L’ Analyse fonctionnelle d’un objet technique

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1 L’ Analyse fonctionnelle d’un objet technique
La conduite d’un projet pluritechnologique en classe de 3e Enseigner la technologie au collège L’ Analyse fonctionnelle d’un objet technique Le projet Pluritechno logique en classe de 3e Bonjour à tous. Je suis jacques Godard Professeur de technologie au collège Pablo Picasso à Saulx les Chartreux dans l'Essonne Je viens vous présenter un moyen de description de l’analyse fonctionnelle d’un OT Séminaire académique SysML pour le collège Jacques GODARD professeur de technologie collège

2 Deux moyens de description Utilisé au lycée en STI2D
L’outil SysML : L’association de plusieurs outils de description Expression du besoin Diagramme APTE Cahier des charges fonctionnel F.A.S.T. Deux moyens de description la première méthode utilisé au collège, la seconde en lycée en sti2d C’est cet outil que j’ai expérimenté avec mes élèves de 3 dans le cadre de leur projet « la conception de meuble en carton. » Vous pouvez voir que : Le besoin est définit par deux diagrammes celui des cas d’utilisation et le diagramme d’exigence. Utilisés au collège Utilisé au lycée en STI2D SysML pour le collège Jacques GODARD

3 Proposition de l’utilisation de SysMl pour le collège
3 diagrammes SysMl Je me suis intéressé particulièrement à 3 diagramme Le diagramme de cas d’utilisation, de contexte et d’exigence. SysML pour le collège Jacques GODARD

4 Reformulation du besoin et analyse du cahier des charges avec SysML niveau collège.
Reformulation du besoin avec SysML je recherche toutes les fonctionnalités offertes aux utilisateurs par l’objet technique. Je les recense et les ordonne dans un diagramme de cas d’utilisation. Diagramme de cas d’utilisation : Recensement des acteurs humains et non humains Je recense et ordonne éléments extérieurs qui influencent le système étudié : les acteurs de mon objet technique, humains et non- humains. Diagramme de « contexte » global : Recensement des exigences Je recense les exigences à travers un diagramme d’exigences. Diagramme d’exigences : Le diagramme de cas d’utilisation qui permet de recenser et d’ordonner toutes les fonctionnalité de l’objet technique à étudier ou à concevoir. Le diagramme de contexte permet de faire apparaitre les inter-acteurs qui agissent sur l’OT. Et enfin le diagramme d’exigence qui comme son nom l’indique recense les exigences de l’OT SysML pour le collège Jacques GODARD

5 Diagramme de cas d’utilisation
Pour réaliser le diagramme de cas d’utilisation on doit utiliser les symboles suivants: Objet L’objet ou le système technique est sous la forme d’un rectangle (en rouge ici) utilisateur L’utilisateur se représente sous la forme d’un petit bonhomme, qui est l’acteur principal (en bleu ici ) Les utilisations attendues sont inscrites dans une forme ovale (en vert ici ) Le SysML est un langage graphique donc j’explique les différents symboles que devrons utiliser les élèves, pour que tous le monde puisse se comprendre. Un OT ou un SYSTÈME est représenté par un rectangle avec son nom en haut à gauche Un utilisateur par un Bonhomme avec son nom dessous Les fonctions dans un Ovale sont associé par un trait qui signifie peut faire ou à la possibilité Chaque association (représentée ici par un trait violet) signifie simplement « peut faire, à la possibilité de ». SysML pour le collège Jacques GODARD

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Diagramme de contexte Ce diagramme nous permet d’identifier les différents acteurs humains et les acteurs non humains (les milieux extérieurs) intervenants autour de l’objet technique:. Le contexte de l’objet technique est utile pour fixer les idées au démarrage de notre analyse. Objet technique à étudier Le diagramme de contexte est utile pour fixer les idées aux démarrages de notre analyse il permet de recenser les acteurs humains ou non qui agissent sur l’OT. Pour le construire, il faut connaître certains symboles qui constituent le vocabulaire pour le réaliser. SysML pour le collège Jacques GODARD j godard

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Acteur , autour de l’objet technique. Un acteur est représenté par un petit bonhomme avec son nom (son rôle) inscrit dessous. Il est également possible de représenter un acteur non humain sous la forme d’un rectangle (par exemple une imprimante dans un environnement informatique) « acteur » imprimante Pour construire ce diagramme, il faut connaître certains symboles qui constituent le vocabulaire pour le réaliser. Nous les représentons de la manière suivante Un acteur Humain est toujours sous la forme d’un petit bonhomme avec son nom dessous Un acteur non humain dans un bloc par exemple une imprimante dans un environnement informatique. « Acteur » SysML pour le collège Jacques GODARD

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D’autres éléments peuvent être représentés dans un bloc, ce sont des conditions extérieures par exemple: dans le cas d’une voiture les éléments extérieurs sont la route, les conditions climatiques, la réglementation, le code de la route…. « extérieur» Exemple pour notre bibliothèque Livres : Dimensions, Poids… D’autres élément peuvent être représenté dans des blocs par exemple dans le cas d’une voiture les éléments extérieurs sont la route, les conditions climatiques le code de la route. Pour l’exemple d’une bibliothèque les éléments extérieur sont les livres qui vont donner des contraintes de dimensions de poids. Exemples d’environnements : l’eau, le feu, … SysML pour le collège Jacques GODARD

9 Diagramme de contexte Application à une bibliothèque Livres Clients
Environnements dans lequel se situe l’objet Recycleur Ici nous avons Le diagramme de contexte d’une bibliothèque : On retrouvera l’utilisateur ou le client, les livres , le recyclage, et l’environnements. SysML pour le collège Jacques GODARD

10 Grace à ces éléments le concepteur définit :
Application pour le besoin de l’utilisateur : Utilisateur Contraintes de fonctionnement Permettre à l’utilisateur de ranger ses livres Plaire à l’utilisateur Contraintes d’estime Recycleur Doit pouvoir recycler le meuble facilement Démonter le meuble… Contraintes de fonctionnement Grace à ces éléments le concepteur définit : Chaque acteurs donnent des éléments au concepteur  « dans notre cas aux groupes d’élèves » travaillant sur leur OT grâce à ces éléments ils définissent des capacités des contraintes qu’il ordonnerons dans un diagramme d’exigence. Contraintes de fonctionnement Concepteur Choix des matériaux Rechercher des solutions techniques Définir le cahier des charges ETC… Contraintes d’estime Contraintes environnementales SysML pour le collège Jacques GODARD

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Application pour le besoin de l’utilisateur : Livres Donne des indications de grandeurs, des contraintes. Contraintes de fonctionnement Environnements Doit respecter les normes. Doit résister à l’eau . ETC… Contraintes environnementales Exemple pour le diagramme de contexte d’une bibliothèque. Les livres donnent des indications de grandeurs, Un objet technique doit satisfaire des fonctions et des contraintes. Il en est de même des matériaux qui le constituent. Tous les matériaux n’ont pas les mêmes propriétés. Le choix du matériau retenu pour réaliser l’objet doit correspondre à celui qui aura les propriétés les plus conformes aux critères des fonctions et des contraintes à respecter. SysML pour le collège Jacques GODARD

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Le diagramme d’exigences Il permet de représenter graphiquement les exigences. Qu’est-ce qu’une exigence? Une exigence permet de spécifier une capacité ou une contrainte qui doit être satisfaite par un système. Elle peut spécifier une fonction que l’ objet technique devra réaliser ou une condition de performance, de fiabilité, de sécurité, etc. Les exigences servent à établir un contrat entre le client et les réalisateurs du futur système. Traduction en exigence Une exigence permet de spécifier une capacité ou une contrainte Les exigences servent à établir un contrat entre le client et les réalisateurs du futur OT. Exemple de fonction résistance mécanique traduction en exigence résister à la charge des livres. Exemple de fonction: Résistance mécanique « exigence » résistance mécanique Résister à la charge des livres SysML pour le collège Jacques GODARD j godard

13 Le diagramme d’exigences Contrainte liée au poids des livres
Une exigence est définie par : Une capacité Une contrainte Nom de l’exigence Capacité de résistance Exemple : « exigence » résistance Résister à la charge des livres Description de l’exigence. Contrainte liée au poids des livres Une exigence est définit par une capacité /une contrainte SysML pour le collège Jacques GODARD

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Liens entre exigences Une exigence peut en engendrer une ou plusieurs autres, dans ce cas on parle d’exigence PARENT. Une exigence qui découle d’une exigence parent s’appelle une exigence ENFANT « exigence » Exigence PARENT Le symbole reliant l’exigence parent à l’exigence enfant est représenté sur l’exemple ci-contre. Il existe plusieurs liens entre les exigences Par exemple une exigence parent peut engendrer une ou plusieurs exigences enfants. On la représente par un signe + inscrit dans un cercle coté parent. « exigence » Exigence ENFANT SysML pour le collège Jacques GODARD

15 Liens entre exigences : parent / enfant
Le sigle correspond à un « + » inscrit dans un cercle coté du parent « exigence » résistance Résister à la charge des livres et les stocker Priorité = haute Source = marketing Risque = moyen Statut = validée « exigence » charge « On doit pouvoir supporter le poids des livres» Priorité = haute Source = client Risque = moyen Statut = validée « exigence » Encombrement « On doit pouvoir mettre toutes sortes de livres » Priorité = haute Source = client Risque = moyen Statut = validée . Par exemple l’exigence solidité engendre une exigence charge et encombrement. Les mots clefs « et »,voir « ou », permettent de détecter et d’organiser nos exigences. Résister à la charge des livres et les stocker/ Fonction principal Supporter le poids des livres / Fonction technique Pouvoir mettre toutes sortes de livres/ Fonctions technique. SysML pour le collège Jacques GODARD

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Liens entre exigences Une exigence doit être / peut être quantifiée, on utilise pour cela le symbole d’une flèche en pointillés qui va permettre de relier un bloc définissant une grandeur à l’exigence étudiée. « exigence » charge « On doit pouvoir supporter le poids des livres» Priorité = haute Source = client Risque = moyen Statut = validée Exemple: dans le cas d'utilisation « supporter le poids des livres  », on doit définir clairement la quantité exigée. Celle-ci s’exprime en nombre. D’autre type d’association existe tel que redéfinit Exemple: dans le cas d'utilisation « supporter le poids des livres  », on doit définir clairement la quantité exigée. Celle-ci s’exprime en nombre. Redéfinit « exigence » Gestion de la charge 40kg SysML pour le collège Jacques GODARD

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Liens entre exigences « Redéfinit »= ajouts de compléments… Relation entre une exigence et une autre permettant d’affiner ou de préciser une exigence du départ. Ce lien permet donc d’affiner une exigence de départ SysML pour le collège Jacques GODARD

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Liens entre exigences Une flèche pointillée nommée (dérive) peut aussi être utilisée pour relier des exigences entre elles. « Dérive » = relier des exigences de niveaux différents… « exigence » Charge « On doit pouvoir supporter le poids des livres » Priorité = haute Source = client Risque = haut Statut = validé « exigence » Encombrement  On doit pouvoir mettre toutes sortes de livres » Priorité = haute Source = client Risque = moyen Statut = validé dérive Une flèche pointillée nommée (dérive) peut aussi être utilisée pour relier des exigences entre elles. Dans l’exemple l’exigence encombrement dérive en exigence de charge. En effet, plus le livre est grand et épais plus sa masse augmente. Dans l’exemple ci-dessus l’exigence encombrement dérive en exigence de charge. En effet, plus le livre est grand et épais plus sa masse augmente. SysML pour le collège Jacques GODARD j godard

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Liens entre exigences D’autre liens existent et nous permettre de faire des commentaires sur notre diagramme d’exigences. Ils sont représentés par un rectangle comme ci-dessous. On peut mettre des commentaires ou des justifications dans une étiquette rectangulaire. Ces commentaires peuvent être de plusieurs types : Justification d’une solution technique. Problème à résoudre, manque d’informations de grandeur, de capacité…. SysML pour le collège Jacques GODARD

20 Le diagramme d’exigences
solidité Résister à la charge des livres et les stocker Priorité = haute Source = marketing Risque = haut Statut = non Exemple de diagramme à partir du besoin de l’utilisateur sur l’exigence solidité de la bibliothèque. Exigence de solidité « exigence » charge « On doit pouvoir supporter le poids des livres» Priorité = haute Source = client Risque = haut Statut = non Encombrement « On doit pouvoir mettre toutes sortes de livres » Source = client Risque = moyen Statut = validée Lien parent enfant Précise l’exigence, l’affine. Exemple de diagramme à partir du besoin de l’utilisateur sur l’exigence solidité de la bibliothèque. L’exigence solidité engendre 2 exigences charges et encombrement Celle-ci sont redéfinit , par des grandeurs On peut rajouté des commentaires car le calcul du poids n’est pas fait. Ou les dimensions ne sont pas données Attention le calcul du poids n’as pas été fait « exigence » Gestion de la charge « poids max. » Encombrement - Hauteur, largeur, profondeur maximal des ouvrages - Nb d’ouvrage maximum « redéfinit » problème Calcul du poids max

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Synthèse sur SysMl Pour construire un diagramme d’exigences (cahier des charges fonctionnel ): J’ exprime le besoin de façon claire. je recense et ordonne les acteurs et les conditions d’utilisation de mon objet technique ou de mon système dans un diagramme de contexte. Les exigences peuvent être de plusieurs types : Fonctionnelles Performances Fiabilités Sécurités Volumétries Physiques Interfaces Etc. Pour construire un diagramme d’exigences (cahier des charges fonctionnel ): J’ exprime le besoin de façon claire. je recense et ordonne les acteurs et les conditions d’utilisation de mon objet technique dans un diagramme de contexte. Ces trois diagrammes servent de base pour le démarrage du projet. Ils vont évoluer tous le long de celui-ci. Lors des recherches de solutions. SysML pour le collège Jacques GODARD

22 Exemples de travaux d’élèves
PROBLEMATIQUE : Réhabiliter le foyer du collège. La direction du collège a pour projet de mettre à disposition un lieu de vie pour les étudiants. Dans un souci d’écologie, elle décide que l’aménagement du foyer doit se faire avec des meubles issus de l’écoconception. Pour ce faire, elle fait appel à la société dont vous faites partie. SysML pour le collège par Jacques GODARD

23 Je les recense et les ordonne dans un diagramme de cas d’utilisation.
Diagramme de cas d’utilisation de l’acteur principal pour un meuble de télévision Les élèves recherchent toutes les fonctionnalités offertes aux utilisateurs par l’objet technique. Je les recense et les ordonne dans un diagramme de cas d’utilisation. SysML pour le collège par Jacques GODARD

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Je recense les acteurs dans un diagramme de contexte SysML pour le collège par Jacques GODARD

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ordonne les acteurs de mon objet technique, humains et non- humains. Je repère les familles d’exigences. SysML pour le collège par Jacques GODARD

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Ordonne les exigences SysML pour le collège par Jacques GODARD

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J’ordonne par catégorie les exigences Je recense les exigences à travers un diagramme d’exigences. SysML pour le collège par Jacques GODARD

28 Merci de votre attention
Avez-vous des questions? SysML pour le collège Jacques GODARD