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CI 1 ANALYSER, EXPERIMENTER ET COMMUNIQUER SUR UN SYSTEME COMPLEXE PLURI-TECHNO

CI 1 ANALYSER, EXPERIMENTER ET COMMUNIQUER SUR UN SYSTEME COMPLEXE PLURI-TECHNOLOGIQUE 2016-2017 SCIENCES INDUSTRIELLES DE L’INGENIEUR 1/ 8 CI 1 : ANALYSE DES SYSTEMES COMPLEXES A1 Identifier le besoin et les exigences Cahier des charges : - diagramme des exigences - diagramme des cas Décrire le besoin Traduire un besoin fonctionnel en exigences Présenter la fonction globale Définir les domaines d’application, les critères technico- économiques Identifier les contraintes Identifier et caractériser les fonctions Qualifier et quantifier les exigences (critère, niveau) Impact environnemental Évaluer l’impact environnemental (matériaux, énergies, nuissances) A2 Définir les frontières de l’analyse Flux échangés Identifier la nature des flux échangés (matière, énergie, information) traversant la frontière d’étude A3 Appréhender les analyses fonctionnelle et structurelle Architectures fonctionnelle et structurelle : - diagrammes de définition de blocs - chaîne directe - système asservi - commande Analyser les architectures fonctionnelle et structurelle Identifier les fonctions des différents constituants Repérer les constituants dédiés aux fonctions d’un système Identifier la structure d'un système asservi : chaîne directe, capteur, commande, consigne, comparateur, correcteur Identifier et positionner les perturbations Différencier régulation et poursuite Chaîne d’information et d'énergie : - diagramme de blocs internes - diagramme paramétrique Identifier et décrire la chaîne d’information et la chaîne d'énergie du système Identifier les liens entre la chaîne d’énergie et la chaîne d'information Identifier les constituants de la chaîne d'information réalisant les fonctions acquérir, coder, communiquer, mémoriser, restituer, traiter Identifier les constituants de la chaîne d'énergie réalisant les fonctions agir, alimenter, convertir, moduler, transmettre, stocker I. INTRODUCTION L’étude des produits industriels débouche, à travers la compréhension de leur fonctionnement, sur la mise en évidence des principes, des connaissances et des démarches qui ont permis de concevoir des produits adaptés au besoin dans un contexte technico-économique donné. II. FONCTIONS D’UN PRODUIT 1. DEFINITION D’UNE FONCTION. La fonction est l’action d’un produit ou de l’un de ses constituants exprimée sous forme d’un but à atteindre. Une fonction est traduite par un verbe, à l’infinitif, en majuscule (éventuellement accompagnée de compléments). La formulation de la fonction doit impérativement être indépendante des moyens de la réaliser. CI 1 ANALYSER, EXPERIMENTER ET COMMUNIQUER SUR UN SYSTEME COMPLEXE PLURI-TECHNOLOGIQUE 2016-2017 SCIENCES INDUSTRIELLES DE L’INGENIEUR 2/ 8 2. DIFFERENTS TYPE DE FONCTIONS On distingue plusieurs types de fonctions qui sont employées ou non selon le type d’analyse que l’on fait : FONCTIONS DE SERVICE : Action attendue d’un système pour répondre à un besoin. Elles font la valeur d’un produit. D’un point de vue concepteur, les fonctions de service se répartissent en : •Fonction principale : C’est la fonction essentielle du produit, elle justifie sa création, Un même produit peut posséder plusieurs fonctions principales •Fonction contrainte : fonctions complémentaires particulières qui limite la liberté du concepteur. Cette limite est imposée par le demandeur, le contexte, des normes de sécurités, etc.… Indépendamment ces fonctions de service peuvent être réparties en deux catégories, c’est le point de vue utilisateur : •Fonction d’usage : liée à l’aspect utilitaire du produit. •Fonction d’estime : liée à l’aspect psychologique ou affectif (esthétisme, image…). Elles sont voulues et directement perçues par le client. FONCTIONS TECHNIQUES (« DE CONSTRUCTION », « DE CONCEPTION »): Fonction technique : elles résultent d’actions internes au produit et dépendent de la conception et des solutions technologiques choisies pour réaliser les fonctions de service. Elles sont le plus souvent ignorées par le client. 3. FONCTION GLOBALE D’UN SYSTEME Le « produit » permet « à qui » de « concrétiser un but » en agissant « sur quoi ». La fonction globale, qui répond à la question « dans quel but ? (pour quoi faire ?) » est un verbe à l'infinitif suivi d’un complément, c'est une action exprimée en terme de finalité. Ex : Peut-on définir la fonction d’un aspirateur par aspirer, nettoyer ou dépoussiérer ? o Aspirer ne convient pas car la solution technologique est déjà pressentie (créer un flux d’air, créer une dépression...). o Nettoyer ne convient pas car un aspirateur n’a pas pour fonction d’enlever des tâches par exemple. o Dépoussiérer cette réponse est meilleure car elle cerne bien le besoin utilisateur sans induire de solution technologique particulière. III. DIAGRAMMES ET METHODES D’ANALYSE D’UN SYSTEME COMPLEXE 1. CAHIER DES CHARGES FONCTIONNELLES : CDCF Il est utilisé pour préparer et suivre le développement d’un produit aux phases suivant le pré- développement et sert de référence et de base de négociation en cas de contrat, litige, conflit ou modification nécessaire des spécifications techniques du produit. La norme AFNOR X 50-151 propose un guide pour la rédaction. CI 1 ANALYSER, EXPERIMENTER ET COMMUNIQUER SUR UN SYSTEME COMPLEXE PLURI-TECHNOLOGIQUE 2016-2017 SCIENCES INDUSTRIELLES DE L’INGENIEUR 3/ 8 ROLE DU CDCF Ce cahier des charges particulier défini, précise, délimite les responsabilités des partenaires (demandeur du produit et concepteur/réalisateur) et pour le produit, les services attendus, les conditions d’utilisation, les performances, les coûts, les délais de livraison, les variations possibles de prix, les options, les clauses éventuelles... Particularités : le CdCF s’occupe des fonctions de service du produit et n’exprime aucune idée de technique. Souple, il peut être modifié. En cas de rapport client/fournisseur, interne ou externe, il devient un document contractuel. Sa rédaction et sa modification exigent l’accord des deux parties. Utilisations : consultations, appels d’offres, adjudications, marchés négociés entre partenaires (y compris entre services d’une même entreprise), conception pour un coût objectif (CCO), référence pour une analyse de la valeur... PARTIES PRINCIPALES DU CDCF Le CdCF se compose de quatre parties principales: - Une présentation générale du problème : elle est destinée à donner toutes les informations générales utiles concernant le produit : marché, contexte du projet, objectifs, énoncé du besoin, environnement du produit... - Une expression fonctionnelle des besoins (partie principale) : elle décrit et définit les fonctions de service du produit, les contraintes, les critères d’appréciation (niveaux, flexibilités, limites)... Un critère d’appréciation doit être accompagné de spécifications permettant de fixer le niveau d’exigence requis (grandeur mesurable ou autre). De plus, afin de pouvoir optimiser le produit, on donne, dans la mesure du possible, une indication de la flexibilité pour les niveaux d’exigence : 0 : niveau impératif, 1 : niveau peu négociable, 2 : niveau négociable, 3 : niveau très négociable - Un appel à des variantes : cette partie demande et fixe des limites à l’étude d’autres propositions ou d’autres solutions possibles pour réaliser le produit. - Un cadre de réponse : il est destiné à simplifier et à codifier la façon de répondre (présentations, descriptions, etc.) pour faciliter les dépouillements. ORGANISATION NECESSAIRE A L’ELABORATION DU CDCF Demandeur : personne ou société responsable du financement élaborant le CdCF. Décideur: en général le responsable du projet, celui qui suit le développement du produit. Animateur: le responsable de l’élaboration du CdCF. Concepteur/réalisateur : celui qui s’occupe de la conception et la fabrication du produit. CI 1 ANALYSER, EXPERIMENTER ET COMMUNIQUER SUR UN SYSTEME COMPLEXE PLURI-TECHNOLOGIQUE 2016-2017 SCIENCES INDUSTRIELLES DE L’INGENIEUR 4/ 8 Remarque : La validation des performances contenues dans le cahier des charges constituera l’essentiel des études de mécanique et d’automatique… Exemple de l’expression fonctionnelle pour le pilote automatique Fonction Critère Niveau Flexibilité Etre étanche Pression 1 atm mini 1 Etre peu encombrant Volume 100 dm3 Maxi 2 Etre adapté à l’énergie disponible P consommée 100 W Maxi 3 Maintenir un cap et assister les manœuvres Erreur de cap MTBF Temps de réponse 5° Maxi 1000 h mini 3 s Maxi 3 3 … … … … Flexibilité : 1 : Impératif 2 : Discutable 3 : Négociable 4 : Libre 2. DIAGRAMMES SYSML L’Ingénierie Système est une approche scientifique interdisciplinaire dont le but est de formaliser et d’appréhender la conception de systèmes complexes avec succès. Le but de l’Ingénierie Système est donc l’analyse des échecs antérieurs afin d’apporter des solutions pour éviter qu’ils ne se reproduisent. SysML : version 1.0 en septembre 2007 (adopté par EADS, Dassault Aviation, Thales, Snecma, Nexter Group, Renault, PSA Peugeot Citroën etc.) Le SysML n’est un outil de description de système (pas une méthode). Dans une phase de conception ou d’optimisation d’un système technique, il est courant d’aborder le problème selon les trois composantes suivantes : • les exigences auxquelles doit répondre le système pour fonctionner selon les attentes des parties prenantes ; • le comportement attendu du système ou d’un de ses éléments au cours du temps ; • la structure du système qui, selon les besoins de conception et les participants, peut être analysée de manière globale ou locale. CI 1 ANALYSER, EXPERIMENTER ET COMMUNIQUER SUR UN SYSTEME COMPLEXE PLURI-TECHNOLOGIQUE 2016-2017 SCIENCES INDUSTRIELLES DE L’INGENIEUR 5/ 8 D iagrammes SysM L D iagrammes structurels D iagrammes comportementaux D iagramme des exigences D iagramme de définition de blocs D iagramme de blocs internes D iagramme des cas d’utilisation D iagramme de séquences D iagramme d’activité D iagramme d’états D iagramme de packages D iagramme paramétrique Chaque diagramme SysML possède un cartouche qui permet de le repérer : 1. DIAGRAMME DES EXIGENCES (REQUIREMENT DIAGRAM) ROLE : Le diagramme des exigences, appelé Requirement Diagram (req) permet de modéliser les exigences devant être uploads/Industriel/ cours-analyse-des-systemes-complexes-prof.pdf