d’un utilisateur donné, c’est-à-dire lui rendre des services, toutes les fonctions d’un produit sont alors des fonctions de service Fonction de service: Déf. La fonction de service est l’action attendue d’un produit (ou réalisée par lui) pour répondre à un élément du besoin d’un utilisateur donné. NF X50-150  La formulation de la fonction doit être indépendante des solutions susceptibles de la réaliser Ex. : ‘’nettoyer les vêtements’’ exprime la fonction de service mieux que ‘’laver les vêtements’’ qui fait allusion à la solution technologique.

28 Les fonctions d’estime Les fonctions principales
Les fonctions de service peuvent selon leur nature se classer suivants deux possibilités : 1ère possibilité On distingue: 2ème possibilité On distingue: Les fonctions d’usage Les fonctions d’estime Les fonctions principales Les fonctions contraintes * les fonctions d’usage traduisent la composante rationnelle du besoin, essentiellement la satisfaction du besoin. * les fonctions d’estime représentent la composante subjective, par exemple l’esthétisme,…

29 les fonctions principales correspondent aux services rendus. par
* les fonctions principales correspondent aux services rendus par le produit pour répondre aux besoins de l’utilisateur; * les fonctions contraintes traduisent des réactions, des résistances ou des adaptations à des éléments du milieu extérieur . Déf. La contrainte est une limitation à la liberté de choix du concepteur/réalisateur d’un produit. NF X50-150 Ex. : en choix de l’acier inoxydable pour la réalisation d’une pièce mécanique destinée à être utilisée dans un milieu corrosif.  Il faut souvent accomplir plusieurs fonctions de service pour répondre à un besoin.

30 Recherche des fonctions de service
Les fonctions de service du produit représentent les relations que ce dernier entretient avec les éléments de son environnement humain, physique et informationnel. La première étape dans l’AF consiste en la délimitation des éléments formant l’environnement du produit et qui sont en interaction avec lui. Pour l’identification des fonctions de services (principales et contraintes) on utilise le diagramme des interactions souvent appelé diagramme pieuvre. L’identification des fonctions de services (principales et contraintes) pour un produit donné peut être réalisée: * de manière globale. * ou par phases: on entend par phases, la phase d’utilisation, celle de maintenance, celle de stockage ou celle de transport…  Pour chaque phase on peut élaborer un diagramme des interactions spécifique.

31 Structure du diagramme des interactions
En suite on détermine: * les fonctions principales qui expriment les relations entre deux ou plusieurs éléments par l’intermédiaire du produit; * les fonctions contraintes qui expriment la relation entre le produit et un élément de son environnement. É.Env. 2 Structure du diagramme des interactions É.Env. 1 FP1 FP2 É.Env. 3 Produit FC2 FC1 É.Env. 6 FC3 É.Env. 4 É.Env. 5 FP : Le produit met en relation 2 éléments extérieurs FC : Interaction entre le produit et le milieu extérieur É.Env. : élément de l’environnement

32 diagramme des interactions
Exemple: Aspirateur ménager poussières utilisateur FP1 FC4 Aspirateur FC1 FC3 objets FC2 esthétique énergie diagramme des interactions Liste des fonctions FP1 Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets. FC1 S’adapter aux formes spécifiques des objets. FC2 Fonctionner sous la tension secteur. FC3 Avoir un aspect et une couleur qui s’adaptent au décor environnant. FC4 Être facilement transportable Nota: ce diagramme décrit l’environnement de l’aspirateur en phase d’utilisation seulement. Les phases de maintenance et de stockage par exemple imposent d’autres contraintes.

33 Déf. Déf. Critères d’appréciation
Le critère d’appréciation d’une fonction est le caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une contrainte respectée. NF X50-150 Ex.: le poids de l’aspirateur en phase d’utilisation est un critère d’appréciation de la fonction contrainte ‘’être facilement transportable’’. Déf. Le niveau d’un critère d’appréciation est la grandeur repérée dans l’échelle adoptée pour un critère d’appréciation d’une fonction. Cette grandeur peut être celle recherchée en tant qu’objectif ou celle atteinte pour une solution proposée. NF X50-150 Ex.: le niveau du critère d’appréciation de la fonction contrainte ‘’être facilement transportable’’ est que le poids de l’aspirateur soit inférieur ou égal à 3kg.

34 Flexibilité Déf. La flexibilité du niveau d’un critère d’appréciation est l’ensemble des indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de moduler le niveau recherché pour un critère d’appréciation. NF X50-150 Ex.: la flexibilité du critère d’appréciation de la fonction contrainte ‘’être facilement transportable’’ est que le poids de l’aspirateur soit compris dans une plage de ± 500g autour de 3kg.  la prise en compte de la flexibilité des niveaux est une des caractéristiques fondamentales du CdCF. Elle permet d’organiser le dialogue entre partenaires dans la recherche d’une véritable optimisation. Tout niveau de critère d’appréciation est assorti d’une indication de flexibilité qui peut s’exprimer qualitativement par des classes de flexibilité et/ou quantitativement sous forme de limites d’acceptation et de taux d’échange.  la tolérance liée à la valeur nominale du niveau fait partie intégrante de ce niveau. Il ne faut pas la confondre avec la flexibilité.

35 Déf. La limite d’acceptation est le niveau de critère d’appréciation au-delà ou en deçà duquel le besoin est jugé non satisfait. NF X50-150  une limite d’acceptation peut aussi être définie par un écart, absolu ou relatif, positif ou négatif, par rapport au niveau recherché du critère d’appréciation. Déf. La classe de flexibilité est une indication littérale, placée auprès du niveau d’un critère d’appréciation permettant de préciser son degré de négociabilité ou d’impérativité NF X50-150 La classe de flexibilité est répartie en 4 catégories: * flexibilité nulle (F0): niveau impératif; * flexibilité faible (F1): niveau peu négociable; * flexibilité moyenne (F2): niveau négociable; * flexibilité forte (F3): niveau très négociable;

36 Déf. Le taux d’échange est le rapport déclaré acceptable par le demandeur entre la variation du prix (ou du coût) et la variation correspondante du niveau d’un critère d’appréciation, ou entre les variations de niveau de deux critères d’appréciation NF X50-150  les taux d’échange fixés peuvent résulter de calculs d’optimisation, d’enquêtes auprès d’utilisateurs, de désirs d’incitation ou de toute autre considération du demandeur.

37 Déf. LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL
Le cahier des charges fonctionnel est un document par lequel le demandeur exprime son besoin (ou celui qui le représente). Il illustre une sorte de contrat entre le demandeur et le concepteur-réalisateur ou le fournisseur de service. Déf. Le cahier des charges fonctionnel est un document par lequel le demandeur exprime son besoin (ou celui qu’il est chargé de le traduire) en termes de fonctions de service et de contraintes. Pour chacune d’elles sont définis des critères d’appréciation et leurs niveaux. Chacun de ces niveaux doit être assorti d’une flexibilité. NF X50-151 L’établissement d’un CdCF implique qu’une étude ait permis de cerner avec précision les besoins des utilisateurs. Le CdCF n’exprime que des exigences de résultats et, en principe, aucune exigence de moyens n’y est prescrite.

38 Présentation générale du problème
1ère partie Présentation générale du problème Destinée à donner toutes les informations générales utiles concernant  :  le produit et son marché;  contexte du projet, objectifs;  énoncé du besoin;  environnement du produit recherché. Selon la norme NF X , le CdCF se compose de quatre parties. 2ème partie Une expression fonctionnelle des besoins Partie principale, elle décrit et définit  les fonctions de service du produit,  les contraintes,  les critères d’appréciation… 4ème partie Un cadre de réponse  Il est destiné à simplifier et à codifier la façon de répondre. 3ème partie Un appel à variantes  Cette partie demande et fixe des limites à l’étude ou à d’autres solutions possibles.  les 3ème et 4ème parties ne sont traitées que dans certains cas.

39 Extrait du cahier des charges fonctionnel de l’aspirateur ménager
Flexibilité Niveau Critère Fonction - 2 bar min depression Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets. ± 0.5 kg 3 kg Poids (masse) Être facilement transportable ± 5 % 220V, 50Hz Tension d’alimentation Fonctionner sous la tension secteur. F1 250*80 mm Ø 20mm 20*10mm Forme 1 Forme 2 Forme 3 S’adapter aux formes spécifiques des objets..

40 Organisation interne du produit
L’analyse fonctionnelle d’un système existant aboutit à représenter le passage du ’’pourquoi?’’ (fonctions de service) au ‘’comment?’’ (fonctions techniques) puis au ‘’quoi?’’ (solutions constructives) c’est-à-dire comment chacune des fonctions de service : * se décline de plus en plus finement en fonctions techniques; * est réalisée par l’association de solutions, puis matérialisée sous forme de composants et de constituants. Cette manière de procéder, part donc d’une fonction de service pour aboutir aux solutions constructives en passant par les fonctions techniques. Plusieurs outils peuvent être utilisés dans l’analyse fonctionnelle dont les plus connus sont le FAST et le SADT.

41 Fonctions techniques Déf. La fonction technique est une action interne au produit (entre ses constituants) choisie par le concepteur/réalisateur, dans le cadre d’une solution, pour assurer des fonctions de service. NF X50-150 Une fonction technique répond à un besoin technique du concepteur/réalisateur. Elle n’intéresse pas l’utilisateur final du produit voire il l’ignore.  Les fonctions techniques d’un sous ensemble de produit complexe ou système peuvent être des fonctions de service pour le concepteur/réalisateur. Exemples de fonctions techniques: * Fixer l’écrou à la pièce. * Alimenter la chambre du piston. * Assurer le refroidissement du moteur. * Convertir l’ énergie électrique en énergie mécanique. * …


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