Présentation CI1. Jean-Loup PRENSIER CI1 Ingénierie Système. Partie: Page: Introduction

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1 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Présentation CI1 Jean-Loup PRENSIER 1

2 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Les systèmes complexes 2

3 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture 3

4 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Médical Production Polytechnique 2004 Correction de la myopie par Ladarvision Robotique Centrale Supélec 2003 Ligne d imprimerie Transport, Grand public, Mines-Ponts 2004 Robot de pose de fibres optiques Centrale Supélec

5 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Quelles sont les activités d un ingénieur? Imaginer, et réaliser des produits Manager une équipe Structurer le travail Faire preuve de curiosité, d initiative,d imagination, Travailler sur des projets à caractère scientifique Communiquer Modéliser le réel pour appliquer les lois scientifiques.. 5

6 Mx(Nm) * GraphManager (c) ATEMI, * Document créé le 15/05/2002 à 11:25:43 * CI1 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture ANALYSE : Domaines Domaine du réel Réel T Modéliser Modèle Domaine du modèle C m Calculer Valider Couple calculé avec MECA Consultation de résultats Effort extérieur Effort7 dans le repère de chassis2<1> 3D pour SolidWorks Résultat Temps(s) Sciences de L Ingénieur 10/09/2013 6

7 Modèle CI1 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture ANALYSE : Valider Domaine physique Domaine d utilisation Client Produit physique Réponses Objectif Valider Domaine virtuel Extérieur Produit Solveur calcul Résultat Comportement Domaine de validité Sciences de L Ingénieur 10/09/2013 7

8 1 Étude des Systèmes 8

9 1.1 2 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Ere pré industrielle Mécanisation forte Historique sur le développement des systèmes industriels Systèmes de plus en plus complexes 9

10 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Contexte de l entreprise Entreprise Utilisateurs (besoins) Produit industriel Marché Le produit industriel constitue la réponse d une entreprise aux besoins des utilisateurs. Le produit industriel permet à l entreprise de vivre, de se développer au sein d un marché concurrentiel. 10

11 CAHIER DES CHARGES FEUX DE SIGNALISATION / -- c CI1 I Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Conception d un système innovant L entreprise : ses objectifs? comment? Cycle de conception d un système innovant Phase préparatoire Définition du produit et des moyens de production Mise en œuvre en usine Production en série Réalisation des outillages Commercialisation CdC Le besoin est exprimé Le véhicule est défini La commercialisation est lancée A chaque phase, ses outils! Sciences de L Ingénieur 10/09/

12 I Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Validation du CdCF Sciences de L Ingénieur 10/09/

13 I Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture Validation du CdCF Sciences de L Ingénieur 10/09/

14 II.1 5 Notion de système Système : On appelle système une construction humaine qui a pour but la satisfaction d un besoin de l utilisateur. Fonction? Composants? Relations? 14

15 II.1 5 Exemples de systèmes Système d équations Système capitaliste Système nerveux Système industriel 15

16 II.1 5 Un système est l association de composants constituant un tout organique complexe destiné à remplir une fonction générale. Un système industriel, ou produit industriel, est une construction humaine qui a pour but la satisfaction d un besoin de l utilisateur. Il est destiné à la consommation ou à l équipement de clients. Un sous-système est une association de composants destinés à remplir une ou plusieurs fonctions au sein d un système. Un composant est un élément destiné à remplir une fonction particulière au sein d un système ou d un sous-système. Ex : le nerf est un composant du système nerveux. 16

17 II.1 5 La connaissance de tous les éléments du système n est pas suffisante pour connaître le fonctionnement du système 17

18 - Application Interdisciplinarité Frontière Citer les différentes disciplines intervenant dans l étude des moteurs. Citer différents composants sur lesquels interviendront des spécialistes Moteur de voiture 18

19 II Actigramme A-0 Il traduit la Fonction Globale du système, de manière normalisée. La fonction globale est d ajouter une Valeur Ajoutée à une Matière d Œuvre dans un environnement ou un contexte donné Données de contrôle : Energie, Configuration, Réglage, Exploitation Entrée M.O. Faire sur la matière d œuvre A-0 Sortie M.O. + V.A. Sorties annexes Élément qui réalise la fonction 19

20 II La matière d oeuvre La matière d œuvre est l élément sur lequel le système agit, pour la faire passer d un état initial à un état final. Il peut s agir : D un produit, c'est à dire constitué de matière (physique) à l'état solide, liquide ou gazeux et sous une forme plus ou moins élaborée. D énergie sous forme électrique, thermique, hydraulique... (que le système va produire, stocker, transporter, convertir...) D'information sous forme écrite, audiovisuelle,... (que le système va produire, stocker, transmettre, communiquer, décoder...) D êtres humains, pris individuellement ou collectivement (qu'il faut former, informer, soigner, transporter, servir...) 20

21 II La valeur ajoutée C est la différence entre la Matière d œuvre sortante et la Matière d œuvre entrante. Elle justifie par conséquent l existence même du système. Ce peut être : - un changement d état - un changement de caractéristiques mécaniques, électriques, de température, couleur - un changement de forme par déformation, moulage, usinage - un changement de position (espace) - un changement de statut (temps) 21

22 II.3 6 Classification des systèmes Contexte ou domaine d application Le domaine d application est le milieu physico-économique dans lequel évolue le système et pour lequel il a été conçu. Critères technico-économique L'aéronautique L'agriculture Les biens d'équipement La défense Les transports La production d énergie La fiabilité La durée de vie Le coût La quantité 22

23 II.3 6 Classification des systèmes Les systèmes peuvent être classés en plusieurs familles suivant le type de : - matière d œuvre (matière, énergie, information), - valeur ajoutée (temps, espace, structure). Valeur ajoutée (V.A.) Temps Espace Structure Matière Matière d œuvre (M.O.) Energie Réseau électrique Information 23

24 - Application Exemple 24

25 - Application Illustration : Système de suivi de trajectoire d Ariane Vérins de commande 25

26 - Application II S1 Illustration sur Ariane : Donner le contexte, la frontière, la fonction principale, la matière d œuvre et la valeur ajoutée sous forme de diagramme du lanceur Ariane. Entrée Matière d'oeuvre Energie (W) Configuration, Réglages, Exploitation (CRE) Agir sur la matière d'oeuvre A-0 Sortie Matière d'oeuvre + Valeur ajoutée Sorties annexes (informations, pertes,...) Mécanisme 26

27 - Application Illustration Ariane : Description globale du système 27

28 - Application Application Ariane : Préciser quelques critères de performance. 28

29 II.4 6 Points de vues d analyse des systèmes industriels Analyse Fonctionnelle : Elle est utilisée dans les premières phases d'un projet pour créer ou améliorer un produit: c est l étude des fonctions que doit assurer le système pour satisfaire le besoin. L analyse Fonctionnelle du Besoin : elle permet de décliner la réalisation du besoin en Fonctions de Service. L analyse Fonctionnelle Technique : elle permet de qualifier les Fonctions Techniques qui réalisent les Fonctions de Service. Elle permet de plus de décliner les solutions constructives adoptées par le constructeur pour réaliser les Fonctions Techniques. Analyse Structurelle : Schéma de Structure, Schéma Cinématique, Schéma Blocs Dessins en 2D et 3D Analyse Temporelle : Chronogrammes, équations booléennes Grafcet 29

30 Compétences attendues au cours des prochaines semaines Vous devez être capable d appréhender et présenter un système réel. Pour cela, il faut : 1. Aborder/Présenter le système de manière globale, 2. Analyser/Expliquer le fonctionnement interne. Pour Aborder/Présenter de manière globale, il faut : 1. Définir le contexte, 2. Définir la frontière, 3. Exprimer la fonction globale, 4. Définir la matière d œuvre, 5. Préciser la valeur ajoutée, 6. Donner des critères de performance (si possible quantifiés) 30

31 3.3 9 Introduction Contexte Les systèmes Complexité Architecture 31

32 V.1 11 Systèmes automatisés : Matière d Oeuvre Energie PARTIE OPERATIVE Matière d œuvre + Valeur Ajoutée Préactionneurs capteurs C est un système industriel capable de générer certaines commandes sans intervention humaine. PARTIE COMMANDE Homme Autres PC 32

33 V.2.b 13 Partie opérative : On appelle partie opérative l entité fonctionnelle qui agit sur la matière d œuvre afin d élaborer la valeur ajoutée désirée. On distingue dans la partie opérative : Les actionneurs : Ils convertissent l énergie pour la rendre utilisable par les effecteurs Les effecteurs : Ils agissent directement sur la matière d œuvre. Dans le cas où ils y a plusieurs effecteurs, les effecteurs intermédiaires prennent le nom de transmetteurs. 33

34 V.2.b 13 Partie commande : On appelle partie commande l entité fonctionnelle qui élabore les ordres vers les préactionneurs à partir : D informations via les capteurs : De l extérieur : Vers les préactionneurs : 34

35 V.2.a 12 IHM Chaîne d information Restituer Informations destinées à l utilisateur Consignes de l utilisateur Capteur / IHM Capteur / CAN Unité de traitement Interface de communication Acquérir Coder Traiter Mémoriser Communiquer Informations issues et vers l extérieur grandeurs physiques à acquérir ordres Énergies d entrée Stocker Alimenter Moduler Convertir Transmettre Agir Énergies de sortie Unité de stockage Unité d alimentation Préactionneur Actionneur Transmetteur Effecteur Chaîne d énergie lien d énergie (ou de puissance) lien d information Un lien de puissance véhicule deux informations dont le produit est une puissance, par exemple U et I dans le domaine électrique. Un lien d information véhicule une information, par exemple U dans le domaine électrique. 35

36 V.2.a 12 Chaîne fonctionnelle en boucle fermée Chaîne fonctionnelle en boucle ouverte 36

37 - Application Illustration Ariane : Proposer une description structurelle du système de suivi d Ariane 37

38 - Application Illustration Ariane : Proposer une description structurelle du système de suivi d Ariane 38