Ingénierie industrielle M1 PE Stéphane Brunel MCU 61

Ingénierie industrielle Approche macroscopique Film sur L’A380 Qu’est ce qu’un processus industriel Les systèmes industriels et l’approche systémique 2 démarches : 2 modèles La démarche scientifiques analyse et commentaires La démarche de projet industriel Analyse et commentaires Le monde des animaux Des mots pour aider Pour aller plus loin … pas trop quand même.

A 380

Processus industriel simplifié Prototypage Industrialisation Mise en Production Vente

Le système … Tu me tapes sur le … Descartes. Un système est un ensemble d'éléments interagissant entre eux selon certains principes ou règles. Un système est déterminé par : la nature de ses éléments constitutifs ; les interactions entre ces derniers ; sa frontière, c'est-à-dire le critère d'appartenance au système (déterminant si une entité appartient au système ou fait au contraire partie de son environnement). Un sous-système ou module est un système participant à un système de rang supérieur. Un système peut être ouvert ou fermé dans tel ou tel domaine, selon qu'il interagit ou non directement avec son environnement. Systemic approach

Approche systémique Equitable Espace Economique Espace Social Durable En Développement Durable Equitable Espace Economique Espace Social Durable Vivable Viable Espace Environnemental L'économie cognitive Bernard Walliser

Synoptique d’une démarche d’investigation Artefact Initial Observations Formulation d’une question Résolution par la démarche expérimentale Formulation d’hypothèses Recherche des implications Recherches Utilisation de documents Connaissances personnelles De banques de données Observations Expérimentation Construction du protocole Conclusion et Validation de l’hypothèse Formulation de la réponse Diagramme / Schéma / Compte rendu / Graphique Modélisation Stéphane Brunel

Esquisses de solutions Une démarche de Projet industriel État de l’art Besoin identifié Définition du besoin -faisabilité -spécification des taches Phase initiale Phase créative Esquisses de solutions Conceptualisation -analyse fonctionnelle -exigences contraintes Synthèse préliminaire Pré développement étude de solutions Avant-projet -analyse de la valeur Cdcf Spécifications du produit Développement Étude approfondie de la solution choisie Projet -études détaillées -Essais destructifs et non destructifs, prototypes -dessins

Industrialisation Logistique Vente Après - vente Recyclage Une démarche de Projet industriel Production - étude de process - assurance qualité fabrication / assemblage contrôles Industrialisation Logistique Conditionnement Stockage et Transport Vente Distribution, mise en service Utilisation Maintenance fiabilité Après - vente Traitement des déchets Proposition de parcours Recyclage

Phase initiale Une démarche de Projet industriel État de l’art Besoin identifié Définition du besoin -faisabilité -spécification des taches Phase initiale

Besoin d’appartenance Pyramide de Masslow Besoin d’accomplissement Besoin d’estime Besoin d’appartenance Besoin de Sécurité Besoin physiologique

Les fonctions du produit Le monde des animaux Recenser Caractériser Méthode APTE Ordonner Hiérarchiser Valoriser Méthode SADT Les fonctions du produit FAST

Enoncé du concept - produit Méthode APTE - Bête à cornes A qui rend t-il service ? Sur quoi agit-il ? Produit … Enoncé du concept - produit

Fonctions contraintes ou complémentaires Méthode APTE - La pieuvre 1 2 FP Produit étudié Fonction Principale FC1 FC3 FC2 5 3 4 Fonctions contraintes ou complémentaires

Méthode APTE - Analyse fonctionnelle Hiérarchisation des fonctions

Les fonctions du produit Le monde des animaux Recenser Caractériser Méthode APTE Ordonner Hiérarchiser Valoriser Méthode SADT Les fonctions du produit FAST

Méthode FAST Intérieur au produit Extérieur au produit Analyse fonctionnelle externe au produit Intérieur au produit Analyse fonctionnelle interne au produit Extérieur au produit Analyse fonctionnelle externe au produit Pourquoi Comment Quand Aspirer la poussière Créer un flux d’air Source de courant Enlever la poussière du local Séparer la poussière de l’air Nettoyer un local Filtrer l’air restitué Atmosphère environnant Indiquer le niveau de remplissage Oeil de l’opérateur Espace temps égal OU Espace temps égal ET Evacuer la poussière Stocker la poussière Poubelle Laver le local Fonction de service Elément du milieu environnant Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Fonction techniques

De l’énergie ou de l’information Dans tout système mécatronique apparaît une chaîne d’énergie et une chaîne d’information

Chaine d’énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Energie électrique hydraulique pneumatique Ordres et messages Energie disponible pour l’action demandée par le cahier des charges Energie Mécanique Source d’énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Prise réseau Raccord Réseau Pile Batterie Accumulateur Contacteur Relais Variateur Distributeur Régulateur Machine asynchrone Machine Synchrone Machine à courant continue Machine thermique vérin Assemblage démontable Guidage en rotation Accouplement, embrayage limiteur frein Poulie courroie, engrenage vis écrou transformateur plan réducteur multiplicateur

Chaine d’information Acquérir Traiter Communiquer Images informationnelles utilisables Informations traitées Ordres, messages Grandeurs physiques consignes Acquérir Traiter Communiquer Matériels : Automates programmables Ordinateurs Microcontrôleurs Modules logiques programmables Circuits de commandes câblés Logiciels : Ateliers logiciels Editeurs de modèles de commande avec générateur de codes Logiciel de développement rapide permettant la mise ne œuvre de composants logiciels réutilisables sur microcontrôleurs Commandes TOR Interfaces H/M Liaisons utilisant le mode de transmission parallèle Réseau Ethernet Bus capteur/actionneurs Capteur TOR Capteur analogique Capteur numériques Interface H/M Systèmes numériques d’acquisition de données

Couplage : Chaine d’information – Chaine d’énergie Grandeurs physiques à acquérir Informations destinées à d’autres systèmes et aux interfaces H/M Chaine d’information Acquérir Traiter Communiquer Consignes Ordre Chaine d’énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Action Energie d’entrée

Cas d’application pompage d’eau par énergie éolienne

Cas d’application pompage d’eau par énergie éolienne La chaine énergie est composée de : Un aérogénérateur : il fournit EE alternative en fonction de la vitesse du vent. Rendement 85 % Un variateur : il permet de commander la vitesse du moteur. Rendement 90 % Un moteur asynchrone : il convertit l’énergie électrique en une énergie mécanique nécessaire à la pompe. Rendement 90 % Une pompe centrifuge : elle transforme l’énergie mécanique en énergie potentielle hydraulique. Rendement 60 %. L’eau relevée peut être stockée dans les réservoirs. La chaine d’information est composée de : Des capteurs de force et de direction du vent (anémomètre et girouette) D’un boitier de commande généralement muni d’un microprocesseur qui permet de gérer l’orientation des pales et de la nacelle de l’aérogénérateur. De câbles et de commandes TOR

Cas d’application Chaine d’information Acquérir Traiter Communiquer Anémomètre Girouette Microprocesseur Câbles Commande TOR Acquérir Traiter Communiquer Chaine d’énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Extraire de l’eau Aérogénérateur Variateur Moteur asynchrone Pompe centrifuge Energie éolienne

Cas d’application pompage d’eau par énergie solaire

Cas d’application pompage d’eau par énergie solaire La chaine énergie est composée de : Panneaux solaires : ils fournissent EE continue en fonction de l’ensoleillement Rendement 15 % Un onduleur : il transforme l’énergie électrique d’entrée en une tension de sortie de 230V et 50 hz. Rendement de 90 % Un moteur asynchrone : il convertit l’énergie électrique en une énergie mécanique nécessaire à la pompe. Rendement 90 % Une pompe centrifuge : elle transforme l’énergie mécanique en énergie potentielle hydraulique. Rendement 60 %. L’eau relevée peut être stockée dans les réservoirs. La chaine d’information est composée de : D’un boitier de commande généralement muni d’un microprocesseur qui permet de gérer la commande de l’onduleur afin de maintenir une tension constante aux bornes des panneaux solaires. Des boitiers de commande permettent de gérer la distribution de l’énergie vers plusieurs appareils. Il est également possible de raccorder des boitiers à des ordinateurs via une connection RS232. De câbles

Cas d’application pompage d’eau par énergie solaire Chaine d’information Microprocesseur Câbles Traiter Communiquer Energie solaire Chaine d’énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Extraire de l’eau Panneau solaire Onduleur Moteur asynchrone Pompe centrifuge

Réaliser par le demandeur Réaliser par le concepteur réalisateur Cahier des Charges Fonctionnel Réaliser par le demandeur Réaliser par le concepteur réalisateur Analyse du besoin Analyse fonctionnelle externe Étude de faisabilité Formulation du besoin oui non 1 ère ébauche du CDCF Est-ce faisable ? Arrêt Repartir sur d’autres bases Affinement du besoin 2 ème ébauche du CDCF Études de pré-développement Rédaction définitive du CDCF Analyse fonctionnelle interne Spécifications techniques du produit Développement Des modifications sont-elles nécessaires ? Industrialisation oui …

Des outils pour k’on sait ce K’on fé avec Ki … Question Sous-questions Exemples Q Qui ? De qui, Avec qui, Pour qui… Responsable, acteur, sujet, cible… Quoi ? Quoi, Avec quoi, en relation avec quoi… Outil, objet, résultat, objectif… O Où ? Où, par où, vers où… Lieu, service… Quand ? tous les quand, à partir de quand, jusqu'à quand… Dates, périodicité, durée… C Comment ? de quelle façon, dans quelles conditions, par quel procédé… Procédure, technique, action, moyens matériel… Combien ? Dans quelle mesure, valeurs en cause, à quelle dose… Quantités, budget… P Pourquoi ? Cause, facteur déclenchant, motif, finalité Justification, raison d'être, croyance … Comment ? Combien ? Pourquoi ? Qui ? Quoi ? Où ? Quand ?