Analyse fonctionnelle: tronc commun technologique

- 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.

Module 1:

L’ANALYSE FONCTIONNELLE

Compétences attenduesCompétences attendues

Le besoinLe besoin

Éléments du programmeÉléments du programme

* Notion d’exigence

* Notion de besoins: explicite,

implicite et latent.

Déf. Le besoin est une nécessité ou un désir éprouvé par un utilisateur. (NF X50-150)

Dans sa vie quotidienne l’Homme éprouve un ensemble de besoins à satisfaire qui sont de différentes natures:

Les besoins primaires: sont ceux qui sont indispensables à la vie tels que la nourriture, l’habillement,… .

Les besoins secondaires: c’est ce qui est nécessaire, mais non indispensable à la survie tels que la lecture, les loisirs… .

Les besoins tertiaires: sont ceux qui comprennent le superflu tels que les gadgets, les futilités…

Notion de besoin

Du point de vue de l’entreprise le besoin peut être :

* explicite: besoins exprimés clairement par le client par le biais d’un document généralement un cahier des charges. ;

* implicite: besoins que le client ressent parfaitement mais qui ne sont pas exprimés, soit parce qu’ils font partie de ses droits

communément admis, soit qu’ils sont difficilement exprimables ;

Le besoin est soit saisi par le service ‘’marketing’’ de l’entreprise par le biais d’une étude de marché soit exprimé directement par le client lui-même.

Déf. L’exigence est un besoin ou une attente pouvant être formulés, habituellement implicites, ou imposés.

ISO 9000 : 2000

Il est essentiel que les exigences reflètent complètement les besoins explicites ou implicites du client.

Le terme exigence couvre aussi bien les exigences du marché (clients) que celles qui sont internes à l’entreprise et réglementaires.

Notion d’exigence

* latent: besoins potentiels non encore détectés et auxquels on n’a pas encore de réponse

Dans tous ces cas, il constitue le besoin à satisfaire et pour lequel l’utilisateur est prêt à fournir un effort (contrepartie monétaire).

Cycle de vie d’un produitCycle de vie d’un produit


* Types de produits

* Cycle de vie.

Types de produitsUn produit n’existe que pour satisfaire un besoin côté utilisateur et pour assurer la pérennité côté entreprise. Ceci impose qu’il réponde à un besoin réel et clairement défini. Ainsi l’identification et l’expression du besoin doivent être faites de manière claire.

Déf. Le produit est le résultat d‘un processus. ISO9000 : 2000

Le produit peut être : un matériel

existant (aspirateur,…)

ou

nouveau (baladeur MP3 en 2002),

simple (assiette,…)

ou

complexe (centrale téléphonique,…)

de série (voiture,…)

ou

unique (toile plastique,…).

Comme il peut être: un software

logiciellogiciel dictionnairedictionnaire

En français il n’existe pas de terme traduisant le concept contenu dans le terme anglais ‘’software’’. Le terme logiciel traduit le terme anglais composé ‘’computer software’’.

Ou : un service

poste,

Documents administratifs,...

un service est le résultat d’au moins une activité nécessairement réalisée entre le fournisseur et le client et est généralement immatériel.

hôpital,

Ces étapes déterminent ce que l’on appelle cycle de vie d’un produit

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 ;

Cycle de vie

étape 1: Analyse du besoinL’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).

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.

étape 6: homologationc’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 8: commercialisationTrois grandes opérations forment cette étape à savoir:

* l’emballage;

* la distribution et la vente;

* le marketing.

étape 7: productionLe 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 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: éliminationL’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.

Entreprise industrielleEntreprise industrielle


* Structure;

* Fonctions internes;

* Contraintes économiques.

Une entreprise industrielle est une entité qui a pour mission de produire des biens et pour finalité l’obtention de profit à travers la réalisation des bénéfices.

Structure

Les entreprises industrielles sont organisées selon un organigramme qui prend en compte la répartition adéquate des tâches entre ses différents départements et services. Cet organigramme varie énormément en passant d’une entreprise classée PME à une filiale de multinationale par exemple.

Elle répond au besoin social qui forme l’ensemble des besoins dont la satisfaction est considérée par les membres d’une collectivité donnée comme indispensable pour assurer un niveau et un style de vie adapté au niveau de développement et au statut du groupe.

En général on peut distinguer dans une entreprise industrielle:

1- Les services transversaux

Ce sont les services non liés directement au produit mais indispensables au bon fonctionnement d’une entreprise. Ils sont en relation avec tous les autres services. Il s’agit des services suivants:

a- les services de management:

* Administration : direction, secrétariat ,

* Comptabilité : générale, analytique.

b- les services de support:

* Gestion: du patrimoine, financière, des ressources humaines;

2- Les services de réalisation

* Marketing (étude du marché) : recherche des besoins, évolution des exigences par rapport à un besoin, dénomination des produits;

* Conception: recherche, étude, développement;

* Production : industrialisation, fabrication;

* Commercialisation (interne à l’entreprise) : promotion, publicité, vente, service après vente;

* Distribution (externe à l’entreprise) : promotion, publicité, vente, service après vente.

Exemple d’organigramme

Direction administrative

Direction financière

Direction technique

Direction commerciale

Bureau d’étude

Bureau de méthodes

Service de production

Service de conditionnement et de stockage

Direction Qualité

Service des achats

Service de la publicité

Service des ventes

Service Après-vente

Direction générale

L’entreprise est comme un ensemble hiérarchisé de fonctions. Elle se caractérise en effet par tout un réseau à la fois hiérarchique et technique qui règle son fonctionnement.

Au départ se trouve une fonction qui dirige toute les autres, c'est la fonction de direction.

L’ensemble hiérarchisé peut être synthétisé selon une multitude de classifications. La classification ci-dessous en est un exemple:

Fonctions internes

FONCTION DIRECTIONFONCTION DIRECTION

FONCTION FONCTION ADMINISTRATIVEADMINISTRATIVE

FONCTION FONCTION FINANCIEREFINANCIERE

FONCTION FONCTION MARKETINGMARKETING

Vision, stratégie, politique, management de la qualité…

FONCTION FONCTION ORGANISATIONORGANISATION

FONCTION TECHNIQUEFONCTION TECHNIQUE

Gestion des ressources et organisation des moyens logistiques…

Gestion des ressources financières…

Gestion des ressources humaines, gestion de l’information…

Stratégie commerciale, étude de marché…

FONCTION FONCTION COMMERCIALECOMMERCIALE

politique de vente, gestion des stocks…

Conception, planification, production, contrôle

comm

unicationcom

munication

Contraintes économiquesOn distingue différentes sortes de biens économiques, en particulier les biens de production et de consommation.

Les biens de production sont des biens permettant de produire d’autres biens ( par exemple les machines-outils).

Les biens de consommation (finale) sont destinés à l‘usage direct des individus qui en tirent une satisfaction immédiate. ces biens se divisent généralement en:

* biens durables dont la consommation s’étend sur une période assez longue: frigidaires, voitures, machines à laver, téléviseurs…;* biens non durables qui sont détruits immédiatement dans l’acte d’utilisation: l’huile, le pain, la confiture, …;* biens semi-durables sont ceux qui se dégradent par une utilisation régulière à une vitesse moyenne : les vêtements….

Selon la nature des biens économiques qu’elle produit, une entreprise se trouve face à un nombre plus ou moins important d’entreprises à activité similaire. Ceci induit la nécessité de la part de l’entreprise de fournir davantage d’efforts dans le domaine de la qualité pour pouvoir tailler sa place sur le marché et la maintenir.

Toute entreprise en général et industrielle en particulier est confrontée, donc, à la concurrence. Ainsi pour pouvoir survivre face aux défis du marché, elle doit tenir compte d’un certain nombre de facteurs influençant la qualité de ses produits notamment:

+ optimiser la gestion des ressources humaines;

+ minimiser les charges directes et indirectes;

+ rechercher les solutions optimales en vue d’offrir des produits conformes aux besoins du client.

Contraintes économiques

Réponse au besoinRéponse au besoin


* Finalité d’un produit;

* Qualité du produit: conformité,

sûreté de fonctionnement, délai, coût.

Produit

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 ?

Dans quel but le produit existe-il ?

Réponse au besoin

Exemple: Aspirateur ménager

À qui le produit rend-il service ?

utilisateur poussières

Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets.

Sur quoi le produit agit-il ?

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.

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 ?1- Pourquoi ce besoin existe-il ?- but ?- but ?- raison ?- raison ?

2- Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ou le faire évoluer ?2- Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ou le faire évoluer ?

3- conclusion3- conclusion

si la réponse à ces 2 questions est positive on dit que le besoin est si la réponse à ces 2 questions est positive on dit que le besoin est validé. validé.

Exemple: Aspirateur ménager1- Pourquoi ce besoin existe-il ?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 ?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- conclusion3- conclusion

Le besoin à satisfaire est donc validé.

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 qualité est l’aptitude d'un ensemble de caractéristiques intrinsèques à satisfaire des exigences. ISO 9000: 2000

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

Qualité du produit

il ne faut pas confondre coût et prix :

Coût = prix - bénéfice

Déf. Le coût est la charge ou la dépense supportée par un intervenant.

Déf. Le prix est l’équivalent monétaire d’un produit lors d’une transaction commerciale.

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.

ProcessusProcessus


* Définition

* entrées/sorties

* ressources, activités et valeur ajoutée.

chaîne de montage de moto-cycles,...

Processus

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.

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.

Le concepteur a souvent le choix entre deux ou plusieurs solutions constructives qui diffèrent par la manière de procéder pour réaliser une tâche donnée.

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;…

Exemple de processus Exemple de processus industriel de industriel de

conditionnement de conditionnement de l’huile moteur en barilsl’huile moteur en barils

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…

Déf. La matière d’œuvre est l’élément de l’environnement physique ou humain sur lequel le processus agit.

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

Un système est un ensemble d’éléments formant un tout structuré satisfaisant un ou plusieurs besoins cohérents.

Système

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

bicyclette

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.

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.

porte

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.

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.

motocycle

Portail

à commande électrique

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,…

L’analyse fonctionnelleL’analyse fonctionnelleÉléments du programmeÉléments 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.

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’analyse fonctionnelle du besoin

L’ordonnancement vise à classer les fonctions de service de manière logique et permettant d’identifier les relations d’interdépendance entre elles.

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.

Les fonctions sont les actions d’un produit ou de l’un des ses constituants exprimées exclusivement en terme de finalités

La formulation de la fonction doit être indépendante des solutions susceptibles de la réaliserEx. : ‘’nettoyer les vêtements’’ exprime la fonction de service mieux que ‘’laver les vêtements’’ qui fait allusion à la solution technologique.

Les fonctions de service

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

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

Fonction de service:

* 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,…

Les fonctions de service peuvent selon leur nature se classer suivants deux possibilités :

11èreère possibilité possibilité

On distingue:

22èmeème possibilité possibilité

On distingue:

Les fonctions Les fonctions d’usaged’usage

Les fonctions Les fonctions d’estimed’estime

Les fonctions Les fonctions principalesprincipales

Les fonctions Les fonctions contraintescontraintes

* 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 .

Il faut souvent accomplir plusieurs fonctions de service pour répondre à un besoin.

Ex. : en choix de l’acier inoxydable pour la réalisation d’une pièce mécanique destinée à être utilisée dans un milieu corrosif.

Déf. La contrainte est une limitation à la liberté de choix du concepteur/réalisateur d’un produit. NF X50-150

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.

Recherche des fonctions de service

La première étape dans l’AF consiste en la délimitation des éléments formant l’environnement du produit et qui sont en interaction avec lui.

Les fonctions de service du produit représentent les relations que ce dernier entretient avec les éléments de son environnement humain, physique et informationnel.

Produit

É.Env. 1

É.Env. 2

É.Env. 6

É.Env. 5

É.Env. 3

É.Env. 4

FP1 FP2

FC1FC2

FC3

Structure du diagramme des

interactions

FC : Interaction entre le produit

et le milieu extérieur

FP : Le produit met en relation

2 éléments extérieursÉ.Env. : élément de l’environnement

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.

Exemple: Aspirateur ménager

Aspirateur

utilisateur

objets esthétique

énergie

poussièresFP1

FC1FC2

diagramme des interactions

FC3

FP1FP1Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets.Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets.FC1FC1S’adapter aux formes spécifiques des objets.S’adapter aux formes spécifiques des objets.FC2FC2Fonctionner sous la tension secteur.Fonctionner sous la tension secteur.FC3FC3Avoir un aspect et une couleur qui s’adaptent au décor environnant.Avoir un aspect et une couleur qui s’adaptent au décor environnant.FC4FC4Être facilement transportableÊtre facilement transportable

Liste des fonctions

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.

FC4

Critères d’appréciation

Déf. 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

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 poids de l’aspirateur en phase d’utilisation est un critère d’appréciation de la fonction contrainte ‘’être facilement transportable’’.

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.

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.

Flexibilité

la tolérance liée à la valeur nominale du niveau fait partie intégrante de ce niveau. Il ne faut pas la confondre avec la flexibilité.

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;

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.

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

LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL

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.

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.

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…

3ème partie

Un appel à variantes

Cette partie demande et fixe des limites à l’étude ou à

d’autres solutions possibles.

4ème partie Un cadre de réponse

Il est destiné à simplifier et à codifier la façon de répondre.

les 3ème et 4ème parties ne sont traitées que dans certains cas.

Selon la norme NF X 50-151, le CdCF se compose de quatre parties.

Extrait du cahier des charges fonctionnel de l’aspirateur ménager

Fonction Fonction CritèreCritèreNiveauNiveauFlexibilitéFlexibilitéPermettre à l’utilisateur Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les d’enlever la poussière sur les objets.objets.

depressiondepression- 2 bar min- 2 bar min

Être facilement Être facilement transportabletransportablePoids (masse)Poids (masse)3 kg3 kg± 0.5 kg± 0.5 kg

Fonctionner sous la tension Fonctionner sous la tension secteur.secteur.

Tension Tension d’alimentatiod’alimentationn

220V, 50Hz220V, 50Hz± 5 %± 5 %

S’adapter aux formes S’adapter aux formes spécifiques des objets..spécifiques des objets..

Forme 1Forme 1

Forme 2Forme 2

Forme 3Forme 3

250*80 mm250*80 mm

Ø 20mmØ 20mm

20*10mm20*10mm

F1F1

F1F1

F1F1

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.

Organisation interne du produit

Fonctions techniques

Une fonction technique répond à un besoin technique du concepteur/réalisateur. Elle n’intéresse pas l’utilisateur final du produit voire il l’ignore.

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

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.

* …

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 ?

Le FAST

FONCTION Comment ?Pourquoi ?

Quand ?

Quand ?

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.

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

Créer un flux d’air

dépoussiérer

Éliminer la poussière

Le FAST descriptif d’un aspirateur ménager (produit existant)

Pourquoi ? comment ?

Quand ?

Quand ?

Enlever la poussière du local.

Aspirer la poussière

Séparer la poussière

Evacuer la poussière


Source de courant

Nettoyer un local

Filtrer la poussière

Stocker la poussière

Sec ou réservoir


filtre

Fonction de service Fonctions techniques Solutions constructives

Chaînes de fonctionsChaînes de fonctionsLa 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.

Ordres

Acquérir Traiter Communiquer

Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Agir

CHAÎNE D’INFORMATION

CHAÎNE D’ENERGIE

Représentation des chaînes d’énergie et d’information:

Grandeurs physiques,

consignes

messages

informations

énergie

Alimenter Distribuer Convertir Transmettre

la chaîne d’énergie :la chaîne d’énergie :Fonctions génériques, flux d’énergie et composantsFonctions génériques, flux d’énergie et composants

- 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

Énergie disponible pour agir sur

l’effecteurÉnergie mécanique, énergie

thermique,...

Ordres, messages

Énergie électrique,

hydraulique, pneumatique.

Source d’énergi

eÉnergie adaptée

Acquérir Traiter Communiquer

la chaîne d’information :la chaîne d’information :Fonctions génériques et flux d’information et composantsFonctions génériques et flux d’information et composants

- 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

Ordres,Messages.

Informations traitées

Images informationnellesGrandeurs

physiques et consignes

La fonction générique: 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…

Capteurs, détecteurs Clavier, scanner


Communiquer

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.


Communiquer

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.

La fonction générique: 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.


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.


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.


TransmettreTransmettre 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.)…

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.

Le SADT

Fonction globaleFonction globale

A-0A-0

A0A0

A3A3

A32A32

33

3232

2211

3131

33333434

323323322322

321321

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.

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.

FONCTION

GLOBALEMatière d’œuvre

à l’état finalMatière d’œuvre

à l’état initial

Système assurant la fonction globale

ÉnergieConsignes

informationsA-0

Exemple:

Enlever la poussière d’objets

domestiques

Objets sans poussières

Poussière sur objets

Aspirateur ménager

Énergie électrique

Seuil de t° moteur

Niveau de remplissage du sac

A-0

Niveau global A-0

Fonction globaleA0

Fonction 1 A1

Fonction 2 A2

énergie

M.O. initiale

M.O. finale

consignes Informations de contrôle

système

Fonction 3 A3

Fonction 3 A4

Créer une aspiration locale

A1

Séparer

la poussièreA2

Niveau global A-0

Enlever la poussière d’objets

domestiques A0

énergie

Poussières sur objets

Information sac plein

consignes Informations de contrôle

aspirateur

Unité Moteur/turbine

filtre

Objets sans poussières

Poussières sur objets Poussières

dans le sac

Air à la pression atmosphérique

Sac pleinSac plein

Actigramme A1 : créer une aspiration locale

Créer une

aspiration locale A1

T° moteur

consignesInformations de contrôle

Unité Moteur/turbine

alimenter en énergieélectrique A11

filtre

Énergie électrique



Flux d’air et poussières

Convertir l’énergieélect. en énergie mécanique

A12

Créer une depression

A13



énergie

Cordon Cordon d’alimentationd’alimentation

moteurmoteur

turbineturbine

Actigramme A2 : Séparer la poussière

Séparer

la poussière A2

énergie


Information sac plein

réglagesInformations de contrôle

filtre

Objets sans poussière

Filtrer l’air

A21

filtre


Évacuer l’air filtré

A22Stocker les poussières

A23

orifice

sac

Poussières dans le sac

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.

Démarche de projet

PhasesPhasesObjectifs Objectifs résultats résultats Activités Activités Ressources Ressources PlanningPlanningCritères de Critères de vérification vérification

PlanificatioPlanificationn

analyser le analyser le besoin besoin Établir le CdCFÉtablir le CdCFConcevoirConcevoirDéfinir Définir Planifier le Planifier le processus de processus de productionproductionhomologuer homologuer

CdCF CdCF Dessin Dessin d’ensembled’ensembleDessins de Dessins de définitiondéfinitionDossier de Dossier de fabricationfabricationprototypeprototypeDossier Dossier d’homologationd’homologation

étude du marchéétude du marché élaboration du CdCfélaboration du CdCf recherche et recherche et simulation des solutionssimulation des solutionsÉlaboration des Élaboration des dossiersdossiers réalisation des essaisréalisation des essais production de production de prototypesprototypes

financièresfinancières matériellesmatérielles humaineshumaines méthodologiqueméthodologiquess

début des début des tâchestâches fin des tâchesfin des tâches durée des durée des tâchestâches ordonnancemenordonnancement des tâchest des tâches diagrammes diagrammes Gantt, Pert,…Gantt, Pert,…

conformité avec le conformité avec le cahier des charges cahier des charges fonctionnelfonctionnel respect des respect des normes et normes et règlements règlements

ProductionProductionProduireProduire commercialisercommercialiser

ProduitProduit marchémarché

Gérer la productionGérer la production contrôler le produitcontrôler le produit distribuer et vendredistribuer et vendre



Conformité aux Conformité aux dessins de définitiondessins de définitionRespect des Respect des normes de normes de production production

UtilisationUtilisation mettre en mettre en serviceservice consommerconsommer évaluer le évaluer le produitproduit

bon bon fonctionnementfonctionnement données sur le données sur le comportement du comportement du produitproduit

exploiter le produit exploiter le produit consommer le produitconsommer le produit suivi et évaluationsuivi et évaluation



Satisfaction des Satisfaction des besoins de besoins de l’utilisateur l’utilisateur

Élimination Élimination éliminer le éliminer le produitproduit préserver préserver l’environnementl’environnement

Produit Produit transformétransformé

destructiondestruction recyclage recyclage stockagestockage



Respect des Respect des normes de normes de l’environnementl’environnement

Education

Analyse fonctionnelle: tronc commun technologique