Stéphane Brunel MCU 61 Ingénierie industrielle M1 PE 1

Stéphane Brunel MCU 61

Ingénierie industrielleM1 PE

1

Film sur L’A380Qu’est ce qu’un processus industrielLes systèmes industriels et l’approche systémique2 démarches : 2 modèles

La démarche scientifiques analyse et commentairesLa démarche de projet industriel Analyse et commentaires

Le monde des animauxDes mots pour aiderPour aller plus loin … pas trop quand même.

Ingénierie industrielleApproche macroscopique

Ingénierie industrielleApproche macroscopique

2

A 380 A 380

3

Processus industriel simplifiéProcessus industriel simplifié

PrototypagePrototypage

IndustrialisationIndustrialisation

Mise en ProductionMise en Production

VenteVente

4

Un système est un ensemble d'éléments interagissant entre eux selon certains principes ou règles. Un système est déterminé par :

1.la nature de ses éléments constitutifs ;2.les interactions entre ces derniers ;3.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.

Le système … Tu me tapes sur le … Descartes.Le système … Tu me tapes sur le … Descartes.

Systemic approach 5

Approche systémiqueEn Développement Durable

Approche systémiqueEn Développement Durable

Espace Social

Equitable

DurableVivable Viable

EspaceEnvironnemental

EspaceEconomique

L'économie cognitiveBernard Walliser

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Artefact Initial

Observations

Formulation d’une question

RecherchesUtilisation de documents

Connaissances personnellesDe banques de données

Observations

Résolution par la démarche expérimentale

Formulation d’hypothèses

Formulation d’hypothèses

Recherche des implications

Construction du protocole

Expérimentation

Conclusion et

Validation de l’hypothèse

Formulation de la réponseDiagramme / Schéma / Compte rendu / Graphique

Modélisation

Synoptique d’une démarche d’investigation Synoptique d’une démarche d’investigation

7

État de l’artBesoin identifié

Définition du besoin-faisabilité-spécification des taches

Phase initiale

Conceptualisation-analyse fonctionnelle-exigences contraintesSynthèse préliminaire

Phase créativeEsquisses de solutions

Avant-projet-analyse de la valeur-Cdcf-Spécifications du produit

Pré développement étude de solutions

Projet-études détaillées-Essais destructifs et non destructifs, prototypes-dessins

DéveloppementÉtude approfondie de la

solution choisie

Une démarche de Projet industriel Une démarche de Projet industriel

8

Production- étude de process- assurance qualité- fabrication / assemblage- contrôles

Industrialisation

Conditionnement Stockage et TransportLogistique

Distribution, mise en serviceVente

Utilisation Maintenancefiabilité

Après - vente

Traitement des déchetsProposition de parcoursRecyclage


9

État de l’artBesoin identifié

Définition du besoin-faisabilité-spécification des taches

Phase initiale


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Pyramide de MasslowPyramide de Masslow

Besoin physiologiqueBesoin physiologique

Besoin de SécuritéBesoin de Sécurité

Besoin d’appartenanceBesoin d’appartenance

Besoin d’estimeBesoin d’estime

Besoin d’accomplissement

Besoin d’accomplissement

11

Recenser

Caractériser

Ordonner

Hiérarchiser

Valoriser

Les fonctions du produit

Méthode APTE

Méthode SADT

FAST

Le monde des animauxLe monde des animaux

12

A qui rend t-il service ? Sur quoi

agit-il ?

Produit …

Enoncé du concept - produitEnoncé du concept - produit

Méthode APTE - Bête à cornes Méthode APTE - Bête à cornes

13

Produit étudié

4

53

1 2

FP

FC1

FC2 FC3

Fonctions contraintes ou complémentaires

Fonction Principale

Méthode APTE - La pieuvreMéthode APTE - La pieuvre

14

Hiérarchisation des fonctions

%FP FP 2 FP 3 FP 3 FP 2 10 47,6FC1 FC1 2 FC3 1 FC1 3 5 23,8FC2 FC2 3 FC4 1 3 14,3FC3 FC4 1 1 4,8FC4 2 9,5

21 100,0

FC1 FC2 FC3 FC4

Méthode APTE - Analyse fonctionnelleMéthode APTE - Analyse fonctionnelle

15

Recenser

Caractériser

Ordonner

Hiérarchiser

Valoriser

Les fonctions du produit

Méthode APTE

Méthode SADT

FAST

Le monde des animauxLe monde des animaux

16

Espace temps égalOU

Espace temps égalET

Pourquoi CommentQ

uan

d

Méthode FAST Méthode FAST

Nettoyer un local

Nettoyer un local

Enlever la poussière du local

Enlever la poussière du local

Laver le local

Laver le local

Aspirer la poussièreAspirer la poussière

Créer un flux d’airCréer un flux d’air

Source de courant

Source de courant

Séparer la poussière

de l’air

Séparer la poussière

de l’air

Filtrer l’air restitué

Filtrer l’air restitué

Atmosphère environnantAtmosphère environnant

Indiquer le niveau de

remplissage

Indiquer le niveau de

remplissage

Stocker la poussièreStocker la poussière

Oeil de l’opérateur

Oeil de l’opérateur

PoubellePoubelleEvacuer la poussièreEvacuer la poussière

Extérieur au produitAnalyse fonctionnelle

externe au produit

Intérieur au produitAnalyse fonctionnelle interne au produit

Fonction de service

Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3Elément du milieu environnant

Fonction techniques 17

Extérieur au produitAnalyse fonctionnelle

externe au produit

De l’énergie ou de l’informationDe l’énergie ou de l’information

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Dans tout système mécatronique apparaît une chaîne d’énergie et une chaîne d’information

AlimenterAlimenter DistribuerDistribuer ConvertirConvertir Transmettre

Transmettre

Source d’énergieSource

d’énergie

Energie électrique

hydraulique pneumatique

Energie électrique

hydraulique pneumatique

Ordres et messagesOrdres et messages

Energie Mécanique

Energie Mécanique

Energie disponible pour l’action

demandée par le cahier des charges

Energie disponible pour l’action

demandée par le cahier des charges

Chaine d’énergie Chaine d’énergie

Prise réseauRaccord Réseau

PileBatterie

Accumulateur

Prise réseauRaccord Réseau

PileBatterie

Accumulateur

ContacteurRelais

VariateurDistributeurRégulateur

ContacteurRelais

VariateurDistributeurRégulateur

Machine asynchrone

Machine SynchroneMachine à courant

continueMachine thermique

vérin

Machine asynchrone

Machine SynchroneMachine à courant

continueMachine thermique

vérin

Assemblage démontable

Guidage en rotationAccouplement,

embrayage limiteur freinPoulie courroie,

engrenage vis écrou

transformateur plan réducteur multiplicateur

Assemblage démontable

Guidage en rotationAccouplement,

embrayage limiteur freinPoulie courroie,

engrenage vis écrou

transformateur plan réducteur multiplicateur

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Chaine d’information Chaine d’information

AcquérirAcquérir TraiterTraiter CommuniquerCommuniquer

Grandeurs physiquesconsignes

Grandeurs physiquesconsignes

Images informationnelles

utilisables

Images informationnelles

utilisablesInformations

traitéesInformations

traitéesOrdres,

messagesOrdres,

messages

Capteur TORCapteur analogiqueCapteur numériquesInterface H/MSystèmes numériques d’acquisition de données

Capteur TORCapteur analogiqueCapteur numériquesInterface H/MSystèmes numériques d’acquisition de données

Matériels :Automates programmablesOrdinateursMicrocontrôleursModules logiques programmablesCircuits de commandes câblés

Logiciels : Ateliers logicielsEditeurs de modèles de

commande avec générateur de codesLogiciel de développement rapide permettant la mise ne œuvre de composants logiciels réutilisables

sur microcontrôleurs

Matériels :Automates programmablesOrdinateursMicrocontrôleursModules logiques programmablesCircuits de commandes câblés

Logiciels : Ateliers logicielsEditeurs de modèles de

commande avec générateur de codesLogiciel de développement rapide permettant la mise ne œuvre de composants logiciels réutilisables

sur microcontrôleurs

Commandes TORInterfaces H/MLiaisons utilisant le mode de transmission parallèleRéseau EthernetBus capteur/actionneurs

Commandes TORInterfaces H/MLiaisons utilisant le mode de transmission parallèleRéseau EthernetBus capteur/actionneurs

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Couplage : Chaine d’information – Chaine d’énergie Couplage : Chaine d’information – Chaine d’énergie


Transmettre

Energie d’entréeEnergie d’entrée

ActionAction


Informations destinées à d’autres systèmes et aux interfaces H/M

Informations destinées à d’autres systèmes et aux interfaces H/M

OrdreOrdre

ConsignesConsignes

Grandeurs physiques à

acquérir

Grandeurs physiques à

acquérir

Chaine d’information

Chaine d’énergie

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Cas d’application pompage d’eau par énergie éolienneCas d’application pompage d’eau par énergie éolienne

22

Cas d’application pompage d’eau par énergie éolienneCas 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 TOR23

Cas d’applicationCas d’application

24


Transmettre

Extraire de l’eauExtraire de l’eau


Energie éolienneEnergie éolienne

AnémomètreGirouette

AnémomètreGirouette


Chaine d’énergie

MicroprocesseurMicroprocesseur CâblesCommande TOR

CâblesCommande TOR

AérogénérateurAérogénérateur VariateurVariateur Moteur asynchrone

Moteur asynchrone

Pompe centrifuge

Pompe centrifuge

Cas d’application pompage d’eau par énergie solaireCas d’application pompage d’eau par énergie solaire

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La chaine énergie est composée de :Panneaux solaires : ils fournissent EE continue en fonction de l’ensoleillementRendement 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 26


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Transmettre

Extraire de l’eauExtraire de l’eau

TraiterTraiter CommuniquerCommuniquer

Energie solaireEnergie solaire


Chaine d’énergie

MicroprocesseurMicroprocesseur CâblesCâbles

Panneau solairePanneau solaire OnduleurOnduleur Moteur asynchrone

Moteur asynchrone

Pompe centrifuge

Pompe centrifuge

Analyse du besoinAnalyse fonctionnelle externe

Formulation du besoin

Affinement du besoin

1 ère ébauche du CDCF

2 ème ébauche du CDCF

Rédaction définitive du CDCF

Spécifications techniques du produit

Des modifications

sont-elles nécessaires ?

oui

Étude de faisabilité

Est-ce faisable ?oui non

ArrêtRepartir sur

d’autres bases

Analyse fonctionnelle interne

Études de pré-développement

Développement

Industrialisation

…

Réaliser par le demandeur Réaliser par le concepteur réalisateur

Cahier des Charges FonctionnelCahier des Charges Fonctionnel

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29

Des outils pour k’on sait ce K’on fé avec Ki …Des outils pour k’on sait ce K’on fé avec Ki …

Documents

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