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- Identifier les éléments transformés par le produit ; - Décrire la valeur ajoutée apportée par le produit et énoncer sa fonction de service ; - Distinguer.

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1 - 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. Module 1: LANALYSE FONCTIONNELLE Compétences attendues

2 Ces étapes déterminent ce que lon appelle cycle de vie dun produit Tout produit obéit à une loi dexistence qui répartit sa vie en étapes successives que lon 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 ; Cycle de vie

3 étape 1: Analyse du besoin Lanalyse du besoin a pour objet de saisir le besoin, de lénoncer et de le valider. En général cest le service marketing qui se charge de saisir le besoin ressenti par une catégorie socioculturelle donnée. Ceci est réalisé à laide dinstrument dinvestigation tel que linterview, le questionnaire écrit…. La formalisation du besoin saisi consiste en lexpression 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 cest létape de lexpression fonctionnelle du besoin. Elle consiste à énoncer les fonctions de service, à les caractériser et à les hiérarchiser. Elle est couronnée par létablissement du cahier des charges fonctionnel (CdCF).

4 étape 3: conception létude 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 sarticule autour de la recherche des idées et des solutions, létude des solutions et leur évaluation. étape 4: définition Cest létape intermédiaire entre la conception et lindustrialisation et durant laquelle la solution adoptée est complétée par une définition exacte. étape 5: industrialisation Lors de cette étape on procède à lorganisation du processus de production et des postes de travail et à lordonnancement des approvisionnements.

5 étape 6: homologation cest létape durant laquelle on procède par des essais de qualification à la vérification de la satisfaction du besoin en conformité avec le CdCF. étape 8: commercialisation Trois grandes opérations forment cette étape à savoir: * lemballage; * la distribution et la vente; * le marketing. étape 7: production Le dossier industriel et le prototype étant réalisés pendant létape 5. Alors que les activités durant cette étape saccentueront 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.

6 étape 9: utilisation cest une étape de suivi et dévaluation permanente des performances du produit. Ces activités sont réalisées par les services commercial et daprès vente en vue dapporter les remèdes aux défauts constatés et les améliorations qui simposent à base des données en lien avec les insatisfactions du client. étape 10: élimination Laccent ici est mis sur le devenir du produit après son utilisation dans le but de préserver lenvironnement naturel. On cherche lors de létape 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 Éléments du programme * Finalité dun produit; * Qualité du produit: conformité, sûreté de fonctionnement, délai, coût.

8 Produit La réponse au besoin consiste à définir la finalité du produit, pour cela on utilise loutil bête à cornes qui sarticule 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 ? Dans quel but le produit existe-il ? Réponse au besoin

9 Exemple: Aspirateur ménager À qui le produit rend-il service ? utilisateurpoussières Permettre à lutilisateur denlever la poussière sur les objets. Sur quoi le produit agit-il ? Dans quel but le produit existe-il ? la réponse à la question Sur quoi le produit agit-il ? détermine en général la matière dœuvre sur laquelle agit le produit. On ne peut parler de la qualité dun 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 linitiation du projet détude 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- Quest-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 ? 1- Pourquoi ce besoin existe-il ? but: pour nettoyer les objets domestiques des poussières qui sy déposent. Raison: a- parce que chez les ménages il y a des objets b- parce que lair 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- Quest-ce qui pourrait le faire disparaître ou le faire évoluer ? a- il ny a plus d objets chez les ménages. Ce nest pas possible. b- il ny a plus de poussières dans lair ambiant. Ce nest pas possible. c- nos activités au foyer ne génèrent plus des débris fins. Ce nest pas possible. d- les ménages réservent tout le temps nécessaire aux activités manuelles de ménage. nécessite la disponibilité dune personne et revient plus chère. 3- conclusion Le besoin à satisfaire est donc validé.

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

13 il ne faut pas confondre coût et prix : Coût = prix - bénéfice Déf. Le coût est la charge ou la dépense supportée par un intervenant. Déf. Le prix est léquivalent monétaire dun produit lors dune transaction commerciale. Dans le cadre de la concurrence qui simpose davantage dans tous les domaines de production des biens et services, lentreprise applique désormais le principe de contrôle des coûts en tant quélément intégré à la qualité.

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

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

16 Le concepteur a souvent le choix entre deux ou plusieurs solutions constructives qui diffèrent par la manière de procéder pour réaliser une tâche donnée. Exemple: le processus de conditionnement de lhuile 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 dencapsulation; 6- évacuer le baril encapsulé vers le poste de stockage;…

17 Exemple de processus industriel de conditionnement de lhuile moteur en barils

18 La matière dœuvre peut être classée selon sa nature en 3 grandes catégories: * La matière : pièce à usiner, objet à transporter ou à stocker… * Lénergie : énergie à convertir ou à stocker… * Linformation : données à traiter, à afficher, à transmettre ou à imprimer… Déf. La matière dœuvre est lélément de lenvironnement physique ou humain sur lequel le processus agit.

19 En passant entre lentrée et la sortie dun processus la matière dœuvre acquiert une valeur ajoutée. Déf. La valeur ajoutée est ce que le processus apporte à la matière doeuvre. La valeur ajoutée acquise par une même matière dœuvre peut être liée : * à la forme : transformation de la forme ou de létat physique (cylindre ensemble de disques, eau glace ou signal électrique texte sur papier); * à lespace : déplacement … * au temps : stockage dénergie, dinformation ou dobjets

20 Un système est un ensemble déléments formant un tout structuré satisfaisant un ou plusieurs besoins cohérents. Système Déf. Un système est un ensemble déléments corrélés ou interactifs. ISO 9000: 2000 Dans le domaine technique, un système est un ensemble technique conçu pour répondre à un besoin. Dune façon générale, le système technique opère sur des matières dœuvre pour les faire passer dun état initial à un état final. Un système peut être modélisé comme suit : Énergie Matière dœuvre Matière dœuvre entrante Matière dœuvre sortante Informations dentréeInformations de sortie PerturbationsDéchets système

21 bicyclette Pour entrer dans un magasin par exemple, le client ouvre la porte par action manuelle sur celle-ci en fournissant de lénergie. Cest aussi lui et de la même manière qui la referme: on dit quil sagit dun Système non mécanisé. Déf. Un système non mécanisé est un système dans lequel lutilisateur apporte lénergie nécessaire à la transformation de la matière dœuvre et gère la succession des opérations. porte

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 souvre cette fois- ci grâce à lénergie fournie par le moteur électrique ou le vérin. Cest aussi lui et de la même manière qui referme la porte: on dit quil sagit dun Système mécanisé. Déf. Un système mécanisé est un système utilise une source dénergie externe pour transformer la matière dœuvre. Lutilisateur gère la succession des opérations. motocycle Portail à commande électrique

23 Dans une toute autre configuration, la porte du magasin souvre ou se referme grâce à lénergie fournie par le moteur électrique ou le vérin et suivant linformation présence/absence de client fournie par capteur: on dit quil sagit dun Système automatisé. Déf. Un système automatisé est un système qui utilise une source dénergie externe pour transformer la matière dœuvre et dont la gestion de la succession des opérations est dirigée par un constituant de commande. Létude des systèmes automatisés peut se faire selon des points de vue et approches différentes: structurelle, fonctionnelle,…

24 Lanalyse fonctionnelle Éléments du programme * fonctions de service : fonction dusage, fonction destime ; * diagramme des interactions ; * caractérisation des fonctions de service ; * cahier des charges fonctionnel ; * organisation interne dun produit : fonctions techniques, solutions constructives, composants ; * relation entre fonctions de service et fonctions techniques : FAST ; * chaîne de fonctions : chaîne dénergie, chaîne dinformation ; * notion de solutions constructives et relation avec les fonctions techniques : analyse descendante (SADT) ; * démarche de projet industriel.

25 Lanalyse fonctionnelle consiste à exprimer le besoin sous forme de fonctions de service correspondant aux actions attendues du produit devant matérialiser le besoin. En principe lanalyse fonctionnelle est effectuée en considérant le cycle dutilisation du produit : utilisation, stockage, transport, distribution, maintenance... Déf. Lanalyse fonctionnelle est une démarche qui consiste à rechercher, ordonner, caractériser, hiérarchiser et/ou valoriser les fonctions. NF X Lanalyse fonctionnelle du besoin Lordonnancement vise à classer les fonctions de service de manière logique et permettant didentifier les relations dinterdépendance entre elles.

26 La caractérisation consiste à énoncer les critères dappréciation, préciser leurs niveau et indiquer la flexibilité. Lhiérarchisation permet dévaluer lordre dimportance des fonctions. La valorisation concrétise cet ordre dimportance par lattribution à chacune delles dun poids en valeur absolue ou relative indépendamment des solutions. Laction de lanalyse fonctionnelle sapplique à la création ou à lamélioration dun produit et elle est la base de létablissement du cahier des charges fonctionnel.

27 Les fonctions sont les actions dun produit ou de lun des ses constituants exprimées exclusivement en terme de finalités 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. Les fonctions de service Comme le rôle dun produit est de satisfaire le besoin dun utilisateur donné, cest-à-dire lui rendre des services, toutes les fonctions dun produit sont alors des fonctions de service Déf. La fonction de service est laction attendue dun produit (ou réalisée par lui) pour répondre à un élément du besoin dun utilisateur donné. NF X Fonction de service:

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

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

30 Pour lidentification des fonctions de services (principales et contraintes) on utilise le diagramme des interactions souvent appelé diagramme pieuvre. Lidentification 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 dutilisation, celle de maintenance, celle de stockage ou celle de transport… Pour chaque phase on peut élaborer un diagramme des interactions spécifique. Recherche des fonctions de service La première étape dans lAF consiste en la délimitation des éléments formant lenvironnement du produit et qui sont en interaction avec lui. Les fonctions de service du produit représentent les relations que ce dernier entretient avec les éléments de son environnement humain, physique et informationnel.

31 Produit É.Env. 1É.Env. 2É.Env. 6É.Env. 5É.Env. 3É.Env. 4 FP1FP2 FC1 FC2 FC3 Structure du diagramme des interactions FC : Interaction entre le produit et le milieu extérieur FP : Le produit met en relation 2 éléments extérieurs É.Env. : élément de lenvironnement En suite on détermine: * les fonctions principales qui expriment les relations entre deux ou plusieurs éléments par lintermédiaire du produit; * les fonctions contraintes qui expriment la relation entre le produit et un élément de son environnement.

32 Exemple: Aspirateur ménager Aspirateur utilisateur objetsesthétique énergie poussières FP1 FC1 FC2 diagramme des interactions FC3 FP1 Permettre à lutilisateur denlever la poussière sur les objets. FC1 Sadapter aux formes spécifiques des objets. FC2 Fonctionner sous la tension secteur. FC3 Avoir un aspect et une couleur qui sadaptent au décor environnant. FC4 Être facilement transportable Liste des fonctions Nota: ce diagramme décrit lenvironnement de laspirateur en phase dutilisation seulement. Les phases de maintenance et de stockage par exemple imposent dautres contraintes. FC4

33 Critères dappréciation Déf. Le critère dappréciation dune fonction est le caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une contrainte respectée. NF X Déf. Le niveau dun critère dappréciation est la grandeur repérée dans léchelle adoptée pour un critère dappréciation dune fonction. Cette grandeur peut être celle recherchée en tant quobjectif ou celle atteinte pour une solution proposée. NF X Ex.: le poids de laspirateur en phase dutilisation est un critère dappréciation de la fonction contrainte être facilement transportable. Ex.: le niveau du critère dappréciation de la fonction contrainte être facilement transportable est que le poids de laspirateur soit inférieur ou égal à 3kg.

34 Déf. La flexibilité du niveau dun critère dappréciation est lensemble des indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de moduler le niveau recherché pour un critère dappréciation. NF X Ex.: la flexibilité du critère dappréciation de la fonction contrainte être facilement transportable est que le poids de laspirateur 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 dorganiser le dialogue entre partenaires dans la recherche dune véritable optimisation. Tout niveau de critère dappréciation est assorti dune indication de flexibilité qui peut sexprimer qualitativement par des classes de flexibilité et/ou quantitativement sous forme de limites dacceptation et de taux déchange. Flexibilité 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 dacceptation est le niveau de critère dappréciation au-delà ou en deçà duquel le besoin est jugé non satisfait. NF X une limite dacceptation peut aussi être définie par un écart, absolu ou relatif, positif ou négatif, par rapport au niveau recherché du critère dappréciation. Déf. La classe de flexibilité est une indication littérale, placée auprès du niveau dun critère dappréciation permettant de préciser son degré de négociabilité ou dimpérativité. NF X La classe de flexibilité est répartie en 4 catégories: * flexibilité nulle (F 0 ): niveau impératif; * flexibilité faible (F 1 ): niveau peu négociable; * flexibilité moyenne (F 2 ): niveau négociable; * flexibilité forte (F 3 ): niveau très négociable;

36 Déf. Le taux déchange est le rapport déclaré acceptable par le demandeur entre la variation du prix (ou du coût) et la variation correspondante du niveau dun critère dappréciation, ou entre les variations de niveau de deux critères dappréciation. NF X les taux déchange fixés peuvent résulter de calculs doptimisation, denquêtes auprès dutilisateurs, de désirs dincitation ou de toute autre considération du demandeur.

37 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 quil est chargé de le traduire) en termes de fonctions de service et de contraintes. Pour chacune delles sont définis des critères dappréciation et leurs niveaux. Chacun de ces niveaux doit être assorti dune flexibilité. NF X LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL Létablissement dun CdCF implique quune étude ait permis de cerner avec précision les besoins des utilisateurs. Le CdCF nexprime que des exigences de résultats et, en principe, aucune exigence de moyens ny est prescrite.

38 1 ère 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. 2 ème partie Une expression fonctionnelle des besoins Partie principale, elle décrit et définit les fonctions de service du produit, les contraintes, les critères dappréciation… 3 ème partie Un appel à variantes Cette partie demande et fixe des limites à létude ou à dautres solutions possibles. 4 ème partie Un cadre de réponse Il est destiné à simplifier et à codifier la façon de répondre. les 3ème et 4ème parties ne sont traitées que dans certains cas. Selon la norme NF X , le CdCF se compose de quatre parties.

39 Extrait du cahier des charges fonctionnel de laspirateur ménager FlexibilitéNiveauCritèreFonction - 2 bar min depression Permettre à lutilisateur denlever la poussière sur les objets. ± 0.5 kg 3 kg Poids (masse) Être facilement transportable ± 5 % 220V, 50Hz Tension dalimentation Fonctionner sous la tension secteur. F1F1F1 250*80 mm Ø 20mm 20*10mm Forme 1 Forme 2 Forme 3 Sadapter aux formes spécifiques des objets..

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

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


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