Manuel de cour - BIENVENU SUR LE SITE PERSONNEL DU PROFESSEUR MUSTAPHA …mustapha-semma.e-monsite.com › medias › files › cour-af-1.pdf · 2018-09-12 · B- Analyse fonctionnelle

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Lyçée IBNO ALYASSAMINE

Tronc commun tecnhologique

Réalisé par

Mr. M.SEMMAA

Manuel de cour


Programme officiel de sciences de l'ingénieur

Module 1: Analyse fonctionnelle

I- besoin : - notion d’exigence ; - notions de besoins : explicite, implicite et latent.

II- Cycle de vie d’un Produit : - type de produit ; - cycle de vie.

III- Entreprise industrielle : - structure ; - fonctions internes ; - contraintes économiques

IV- Réponse au besoin : - finalité d’un produit ; - qualité du produit : conformité, sûreté de fonctionnement, délai, coût.

V- Processus : - définition ; - entrées/sorties ; - ressources, activités et valeur ajoutée.

VI- Analyse fonctionnelle : - fonctions de service : fonction d’usage, fonction d’estime ; - digramme 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.


Module 2 et 3 : Chaîne d’énergie et chaîne d’information

Aspect fonctionnel Aspect technologique Aspect physique Aspect representation Aspect application

Mo

du

le 2

- Besoin à satisfaire;

- Fonctions de service ;

- Caractérisation

des fonctions de

service ;

- FAST descriptif

du produit-support;

- Délimitation de la

Chaîne d’énergie.

- Entrée/sortie du PS* ;

- Alimentation en

énergie ;

- Distribution d’énergie

- Conversion

d’énergie ;

- Transmission

d’énergie ;

- Évaluation

technico-

économique de

solutions

constructives.

- Nature de l’énergie ; - Grandeurs caractéristiques de l’énergie.

- Modeleur ;

- Représentation en

3D ;

- Règles de base du dessin industriel : Traits, vues, coupes,… ;

- Schémas : règles

d’établissement

de schémas

électriques,

schémas

cinématiques,

symboles

normalisés ;

- Matériaux : caractéristiques physiques et mécaniques ;

- Procédés de réalisation de quelques formes ou produits (électrique ou mécanique) ;

- Contrôle, essais.

Mo

du

le 3

- Besoin à satisfaire ;

- Fonctions de

service ;

- Caractérisation

des fonctions de

service ;

- FAST descriptif

du produit-

support ;

- Délimitation de la

Chaîne

d’information.

- Entrée/sortie du PS*

- Nature et forme de

l’information ;

- Acquisition de

l’information ;

- Traitement de

l’information ;

- Communication de

l’information ;

- Évaluation technico- économique de solutions constructives.

- Grandeurs

Physiques

caractéristique

de

la nature de

l’information. ;

-Conversion

- CAN ;

- CNA.

- Simulation de

fonctionnement

de tout ou

partie du produit ;

- Schémas : règles

d’établissement

de schémas

logiques,

logigrammes ;

- Choix de

composants dans

une bibliothèque

pour compléter

une solution

constructive.

-Caractéristiques de

composants

électroniques

utilisés dans le

traitement de

l’information ;

- Procédés de

réalisation de

quelques formes

ou produits

(électrique ou

mécanique) ;

- Notions de gestion

de production.


Pour introduire la notion de l'analyse fonctionnelle, on prend un exemple de la démarche suivie

par un médecin lors de la première visite d’un nouveau patient.

Après avoir pris connaissance du motif de cette visite, le médecin pose des questions et fait

quelques tests pour comprendre le comportement et l’état général du patient.

Cela peut être des tests de la fonction articulaire du genre :

- tournez la tête le plus possible....

- fléchissez votre tronc et essayez d'atteindre le sol avec vos mains.........

- il vérifie le tonus au cours d'une simple poignée de mains.

Ces premiers tests lui permettent d'appréhender les fonctions externes.

Les questions portent souvent sur l’état général, par exemple : Avez-

vous une bonne digestion ?

Avez-vous un bon appétit ?

Avez-vous souvent mal à la tête ?

Ce genre de question me permet d'évaluer les fonctions internes.

L'analyse fonctionnelle n’est pas autre chose qu'une méthode d'organisation du bon

sens.


A- Généralités et définitions: I. Présentation :

Pour se développer et survivre, l’entreprise

doit vendre ses produits

Le client achète le produit si celui-ci

répond à un besoin et qu’il le satisfait

Ajuster le produit en fonction du besoin du client est un enjeu vital.

Client

Le client achète

le produit s'il

satisfait son

besoin Entreprise

Produit

L'analyse fonctionnelle est une méthode d'analyse

appliquée par les entreprises industrielles pour

Optimiser la conception ou la préconception de

produits en s’appuyant sur les fonctions que doit

réaliser le produit afin de satisfaire le besoin du

client

II. Historique :

Les premières méthodes assimilables à de l’AF ont été mises en pratique aux Etats Unis en 1947 chez (General Electric). La méthode APTE est développée dans les années 1960.

L’outil SADT est développé en 1977 et se généralise dans les années 1980.

III. Etapes de l’Analyse Fonctionnelle :

IV. L’Analyse Fonctionnelle (A.F.) en quelques questions

A qui s’adresse l’A.F. ? L’AF s’adresse aux concepteurs de produits.

Quand utiliser l’AF ? L’AF n’a de sens que si elle est menée au début d’un projet.

Pourquoi utiliser l’AF ? L’AF permet d’éviter certains pièges classiques de la

conception (aveuglement, manque d’objectivité, mauvaise gestion des priorités …)

B- Analyse fonctionnelle externe: Il s'agit d'une analyse qui part du besoin pour définir les fonctions attendues d'un produit. Lors de cette analyse, le produit n'existe pas encore, à fortiori aucune solution n'est envisagée. On se place du point de vue du client.

1- Le produit : histoire d'un besoin: 1.1- Le besoin

Dans la société d'aujourd'hui, les individus sont amenés à acheter des PRODUITS, pour réaliser un rêve, satisfaire une envie ou pour répondre à un BESOIN.

Dictionnaire : « ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ».

NF X 50-150 : « ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ».

Le besoin doit être exprimé (pas facile), il est souvent latent, suscité (société de consommation…), il peut être imposé (normes, lois…). L'analyse du besoin va permettre de caractériser le besoin, pour rédiger le cahier des charges fonctionnel

1.2- Le produit

Un produit est une réalisation de l'homme, il n’est pas le fruit de la nature : il a été imaginé et réalisé pour satisfaire un besoin de l'homme (exemple : une loi, un tableau, une voiture…). Un produit peut être :

- ………… - ……………… - ………………

2- Expression du besoin:

2.1- Besoin exprimé / Besoin Caractérisé: Le client rêve en dehors de toutes contraintes, les enquêtes, les prototypes, l’analyse de la concurrence permettent aux groupes « produits » d’exprimer le besoin du client potentiel : c'est le besoin ………............ Cette première étape est l’expression du besoin. L’analyse du besoin est une méthode qui contribue à la caractérisation du besoin c’est-à-dire la détermination de la grandeur mesurable qui va être modifiée par l’utilisation du produit : c'est le besoin …………………...

2.2- Graphe des prestations « bête à cornes » La méthode d'expression du besoin repose sur trois questions :

- A qui le produit rend-il service? ....................................................................................

- Dans quel but ?

…………………………………………………………… - Sur quoi le produit agit-il ?...................................................

Le graphe des prestations est le schéma normalisé de l'expression du besoin.


Le produit rend service au client en agissant sur la matière d'œuvre pour satisfaire le besoin.

La satisfaction du produit est générée par la modification de l’état d’une matière d’œuvre.

2.3- Examples :

Enoncer et valider le besoin relatif aux produits suivants.

Stylo

Chargeur de mobile

Tablette tactile


2.4- Caractérisation du besoin L'expression du besoin n'est pas suffisante, l'étape suivante est la caractérisation du besoin : il s'agit de qualifier et quantifier. La caractérisation précise les grandeurs mesurables liées à la matière d'œuvre. Qualifier : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Quantifier : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

La caractérisation permet la validation de la satisfaction du client. Le client sera supposé satisfait lorsque le phénomène physique aura atteint ou dépassé le seuil, le niveau. Exemple : Le Segway

Le Segway agit sur les déplacements de l'individu, les phénomènes physiques mesurables sont particulier la vitesse du déplacement, la distance possible (en autonomie)…


2.5- Validation du besoin Pour valider l'expression du besoin, il reste à poser trois questions complémentaires : Pourquoi ?

Pourquoi le produit existe-t-il ? Cette question permet de valider l’effet de l’utilisation du produit sur la matière d’œuvre. ………………………………………………………………..

Evoluer ?

Qu’est-ce qui pourrait faire évoluer le besoin ? Afin de valider la stabilité du besoin donc de la grandeur physique qui évolue lors de l’utilisation du produit. …………………………………………………………………………………………………….

Disparaître ?

Qu’est-ce qui pourrait faire disparaître le besoin ? Cette question permet de valider la pérennité du besoin. ………………………………………………………………………...

Conclusion : Le besoin est exprimé, caractérisé et validé, on parle de Prestation, il est

maintenant possible de procéder à l'analyse fonctionnelle du besoin.

3- Analyse fonctionnelle du besoin

3.1- Présentation L'analyse fonctionnelle du besoin, permet de caractériser les fonctions de service attendues et générées par l'usage du produit. On a vu que le besoin exprimé par le client est satisfait si lors de son utilisation le produit répond à ses attentes. Il s'agit donc d'étudier le produit en situation d'utilisation, dans un milieu environnant. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3.2- Phases et cycle de vie du produit Le cycle de vie d'un produit est défini par ses différentes phases d'utilisation. Le besoin (la prestation) est différent pour chaque phase, les éléments du milieu extérieur, et les fonctions de service changent également. Une phase se caractérise par la stabilité des fonctions de service.

3.3- Graphe des fonctions de service (ou des interacteurs) La définition des relations entre le produit et les éléments du milieu extérieur est généralement une « histoire » de spécialistes, qui « racontent » l'utilisation du produit, pour envisager toutes les interactions avec l'extérieur. On peut alors construire le graphe des interacteurs :


Les Eléments du Milieu Extérieur (EME) peuvent être de différente nature : ………… (relatif à des matériaux, au milieu ambiant…) ………… (relatif à l'ergonomie, au poids, à la maintenance…) ………….. (relatif à la source d'énergie…) Ils sont nommés afin de pouvoir être identifiés facilement

Les relations sont les fonctions de service du produit. Relations entre deux EME par l'intermédiaire du produit : ce sont les fonctions

principales ou fonctions d'usage. Elles satisfont le besoin, elles assurent la prestation. Relation entre un EME et le produit, ce sont des fonctions contraintes ou

fonctions d'adaptation. Elles caractérisent l'adaptation et l'action du produit à l'environnement ou les contraintes de l'environnement sur le produit. Les fonctions de services sont numérotées.

Bien que les relations ne soient pas orientées, on peut distinguer : les relations qui indiquent que le produit modifie l'état de l'EME


les relations qui indiquent que le produit est modifié par l'EME Ainsi par exemple :

FP : le produit permet à l'EME 1 de modifier l'état de l'EME 3 FC1 : le produit modifie l'état de l'EME 2 FC2 (FC3) : le produit est modifié par l'EME 4 (l'EME 5)

La formulation des fonctions de service est normalisée : un verbe ou un groupe verbal pour caractériser l'action, des compléments représentant les éléments du milieu extérieur concernés. Exemple : Le Segway

FS1 : Permettre au conducteur de se déplacer aisément sur la route (en ville). FS2 : Donner au conducteur une sensation de stabilité FS3 : Rester insensible aux perturbations provenant de la route FS4 : Rester manœuvrable dans la circulation FS5 : Etre peu encombrant FS6 : Contribuer au respect de l’environnement

3.4- Caractérisation des fonctions de service attendues

Comme pour le besoin, il faut maintenant caractériser les fonctions de service : Qualifier par des mots les critères de performance de l'action décrite par le verbe. Il

s'agit d'identifier la grandeur physique qui évolue, et de préciser le critère qui va permettre son évaluation.

Quantifier pour chaque critère le niveau de performance et les limites d'acceptabilité. La Norme (NF X 50-150)


Critère : caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une contrainte respectée.

Niveau : grandeur repérée sur une échelle adoptée pour un critère d'appréciation d'une fonction.

Flexibilité : ensemble d'indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de moduler le niveau recherché pour un critère d'appréciation.

Classe de flexibilité : indication littérale placée auprès d'un niveau d'un critère d'appréciation, permettant de préciser son degré de négociabilité ou d'impérativité.

Limites d'acceptation : niveau de critère d'appréciation au-delà duquel le besoin est jugé non satisfait.

Taux d'échange : rapport déclaré acceptable par le demandeur entre la variation du prix et la variation correspondante du niveau d'un critère d'appréciation.

Le tableau usuel : usuellement on précise la « Valeur » = « Niveau + Limite », pour un tableau simplifié.

Example: Le Segway

4- Conclusion : cahier des charges fonctionnel Le Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) représente l'ensemble des graphes des fonctions de service caractérisées, ainsi que les caractéristiques des Eléments du Milieu Extérieur, et ce pour chaque phase du produit, de la naissance jusqu'au recyclage.


5- Entreprise industrielle 1. Définition

Une entreprise industrielle est une entité qui permet de produire des biens ou des services pour réaliser des bénéfices.

2. Classification d’une entreprise industrielle 2.1 Types

Entreprise de production : Ce qui est produit est un bien matériel Entreprise de service : Ce qui est produit est un bien immatériel

2.2 Classification des entreprises PMI : Petite et Moyenne Industrie

PME : Petite et Moyenne Entreprise

2.3 Classification des productions

3. Strategies de production Les entreprises ont aujourd’hui {faire face {une concurrence mondiale importante. Elles sont

passées d’une stratégie de production quantitative (basée sur la production) à une stratégie

qualitative.


C- Analyse fonctionnelle interne:

1. Analyse fonctionnelle de produit 1.1. Définition …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1.2. Situation

1.3. Fonctions techniques Une fonction technique est une action interne au produit (entre ses constituants) choisie par le concepteur/réalisateur, pour assurer des fonctions de service. NF X50-150. Exemples de fonctions techniques :

- Convertir l’énergie électrique en énergie mécanique - Adapter l’énergie électrique - Réduire la vitesse - Guider en translation - Créer un flux d’air

2. Chercher les solutions Technologiques

L’outil FAST (Functional Analysis System Technique) .se présente sous forme d’un ‘’arbre’’ réalisant une décomposition d’une fonction de service en fonction technique « élémentaire » pour aboutir aux solutions technologiques. Sa conception est basée sur une technique interrogative: 1. Pourquoi cette fonction doit-elle être réalisée ? 2. Comment ?

3. Quand ?


3. Exemples

4. La méthode descendante 4.1 Définition L’outil SADT est un est un outil graphique de représentation qui permet de décomposer un produit de manière fonctionnelle, par niveaux successifs en allant du plus général vers le plus détaillé. 1. L’outil se présente sous la forme d’un ou plusieurs blocs organisés en niveaux. 2. Les diagrammes ainsi construits sont des actigrammes ou encore diagrammes d'activité.


4.2 Constitution d’un bloc fonctionnel SADT

a) Matière d’oeuvre La matière d’oeuvre (MO) est l’élément sur lequel agit le produit. Elle est classée en 3 grandes

catégories :

b) Valeur ajoutée La valeur ajoutée est tous ce que le produit apporte la matière d’oeuvre. Valeur ajoutée = Matières d’oeuvre. . . . . . . . . - Matières d’oeuvre. . . . . . . . . Il est possible de distinguer différentes catégories de valeurs ajoutées :

c) Données de contrôle Elles permettent de démarrer ou de modifier le fonctionnement du produit sur la matière

d’œuvre

.


5. Examples

Exemple 1 : Actigramme SADT (A-0) d’une imprimante.

Exemple 2 : Actigramme SADT (A-0) d’une voiture.

6. Système technique 1.6 Définition Un système technique est un ensemble de composants ou de constituants organisé en fonction d’un but {atteindre. Il opère sur des matières d’oeuvre pour les faire passer d’un état initial {un état final. 2.6 Types de systèmes techniques


7. Chaîne fonctionnelle 7.1 Définition La chaîne fonctionnelle est l’ensemble des constituants nécessaires pour réaliser une fonction de service. L’étude globale des systèmes conduit {distinguer 2 entités :

………………………………………………. : qui prélève l’information source, stocke, transforme et communique et de communiquer le résultat.

………………………………………………. : qui transforme l’énergie et permet d’agir sur le système physique selon les résultats de la chaîne d’information

7.2 Représentation de la chaînes fonctionnelle

7.3 Fonctions génériques de chaine d’information


7.4 Fonctions génériques de chaine d’énergie


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