CONCEPTION ETUDE DE SYSTEMES Outils pour l analyse fonctionnelle du besoin I. Démarche de projet Outils BESOIN «Bête à cornes» - Analyse fonctionnelle («Pieuvre») - Analyse fonctionnelle technique (FAST, SADT...) Enoncé du besoin Conceptualisation Approche fonctionnelle - CDCF Etude des meilleures voies de solution Prédéveloppement Etude approfondie de la solution choisie Développement PRODUIT Approche matérielle Fabrication de la solution choisie Réalisation - Conditionnement - Stockage - Transport - Mise du produit sur le marché (commercialisation) - Publicité Logistique Vente Maintenance du produit Après-vente Mise au rebut du produit Destruction / Recyclage Analyse fonctionnelle du besoin 1/6
Démarche de conception : Tout produit industriel est né d une démarche qui part du besoin pour aboutir à sa réalisation. Cette démarche part donc du besoin auquel répond le produit, on caractérise les fonctions de service (actions attendues par les utilisateurs), les fonctions techniques (actions définies par le concepteur pour satisfaire le besoin des utilisateurs) pour ensuite déboucher sur des solutions constructives. II. Définitions (Norme X 50-150-1) : Besoin Produit Fonction de service Fonction technique Fonction principale Contrainte CdCF Le besoin est la nécessité ou le désir éprouvé par un utilisateur. Le produit est le résultat d une activité ou d un processus fourni à l utilisateur pour répondre à son besoin. Action demandée à un produit (ou réalisée par lui) afin de satisfaire une partie du besoin d un utilisateur donné. Action d un constituant ou action intervenant entre les constituants du produit afin d assurer les fonctions de service. Fonction pour la(les)quelle(s) le produit est créé (ancienne norme : remplacée par la fonction de service). Caractéristique, effet ou disposition de conception qui est rendu obligatoire ou a été interdit pour quelque raison que ce soit. Aucune autre possibilité n est laissée (ancienne norme : remplacée par la fonction de service). Cahier des Charges Fonctionnel : document par lequel le demandeur exprime ses besoins (ou ceux qu il a la charge d exprimer) en terme de fonctions de service et de contraintes. Pour chacune d elles, sont définis des critères d appréciation ainsi que leurs niveaux, chacun d entre eux étant assorti d un certain degré de flexibilité. III. Notion de besoin. Expression du besoin L'outil d'expression du besoin est la "bête à cornes" : A qui le produit rend service? Sur quoi le produit agit t-il? LE PRODUIT Dans quel but? Le produit permet «à qui» d «atteindre son but» en agissant «sur quoi». Analyse fonctionnelle du besoin 2/6
IV. Recherche de l environnement du produit. Maintenant que l on sait pourquoi le produit existe, nous allons regarder quels sont ses éléments environnants à l aide du diagramme de interacteurs (ou diagramme pieuvre), dans une phase donnée du cycle de vie du produit. Cette étape d analyse fonctionnelle du besoin a pour but : de RECENSER les fonctions de service, de CARACTERISER les fonctions de service, et de HIERARCHISER les fonctions de service. On recense les éléments du milieu extérieur (EME) en relation directe ou indirecte avec le produit. Puis, on détermine toutes les fonctions de service qui se divisent en deux types : Les fonctions principales (FP) : relient au moins 2 EME. Les fonctions contraintes (FC) : lient uniquement un EME. La verbalisation d une fonction est TOUJOURS du type : VERBE + COMPLEMENT(S) E2 E3 Fc1 Fp1 E1 Fc2 PRODUIT Fc4 E4 Fc3 E6 Fc5 Fp2 E5 A partir des fonctions définies sur le graphe des intéracteurs on peut établir un cahier des charges avec des critères chiffrés pour chaque fonction. Fonction Critère Valeur Flexibilité FP1 Encombrement 500cm 3 maxi Discutable Poids 350g maxi Indiscutable vitesse Présence Indiscutable FP2 Fc1 Connecteur USB 3 Indiscutable Analyse fonctionnelle du besoin 3/6
V. EXEMPLE D'ANALYSE FONCTIONNELLE DU BESOIN Définition : Méthode qui permet d exprimer le cahier des charges fonctionnel (CdCF), celui-ci regroupe l ensemble des exigences nécessaires à la conception du produit. Idée : Passage de la lettre au père noël à un document normalisé et contractuel décrivant au mieux les exigences de l utilisateur (CdC fonctionnel). Hypothèse : Il existe un produit obéissant aux exigences de l utilisateur. Exemple d application : Analyse fonctionnelle du besoin d un appareil photo a. Enoncé du besoin : On utilise l outil bête à cornes Le photographe Une image LE PRODUIT L appareil photo permet au photographe de créer une image sur un support. b. Définir la phase du cycle de vie étudié. Créer une image Le cycle de vie est l ensemble de toutes les phases depuis sa naissance jusqu à sa disparition. A chaque phase, sont associées des fonctions de service particulières. Phases : Le magasin, le stockage, le transport, le rangement dans son étui, le rangement dans la poche, l utilisation normale, Pour chaque phase du cycle de vie il faudra réaliser l étude complète. On se place ici dans la phase d utilisation normale. PRODUIT Analyse fonctionnelle du besoin 4/6
Démarches d analyse d une phase du cycle de vie c. Définir la frontière du produit. Contour physique du produit dans la phase étudiée. Outil : Diagramme des interacteurs. L appareil photo d. Recenser et caractériser les éléments du milieu extérieur. Les éléments du milieu extérieur sont l ensemble des éléments en contact avec le produit. Liste : main, support, norme, yeux, Critère Valeur Flexibilité Main Norme - percentile Age >15ans 2ans Photographe Scène photographiée L appareil photo Energie Ordinateur Imprimante e. Enoncer les fonctions de services. Les relations entre les différents éléments du milieu extérieur (EME) et le produit s appellent fonctions de services. On distingue deux types de fonctions de service : - fonctions principales qui résultent des interactions que le produit crée entre au moins deux EME. Le produit permet à l EME 1 de modifier l état de l EME 2. - fonctions adaptations qui résultent des exigences d adaptation du produit avec les EME. Le produit modifie l état de l EME 1 Ou L état du produit est modifié par l EME 1 Photographe FC1 Ordinateur FP3 FC4 L appareil photo FC3 FP1 FC2 FP2 Scène photographiée Imprimante Energie FC1 : TENIR l appareil FP1 : PERMETTRE au photographe de saisir une scène. FC2 : être alimenté en énergie. FP2 : PERMETTRE au photographe d imprimer une image. FC3 : RELIER à l imprimante. FP3 : PERMETTRE au photographe d exporter une image vers l ordinateur. FC4 : RELIER à l ordinateur. Analyse fonctionnelle du besoin 5/6
f. Caractériser, Valider et Hiérarchiser les fonctions. Chaque fonction doit être caractérisée à l aide de critères définis avec un niveau et une flexibilité. Extrait de cahier des charges fonctionnel : Fonction Critère Valeur Flexibilité FC1 Encombrement 500cm 3 maxi Discutable Poids 350g maxi Indiscutable Dispositif anti-chute Présence Indiscutable (lien avec le poignet). Nota : L'exemple d'analyse fonctionnelle précédente a permis de décomposer le système d'un point de vue fonctionnel. Il est aussi possible de décomposer un système d'un point de vue structurel ou comportemental, mais dans l'optique d'une (re)conception la décomposition fonctionnelle est la plus performante. VI. Sous ensembles fonctionnels Dans l étude externe ci-dessus, nous n avons jamais donné d indice sur les solutions technologiques déjà employées sur le marché. Cette démarche a pour but de trouver ce qui répond au mieux au besoin sans être influencé par ce qui existe déjà. En regardant ce qui existe déjà, un appareil photo peut être décomposé en plusieurs sous ensembles fonctionnels : I. Flash II. Zoom III. Capteur CCD IV. Ecran LCD V. Unité de stockage VI. Appareil photo Analyse à une échelle plus petite I II III IV Analyse fonctionnelle du besoin 6/6