I- PRÉSENTATION : 1.1- Définition : Remarque : Une fonction est formulée par un verbe à l infinitif suivi d un complément.

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1 I- PRÉSENTATION : L analyse fonctionnelle s applique à la création ou à l amélioration d un produit. Elle est la base de l établissement du Cahier des Charges Fonctionnelles. D après la norme AFNOR NF X , l'analyse fonctionnelle est une démarche qui décrit complètement les fonctions externes et internes et leurs relations avec le produit. Elle consiste à recenser, caractériser, ordonner, hiérarchiser et valoriser les fonctions du produit attendues par l utilisateur. - Recenser : c'est déterminer et identifier les fonctions du produit. - Caractériser : c'est énoncer les critères d'appréciation, les niveaux et la flexibilité de ces fonction. - Ordonner : c'est classifier les fonctions en fonction de services et en fonction techniques. - Hiérarchiser : c'est évaluer l'ordre d'importance retenues. - Valoriser : c'est attribuer à chaque fonction un poids ou une valeur liée à son importance Définition : Le produit : Ce qui est fourni à l utilisateur pour répondre à un besoin. Le besoin : C est le désir, ou la nécessité éprouvé par un utilisateur. Exemple : Besoin auquel répond une voiture propre - La nécessité de préserver les ressources énergétiques et l environnement a changé nos habitudes de conduite et a fait naître de nouveaux besoins. - La demande est croissante pour des véhicules plus économes et moins polluants. Graphe bête à cornes lié au besoin voiture propre - Le but exprime le service que doit rendre le produit à l utilisateur sans évoquer de solution. - Le terme se déplacer en utilisant l énergie électrique par exemple, ne convient pas, car il enferme à l avance dans un choix limité de solutions technologiques Le CdCF : Le Cahier des Charges Fonctionnel est un document par lequel le demandeur exprime son besoin en termes de fonctions de service. Il est avant tout, le document contractuel entre le demandeur et le bureau d études. L analyse fonctionnelle décompose le produit pour distinguer : Les fonctions de service (FS) qui permettent de répondre au besoin. Les fonctions techniques (FT) qui permettent d assurer les fonctions de services. Remarque : Une fonction est formulée par un verbe à l infinitif suivi d un complément. 2

2 1.2- Démarche de projet : La démarche de projet consiste à concevoir, innover, créer et réaliser un produit à partir d'un besoin, pour satisfaire l'utilisateur. A chaque phase on peut associer un outil d expression de l analyse fonctionnelle. Un produit est le résultat d'une activité. Il peut être : - Un matériel existant ou à venir (objet, liquide, gaz) ; - Une information ; - Une énergie ; - Un service (ne fournit pas directement de biens concrets) ; - Un processus administratif ou industriel (enchaînement de tâches aboutissant à un résultat déterminé). Un produit peut être unitaire (fabriqué à l'unité) ou de série (fabriqué en grand nombre). Un produit peut être simple (constitué d'un petit nombre d'éléments organisés de manière claire) ou complexe. Exemple : Exemple de produit Matériel Information Énergie Service Processus Automobile Système de navigation Moteur électrique Hôpital Assemblage des voitures Toile de peinture Affichage de résultats Accumulateur Administration Préparation des flacons 3

3 1.3- Chronologie du cycle de vie d un produit : Le cycle de vie est l'ensemble de toutes les phases de l'existence d'un produit, de sa naissance à sa disparition. Ce cycle de vie se compose de 10 étapes qui sont : II- DIAGRAMMES DE L : 2.1- Diagramme bête à cornes : Ce graphe ''bête à cornes'' permet d'exprimer clairement le besoin en répondant à trois questions : Questions Réponses (à détailler) À qui le produit rend-il service? Au client (Préciser) Sur qui (quoi) le produit agit-il? Sur la matière d ouvre (Préciser) Dans quel but? (pourquoi faire?) Pour satisfaire le besoin (Préciser) Le système (Produit) agit sur la matière d œuvre en lui apportant une Valeur ajoutée et satisfait ainsi le besoin exprimé par l utilisateur. Remarque : Les réponses à ces trois questions aboutissent à un énoncé du besoin, qui doit être rédigé de la façon suivante : Le produit rend service au client en agissant sur la matière d œuvre pour satisfaire le besoin du client 4

4 2.2- Diagramme pieuvre : (diagramme des interactions) Ce diagramme établit les relations entre le produit et son environnement, ce sont des Fonctions de Services (FS) qui se classent en deux : Classement par Importance : - Fonctions Principales (FP) justifient la création du produit, et qui sont en relation entre deux ou plusieurs composantes du milieu environnement par l'intermédiaire du produit. - Fonctions Contraintes (FC) limitent la liberté du concepteur, qui sont des relations directes entre le produit et un élément du milieu extérieur. Classement par nature : - les fonctions d'usage (FU) liées à l'utilisation du produit ; - les fonctions d'estimes (FE) qui ont un impact affectif sur l'utilisateur (esthétique, Couleur...). Exemple : Quelles sont les relations d'une automobile avec son environnement? On se place en situation normale d'utilisation (situation de roulage). Diagramme pieuvre d une automobile 2.3- Diagramme FAST : Le FAST permet de traduire chaque fonction de service en fonction(s) technique(s) puis la matérialise en solution(s) constructive(s). Le FAST se construit de gauche à droite, dans une logique du pourquoi au comment. - Grâce à sa culture technique et scientifique, l'ingénieur développe les fonctions de services du produit en fonctions techniques. Il choisit des solutions pour construire finalement le produit. - De la droite vers la gauche, la lecture du FAST permet de retrouver les fonctions qu'assure une solution. - Les liaisons entre les constituants du FAST peuvent être des liens de type ''ET'' ou ''OU''. Exemple : FAST partiel d'un aspirateur : (de la fonction Nettoyer un local) 5

5 2.4- Diagramme d activité : Le diagramme d activité ou actigramme est particulièrement adapté à la description des produits complexes, comme les systèmes automatiques. Il précise les flux de matière d œuvre, les paramètres de fonctionnement (données de contrôle) et la fonction globale réalisée par le système. Exemple : Actigramme sans les données de contrôle produit suivants : Vérin pneumatique Tapis roulant La RAM d un ordinateur MOE Énergie pneumatique Pièce en poste de départ Données à mémoriser MOS Énergie mécanique Pièce en poste d'arrivé Données mémorisées Matière d œuvre Énergie pneumatique de type énergie Pièce de type matériel données numériques de type information Valeur ajoutée Transformer Déplacer Stocker Fonction globale Convertir l'énergie Transporter une pièce Mémoriser 6

6 Remarque : Il y a aussi SADT (Structurel Analysis and Design Technic) Le diagramme SADT est une analyse de décomposition fonctionnelle qui permet de modéliser et de décrire graphiquement des systèmes techniques. On procède par analyses successives descendantes, c'est-à-dire en allant du plus général vers le plus détaillé en fonction des besoins. L actigramme A -0 : (Voir cours 2.4 ) Cet actigramme est le diagramme de plus haut niveau de la représentation graphique SADT, il exprime la fonction globale assurée par le système. Analyse descendante : (Cas général) Ou Exemple : SADT partiel d'un aspirateur : Chaque niveau décompose le système du niveau précédent en sous-systèmes. On doit retrouver les matières d'œuvres et les données de contrôle de chaque sous système. 7

7 2.5- Schéma -bloc : La chaîne fonctionnelle ou schéma-bloc 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 énergie : Pour assurer leurs fonctions, beaucoup de produits présentent une architecture commune nécessitant une alimentation en énergie, qu'ils doivent distribuer et convertir avant de la transmettre. La chaîne d'énergie est chargée d'apporter en bonne quantité et sous la forme adaptée, avec un minimum de pertes, au bon endroit et au bon moment, l'énergie nécessaire à l'action voulue. Une chaîne d information : La tendance des produits à se complexifier est naturelle : progrès technologiques et soucis permanent de l'homme de se soulager des tâches pénibles ou répétitives conduisent souvent à l'automatisation des produits. Une chaîne d'information doit alors être associée à la chaîne d'énergie. Acquérir, traiter, communiquer sont les trois maillons de la chaîne d'information, chargée de piloter avec maximum d'efficacité la chaîne d'énergie, à partir de grandeurs physiques acquises sur celle-ci, et de consignes données par l'utilisateur. Représentation d'une chaîne d'énergie et d'information Fonctions génériques, flux d'énergie et composants Fonctions génériques, flux d'information et composants 8

8 Exemple : Constituants assurant les fonctions techniques dans une chaîne d énergie 9

9 Exemple : Constituants assurant les fonctions techniques dans une chaîne d information 10

10 III- EXERCICES D APPLICATIONS : 3.1- Exercices outils bête à cornes : Q1- Exprimer le besoin à l'aide de l'outil bête à cornes, en se basant sur les données suivantes : Aspirateur ; Permettre d'aspirer la poussière d'une pièce Poussière Permettre d'enlever la poussière sur une surface Utilisateur Permettre d'obtenir des surfaces sans poussière Pêcheur Canne à pêche + moulinet Poissons Données, sons, images Utilisateur Ordinateur Utilisateur Trottinette électrique Utilisateur Utilisateur Sèche-mains Mains mouillées Tranches de pain Particulier Grille-pain Ouvrier Charge Treuil Femme de foyer Machine à laver Le linge sale Eau Automobiliste Voiture Antenne parabolique Satellite Téléspectateur Stylo (Crayon) Utilisateur Papier (d autre support) Actionneur (Moteur, Vérin) Effecteur (Machine, Porte) Énergie distribuée Conducteur Agent de sécurité Barrière de parking Permettre de pêcher beaucoup de poissons Permettre au pêcheur de prendre du poisson dans une vaste zone Permettre au pêcheur de ramener son fil Permettre la manipulation d'objets numériques Permettre de brancher de nombreux périphériques Permettre de programmer en assembleur Utiliser un moyen de locomotion peu encombrant Permettre de changer d'endroit en roulant Permettre de se déplacer sans trop d'effort Permettre à l'utilisateur de s'essuyer les mains Permettre à l'utilisateur d'avoir les mains sèches Permettre à l'utilisateur d'obtenir de l'air chaud Avoir des tranches de pain chaudes et croustillantes Recycler des croûtes rapidement Réchauffer des tranches de pain rapidement Soulever des charges dans un temps réduit Soulever des charges à grande vitesse Soulever des charges avec faible efforts Mélanger le linge Laver le linge Séparer le linge sale du linge propre Produit de lavage Laver la voiture Station automatique de lavage Positionneur d antenne parabolique Tourner l antenne parabolique Orienter l antenne parabolique vers un satellite présélectionné Écrire Laisser une trace Dessiner Convertir l énergie distribuée en énergie mécanique Transformer l actionneur en un effecteur Augmenter l énergie distribuée Autoriser ou non l accès au parking Voix d accès au parking Organiser le stationnement des voitures Q2- À l'aide de l'outil bête à cornes exprimer le besoin pour : une calculatrice ; une photocopieuse ; un réfrigérateur ; une voiture propre ; un palan de levage ; une pompe ; un compresseur ; 11

11 3.2- Exercices diagramme pieuvre : 1- Aspirateur Soit le système suivant Aspirateur définit par le diagramme pieuvre ci-contre et les fonctions de services ci-dessous : Q3- Installer les fonctions de services sur le diagramme pieuvre ci-dessus? Q4- Compléter le classement des fonctions de service en cochant la bonne réponse. 2- Positionneur d antenne parabolique (Moteur + Vérin) Soit le système suivant positionneur d antenne parabolique définit par le diagramme pieuvre et les fonctions de services ci-dessous : Q5- Mettre en place les fonctions de services sur le diagramme pieuvre. Éléments de réponse : Satellite ; Utilisateur ; FS1 ; FS2 ; FS3 ; FS4 ; FS5 ; FS6 ; FS7 ; FS8 ; FS9 Q6- Compléter le classement des fonctions de service en cochant la bonne réponse. 12

12 3- Lave linge Soit le système suivant lave linge définit par le diagramme pieuvre et les fonctions de services ci-dessous : Q7- Mettre en place les FSi (i = 1 à 15) sur le diagramme pieuvre ci-dessous. Q8- Compléter le classement des fonctions de service en cochant la bonne réponse. 13