L’ANALYSE FONCTIONNELLE

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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. * …

42 Quand ? FONCTION Pourquoi ? Comment ? Quand ?
Le FAST L’outil FAST (de l’anglais Function Analysis System Technic) se présente sous forme d’un ‘’arbre’’ de fonctions partant de la fonction globale ou d’une fonction de service. Sa lecture est basée sur une technique interrogative:  pourquoi cette fonction doit-elle être assurée?  Comment ?  et quand ? Quand ? FONCTION Pourquoi ? Comment ? Quand ?

43 Que peut-on faire avec un FAST ?
Le FAST est un outil qui permet de: * Ordonner les fonctions suivant une logique fonctionnelle. * Se servir de cette logique fonctionnelle pour: + rechercher, réécrire, compléter les fonctions; + ‘’remonter’’ (vers la gauche) aux services attendus, au besoin de l’utilisateur; + ‘’descendre’’ (vers la droite) aux fonctions techniques; + définir les limites du produit soumis à l’analyse; + rechercher des alternatives aux solutions ou principes de solutions déjà appliqués ou envisagés; + constituer une démarche pédagogique.

44  Une représentation FAST peut se limiter à décrire la décomposition fonctionnelle des fonctions ou déboucher sur les solutions détaillées. Exemple: exploitation du fast dans l’analyse fonctionnelle d’un produit existant : l’aspirateur ménager Aspirer la poussière dépoussiérer Créer un flux d’air Éliminer la poussière

45 Le FAST descriptif d’un aspirateur ménager (produit existant)
Quand ? Pourquoi ? comment ? Quand ? Aspirer la poussière Créer un flux d’air Créer un flux d’air Source de courant Enlever la poussière du local. Nettoyer un local filtre Séparer la poussière Filtrer la poussière Evacuer la poussière Stocker la poussière Sec ou réservoir Fonction de service Fonctions techniques Solutions constructives Le FAST descriptif d’un aspirateur ménager (produit existant)

46 Chaînes de fonctions La chaîne fonctionnelle est l’ensemble des constituants nécessaires pour réaliser une fonction de service. Elle se caractérise par un agencement en forme de chaîne allant du capteur à l’effecteur. Elle est formée par: Une chaîne d’information qui regroupe les unités réalisant les fonctions génériques : acquérir, traiter et communiquer. Sa mission consiste à prélever l’information source et à élaborer son image informationnelle compatible avec les énergies utilisées par l’unité de traitement (pneumatique, électrique, électronique…) et de communiquer le résultat. Une chaîne d’énergie qui regroupe les unités réalisant les fonctions génériques : alimenter, distribuer, convertir et transmettre. Elle assure, à partir des ordres élaborés au sein des constituants de l’unité de traitement, les animations nécessaires aux actions sur la matière d’œuvre.

47 Représentation des chaînes d’énergie et d’information:
messages Grandeurs physiques, consignes CHAÎNE D’INFORMATION informations Acquérir Traiter Communiquer Ordres Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Agir énergie CHAÎNE D’ENERGIE

48 la chaîne d’énergie : Fonctions génériques, flux d’énergie et composants
Énergie disponible pour agir sur l’effecteur Ordres, messages Énergie mécanique, énergie thermique,... Énergie électrique, hydraulique, pneumatique. Source d’énergie Énergie adaptée Alimenter Distribuer Convertir Transmettre - Réseau ONE - Groupe électrogène Pile, batterie, - carburant - contacteur - Relais et relais statique - Variateur - distributeur - Machines à courant continu - Machines asynchrones - vérins -Accouplement: embrayage, frein, poulie- courroie, système vis-écrou, engrenage

49 la chaîne d’information : Fonctions génériques et flux d’information et composants
Images informationnelles Ordres, Messages. Informations traitées Grandeurs physiques et consignes Acquérir Traiter Communiquer - Capteurs analogiques Capteurs numériques - Interface homme/machine - Système num. d’acq. de données Matériel: - Circuits de commande câblés - Modules logiques - microcontrôleurs ordinateurs - Automates programmables Logiciels: - Système d’exploitation - Logiciels spécifiques - Modeleurs volumiques - Commandes Tor - Interface homme/machine - Système num. d’acq. de données - Liaisons de transmission

50 La fonction générique:
Acquérir Traiter Communiquer Acquérir Acquérir est en général l’action de capter, détecter ou saisir une grandeur physique. Dans un processus, l’unité d’acquisition est l’ensemble des éléments qui prélèvent les informations sur la partie opérative (constituants de la chaîne d’énergie en approche structurelle) ou du milieu extérieur (environnement du processus) et les transmettent à l’unité de traitement. Les éléments technologiques utilisés sont les capteurs, le détecteurs, les claviers… Clavier, scanner Capteurs, détecteurs

51 La fonction générique:
Acquérir Traiter Communiquer La fonction générique: Traiter Traiter c’est faire subir aux données un traitement suivant une logique préétablie dans le but d’atteindre un résultat donné. L’unité traitement dans un processus a pour fonction de conditionner les informations reçues de l’unité ou élément d’acquisition selon la nature du récepteur auquel ils seront communiquées. Cette unité est à base d’électronique et d’informatique.

52 La fonction générique:
Acquérir Traiter Communiquer La fonction générique: Communiquer Communiquer c’est transmettre des données résultat d’un traitement d’une unité de traitement à une autre unité réceptrice. Dans un processus l’unité de communication est formée par les constituants d’interfaçage et de liaison entre les constituants du processus et entre le processus et les éléments du milieu extérieur.

53 La fonction générique:
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Alimenter Alimenter c’est fournir au système l’énergie (électrique, pneumatique, hydraulique) dont il a besoin pour fonctionner. Pour réaliser ce but, cette fonction générique est toujours associée aux fonctions génériques distribuer et convertir. Si l’énergie électrique peut être transportée sur de très grandes étendues géographiques, le besoin en énergie pneumatique ne peut être satisfait qu’à l’aide de sources locales.

54 La fonction générique:
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Distribuer Distribuer l’énergie est l’action qui consiste à délivrer l’énergie nécessaire en fonction des actions attendues au niveau des effecteurs (ou les actionneurs). La distribution se fait en fonction de la nature de l’énergie à distribuer par des éléments tels que contacteur, relais, distributeurs pneumatique ou hydraulique. Ces éléments sont appelés pré-actionneurs.

55 La fonction générique:
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Convertir Convertir l’énergie est l’action de transformer sa forme en fonction de la nature de l’effet souhaité au niveau de l’effecteur. Dans la plupart des cas de processus la conversion porte sur l’énergie électrique pour la transformer en énergie mécanique ou thermique. L’élément principal de l’unité de conversion est appelé actionneur.

56 La fonction générique:
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Transmettre Transmettre l’énergie est l’action de faire écouler l’énergie mécanique entre l’actionneur et l’effecteur. La transmission de l’énergie électrique (signal information) entre constituants de systèmes ou entre systèmes est assurée par des interfaces: série, parallèle, usb, IR,… et des liaisons conductrices: câbles, pistes de circuits imprimés... La transmission de l’énergie mécanique entre constituants de systèmes ou entre systèmes est assurée par des accouplements, des systèmes de transformation de mouvement (bielle-manivelle, vis-écrou, pignon-crémaillère, poulie-courroie, engrenages, etc.)…

57 Le SADT L’outil SADT (de l’anglais Structured Analysis for design and technic) est un outil de représentation qui permet de décomposer un système de manière fonctionnelle, par niveaux successifs. Les liens entre fonctions étant exprimés selon un formalisme précis: les codes ‘’MECS’’: - M: moyens (matériels, logiciels, personnels); - E: entrées (matières, énergies, informations); - C: données de contrôle (informations sur l’état du système, décisions de l’opérateur, paramètres de configuration, de réglage et d’exploitation,…); - S: sorties (matières, énergies, informations…).  Pour un même système, plusieurs représentations SADT peuvent être élaborées selon des points de vue différents: celui du concepteur, de l’utilisateur, de l’agent de maintenance,…  plus complète qu’une représentation FAST, une représentation SADT renseigne également sur les inputs/outputs de la fonction, sur les moyens et les données nécessaires pour la mettre en œuvre.

58 Cet outil est constitué d’une suite cohérente de diagrammes:
* Le diagramme de plus haut niveau (A-0) représente la fonction globale du système. * Chaque diagramme de niveau inférieur définit les fonctions techniques ainsi que leurs relations et leur agencements dans le système. * Chaque diagramme s’intègre exactement dans le diagramme de niveau supérieur en préservant les relations de chaque composant avec son environnement. Fonction globale A-0 1 2 3 A0 31 32 33 34 A3 321 322 323 A32

59 A-0 FONCTION GLOBALE Consignes Énergie informations
L’actigramme A-0: Cet actigramme est le diagramme de plus haut niveau de la représentation graphique SADT, il exprime la fonction globale assurée par le système. A-0 Consignes Énergie informations FONCTION GLOBALE Matière d’œuvre à l’état initial Matière d’œuvre à l’état final Système assurant la fonction globale

60 A-0 Seuil de t° moteur Énergie électrique Niveau de remplissage du sac
Exemple: A-0 Seuil de t° moteur Énergie électrique Niveau de remplissage du sac Enlever la poussière d’objets domestiques Poussière sur objets Objets sans poussières Aspirateur ménager

61 Fonction globale A0 énergie consignes Informations de contrôle
M.O. initiale M.O. finale Niveau global A-0 système Fonction 1 A1 Fonction 2 A2 Fonction 3 A3 Fonction 3 A4

62 A0 Sac plein Informations de contrôle énergie consignes
Information sac plein Enlever la poussière d’objets domestiques Poussières sur objets Objets sans poussières A0 aspirateur Niveau global A-0 Sac plein Créer une aspiration locale Air à la pression atmosphérique A1 Séparer la poussière Unité Moteur/turbine Poussières sur objets Poussières dans le sac A2 filtre

63 Cordon d’alimentation
Informations de contrôle énergie consignes T° moteur Créer une aspiration locale Air à la pression atmosphérique Flux d’air et poussières A1 Unité Moteur/turbine Actigramme A1 : créer une aspiration locale Énergie électrique alimenter en énergie électrique A11 Convertir l’énergie élect. en énergie mécanique Cordon d’alimentation A12 Créer une depression Flux d’air et poussières Air à la pression atmosphérique moteur A13 Poussières sur objets filtre turbine

64 Séparer la poussière A2 Informations de contrôle énergie réglages
Information sac plein Poussières sur objets Séparer la poussière Objets sans poussière A2 filtre Actigramme A2 : Séparer la poussière Flux d’air et poussières Filtrer l’air A21 Évacuer l’air filtré filtre A22 Stocker les poussières orifice A23 Poussières dans le sac sac

65 Démarche de projet industriel
Un projet industriel vise généralement la réalisation d’un produit. Celui-ci passe par plusieurs étapes qui jalonnent le parcours allant de la saisie du besoin jusqu’à sa concrétisation en produit utilisable et même au delà (l’étape d’élimination). C’est ce que l’on appelle généralement les étapes du cycle de vie du produit. Chacune de celles-ci peut être considérée comme l’aboutissement d’un certain nombre d’activités. La structuration de ces dernières sous forme d’outils, moyens et méthodes et appelé la démarche du projet industriel. Il s’agit d’une suite ordonnée de phases (planification, production, utilisation, élimination), structurée chacune, sous forme d’objectifs, résultats, activités, ressources, planning, critères de vérification et actions d’amélioration. Le tableau ci-après illustre le lien étroit susceptible d’être établi entre les étapes du cycle de vie d’un produit et les exigences de la démarche du projet industriel.

66 Démarche de projet Phases Objectifs résultats Activités Ressources
Planning Critères de vérification Planification analyser le besoin Établir le CdCF Concevoir Définir Planifier le processus de production homologuer CdCF Dessin d’ensemble Dessins de définition Dossier de fabrication prototype Dossier d’homologation étude du marché élaboration du CdCf recherche et simulation des solutions Élaboration des dossiers réalisation des essais production de prototypes financières matérielles humaines méthodologiques début des tâches fin des tâches durée des tâches ordonnancement des tâches diagrammes Gantt, Pert,… conformité avec le cahier des charges fonctionnel respect des normes et règlements Production Produire commercialiser Produit marché Gérer la production contrôler le produit distribuer et vendre Conformité aux dessins de définition Respect des normes de production Utilisation mettre en service consommer évaluer le produit bon fonctionnement données sur le comportement du produit exploiter le produit consommer le produit suivi et évaluation Satisfaction des besoins de l’utilisateur Élimination éliminer le produit préserver l’environnement Produit transformé destruction recyclage stockage Respect des normes de l’environnement