Vers la m odélisation de nos attentes des produits industriels

1. Vers la modélisation de nos attentes des produits industriels Daniel FORT

2. Processus de création et de réalisation Analyse fonctionnelle Expression fonctionnelle Produit industriel Objectif Réalité Modèle Réalité Services attendus Fonctions associées Services rendus • définit à quoi sert le produit • exprime le pourquoi du produit • avant de savoir comment • donne son sens, son identité au produit Objectif de l’analyse fonctionnelle Besoin (Client) (Entreprise) Daniel FORT

3. Objectif Modèle de description Découpage en services élémentaires attendus Objectif de l’analyse fonctionnelle Méthode Outil de modélisation Simplifie la complexité du besoin réel par discrétisation Outil de formalisation Exprime, formule ce qui va de soi, ce qui va sans dire Outil de description Décrit le besoin en termes de finalités et non de fonctionnement Daniel FORT

4. Objectif Modèle de description Expression fonctionnelle du besoin Concept de fonction Produit Environnement Objectif de l’analyse fonctionnelle Méthode fonctions = relations en termes de comportement Daniel FORT

5. Démarche L’analyse fonctionnelle définir la finalité de l’analyse point de vue Démarche de l’analyse fonctionnelle On distingue 3 points de vue : ·Le point de vue du client ·Le point de vue de l’utilisateur ou exploitant ·Le point de vue du concepteur qui correspondent à 3 types de besoin : • description des services attendus (point de vue client) • description du processus mis en œuvre (point de vue exploitant) • description du procédé et des principes mis en œuvre (point de vue concepteur) Daniel FORT

6. Démarche 3 points de vue 3 types d’analyse 3 outils de description Besoin point de vue client 1 Cahier des Charges Fonctionnel Besoin point de vue exploitant 2 Diagramme SADT Besoin point de vue concepteur 3 Diagramme FAST Démarche de l’analyse fonctionnelle Outils de description Daniel FORT

7. Démarche Découpage de l’environnement du produit Identification des relations produit/environnement (services élémentaires attendus) Type 1 Analyse fonctionnelle externe : analyse relationnelle non hiérarchique Découpage du processus mis en œuvre par le produit Identification des tâches ou activités à accomplir (comportements élémentaires attendus) Type 2 Découpage du procédé mis en œuvre par le produit Identification des solutions en termes de principes (solutions élémentaires prévues) Type 3 Analyse fonctionnelle interne : analyse descendante hiérarchique Démarche de l’analyse fonctionnelle Types d’analyse Principe général = découpage de la complexité en entités plus simples Daniel FORT

8. Démarche Démarche précisant Démarche de l’analyse fonctionnelle On distingue 4 étapes : Identification des fonctions Expression des fonctions Caractérisation des fonctions Quantification des caractéristiques des fonctions Expression d’une fonction Verbe à l’infinitif + un ou plusieurs compléments une action une transformation une adaptation une réalisation Daniel FORT

9. Pratique Pratique de l’analyse fonctionnelle Point de vue client Outil de description : le CdCF L’outil se présente sous la forme d’un tableau défini par la norme NF X 50 150. Ce type d’analyse peut être effectué avec l’aide d’outils complémentaires. On retiendra principalement le diagramme Produit-EME. Daniel FORT

10. Pratique La norme NF X 50-150 Critère: caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une contrainte respectée Niveau: grandeur repérée dans une échelle adoptée pour un critère d’appréciation d’une fonction Flexibilité: ensemble d’indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de moduler le niveau recherché pour un critère d’appréciation Classes de flexibilité (F0 à F3): indication littérale placée auprès du niveau d’un critère d’appréciation permettant de préciser son degré de négociabilité ou d’impérativité Limite d’acceptation: niveau de critère d’appréciation au delà duquel le besoin est jugé non satisfait Taux d’échange: rapport déclaré acceptable par le demandeur entre la variation du prix et la variation correspondante du niveau d’un critère d’appréciation Daniel FORT

11. Pratique EME1 EME2 R1 R2 produit EME3 EME6 R3 R6 R4 R5 EME5 EME4 Pratique de l’analyse fonctionnelle Le diagramme Produit-EME. EME = Élément du Milieu Extérieur Représentants de l’environnement du produit On indique les relations Ri du produit avec son environnement Daniel FORT

12. Pratique EME1 EME2 Produit EME3 EME4 3 1 Relation de causalité entre l’EME1 et l’EME2 grâce au produit Relation d’adaptation de l’EME3 au produit 2 Relation d’adaptation du produit à l'EME4 Pratique de l’analyse fonctionnelle Parmi toutes les relations, on retient 3 types de relation: Daniel FORT

13. EME1 EME2 1 FS1 Pratique Produit FS2 FS3 EME3 EME4 FS2= adapter l’effet du produit sur l'EME3 FS1= permettre à l'EME1 de modifier l'état de l'EME2 2 3 FS3= adapter le produit à l’effet de l'EME4 Ces relations sont les fonctions de service. On distingue : - les fonctions d'usage ou principales (type 1) - les fonctions d'adaptation ou contraintes (types 2 et 3) Daniel FORT

14. Pratique Pratique de l’analyse fonctionnelle Point de vue exploitant Outil de description : le diagramme SADT ·L’outil se présente sous la forme d’un ou plusieurs blocs organisés en niveaux. ·Les blocs proviennent du découpage du processus en comportements élémentaires. ·La formulation de la fonction exprime comment la matière d’œuvre circule dans le produit ou système industriel. ·Chaque niveau correspond à un niveau d’analyse, en partant du plus général vers le plus détaillé. La finesse du point de vue définit le niveau d’analyse Daniel FORT

15. Pratique Énergie Données de contrôle Matière d’œuvre + Valeur ajoutée Matière d’œuvre Désignation de la structure matérielle réalisant la fonction Pratique de l’analyse fonctionnelle Constitution d’un bloc fonctionnel SADT Formulation de la fonction exprimant la transformation de la matière d’œuvre. Cette description pourrait être qualifiée de point de vue de la matière d’œuvre. Indication du niveau d’analyse Ai Daniel FORT

16. Pratique Pratique de l’analyse fonctionnelle Point de vue concepteur Outil de description : le diagramme FAST ·L’outil se présente sous la forme de listes chronologiques structurées en niveaux d’analyse du plus général au plus détaillé ·Le découpage fonctionnel vise la réalisation matérielle des FS. Il s’agit d’un découpage topofonctionnel Daniel FORT

17. Pratique Quand ? Pourquoi ? Comment ? FS FT 1 FT 11 FT 111 FT 2 FT 21 FT 22 FT 3 Pratique de l’analyse fonctionnelle Constitution d’un diagramme FAST FONCTION Construction d’un diagramme FAST Daniel FORT

18. Pratique Pratique de l’analyse fonctionnelle Premier exemple Problème : Recherche des fonctions de service Daniel FORT

19. Pratique Système de direction assistée DIRAVI Pratique de l’analyse fonctionnelle Deuxième exemple Problème : Recherche des fonctions de service Daniel FORT

20. Pratique FP 3 FP 4 FP 2 FP 1 Pratique de l’analyse fonctionnelle Deuxième exemple Véhicule Système DIRAVI Conducteur Roues Énergie hydraulique FP 1: Assister hydrauliquement le conducteur dans la manœuvre des roues FP 2: Moduler l’assistance avec l’angle de braquage des roues FP 3: Moduler l’assistance avec la vitesse du véhicule FP 4: Réguler la vitesse de rappel des roues en position neutre Daniel FORT

21. Pratique Pratique de l’analyse fonctionnelle Troisième exemple Problème : Recherche des fonctions techniques associées à la fonction de service « affranchir un pli » Daniel FORT

22. Pratique Daniel FORT

23. Pratique Pratique de l’analyse fonctionnelle Troisième exemple Solution proposée par l’auteur du sujet. Que peut-on en dire ? Daniel FORT

24. Pratique Problème : Rechercher le diagramme SADT de niveau A0 en utilisant les fonctions données ci-contre Pratique de l’analyse fonctionnelle Troisième exemple Daniel FORT

25. Enseigner Expression fonctionnelle du besoin Produit industriel Écart pourquoi? Enseigner l’analyse fonctionnelle L’analyse fonctionnelle, pourquoi ? Dans l’industrie : ·Définir rigoureusement l’objectif de conception du produit. ·Être capable de mesurer l’écart entre rêve et réalité. • Élaborer une stratégie de maîtrise prévisionnelle des prestations. • Être capable de répondre aux exigences : coût – qualité - délais Daniel FORT

26. Enseigner pourquoi? Enseigner l’analyse fonctionnelle L’analyse fonctionnelle, pourquoi ? Dans l’enseignement : ·Élaborer le CdCF comme référent de conception • Donner du sens aux produits industriels : Ce sont les services qu’ils rendent qui donnent un sens aux objets. Ils ne sont pas le fruit du hasard mais d’une analyse rigoureuse. • Donner à voir la réalisation du produit (FAST) du point de vue du « pourquoi » et non du « comment ». • Pour l’élève l’expression fonctionnelle du besoin permet de : Justifier les problématiques. Valider les solutions en termes de comportement et performances. Justifier les solutions en termes de structure (agencement des composants), de matériaux et de dimensions Daniel FORT

27. Enseigner pourquoi? Enseigner l’analyse fonctionnelle L’analyse fonctionnelle, pourquoi ? Dans l’enseignement : pour montrer la démarche de résolution des problèmes en sciences de l’ingénieur : mesures des écarts avec le CdCF. Daniel FORT

28. Enseigner comment? Enseigner l’analyse fonctionnelle L’analyse fonctionnelle, comment ? L’enseignement de l’analyse fonctionnelle se heurte à trois difficultés : 1 – C’est un problème ouvert difficile à évaluer car la solution est rarement unique. 2 – Le travail d’analyse pose un problème d’expression écrite en français qui n’est généralement pas valorisé dans un cursus scientifique. 3 – Le travail d’analyse peut en plus être brouillé par la difficulté à formuler l’expression fonctionnelle Daniel FORT

29. Enseigner comment? Enseigner l’analyse fonctionnelle L’analyse fonctionnelle, comment ? On peut en tirer les conséquences suivantes : 1 – Accompagner tout travail d’analyse fonctionnelle d’un corpus de formulations et/ou d’un vocabulaire dans lequel serait puisée la solution à un problème d’expression fonctionnelle. 2 – Donner des consignes suffisamment claires qui précisent le travail d’analyse attendu, comme : – le point de vue demandé – la finesse du point de vue 3 – Prendre des critères d’évaluation suffisamment explicites, comme : – le respect du point de vue demandé et de sa finesse – l’homogénéité de l’analyse entre la finesse du découpage et le niveau d’analyse – la cohérence de la syntaxe de l’expression des fonctions (verbe + compléments) – l’aspect fonctionnel de l’expression Daniel FORT

30. Enseigner Système d’assemblage de taille crayons comment? Enseigner l’analyse fonctionnelle Quatrième exemple Problème : Recherche de problématiques authentiques en identifiant les critères d’appréciation des fonctions techniques, associées à la fonction de service « Assembler une lame sur un bac » Daniel FORT

31. Enseigner comment? Enseigner l’analyse fonctionnelle Quatrième exemple FS Assembler une lame sur un bac (Former un taille crayons) FT 1 : Stocker les bacs FT 2 : Stocker les lames FT 3 : Extraire un bac du stock de bacs FT 4 : Positionner un bac en préparation au vissage FT 5 : Maintenir le bac extrait et positionné FT 6 : Saisir une lame du stock de lames FT 7 : Déplacer la lame saisie vers la position de vissage FT 8 : Mettre en position la lame au dessus du bac maintenu FT 9 : Visser la lame sur le bac FT 10 : Évacuer l’assemblage Daniel FORT

32. Enseigner comment? Enseigner l’analyse fonctionnelle Quatrième exemple La fonction FT6 permet, par exemple, de proposer des problématiques liées à la validation des caractéristiques de préhension que doit posséder la pince qui réalise cette fonction. On peut penser aux caractéristiques suivantes : 1 – capacité de préhension / dimensions du bac à saisir. 2 – performances de saisie en termes de : serrage / actions de vissage serrage / la résistance à la rupture du bac Daniel FORT