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Objectif : Mettre en place les outils d’analyse permettant l’étude des systèmes

Objectif : Mettre en place les outils d’analyse permettant l’étude des systèmes industriels pour comprendre leur fonctionnement, justifier leur architecture et permettre une approche maintenance. Système industriel : c’est un ensemble technique conçu pour répondre à un besoin, un cahier des charges. Il assure une fonction globale. Il agit sur des matières d’œuvre pour les faire passer d’un état initial à un état final, créant ainsi une valeur ajoutée. I – ETUDE STRUCTURELLE D’UN SYSTEME INDUSTRIEL : 11 – Introduction : Exemples de systèmes répondant au besoin « régler le niveau d’ensoleillement d’une terrasse ». Le store mécanisé à manœuvre manuelle. Le store s’enroule sur un tambour actionné par l’opérateur au moyen d’une manivelle et d’un réducteur. Le dernier élément de la chaîne s’appelle l’effecteur. Il agit sur la matière d’œuvre. Le store mécanisé à commande manuelle. L’opérateur agit sur un bouton poussoir qui alimente un moteur électrique. Ce dernier convertit l’énergie électrique en énergie mécanique pour actionner le tambour. L’opérateur doit agir sur le bouton poussoir tout le temps de manœuvre. Le dispositif de manœuvre manuelle doit être conservé pour les éventuelles coupures de courant. Le préactionneur distribue l’énergie en fonction d’une commande. L’actionneur transforme, adapte l’énergie pour que l’effecteur agisse. Le store automatisé. Le système précédent est complété d’un boîtier de commande, de capteurs de position du store et de capteurs d’environnement (cellule solaire et anémomètre). Le boîtier de commande pilote le préactionneur électromagnétique à partir des consignes de l’opérateur, des informations issues des capteurs et d’un modèle de comportement issu du savoir-faire humain. Etude des systèmes - 1 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES Représentation schématique : 12 – Classification des systèmes automatisés : Le contexte technico-économique permet de distinguer les systèmes :  De diffusion limitée : on rencontre ces systèmes dans le domaine de la production industrielle principalement. Ces systèmes, souvent unitaires, font l’objet d’étude réduite et sont constitués d’éléments standard assemblés.  De grande diffusion : ils sont produits en grande série et font l’objet d’études poussées pour optimiser les coûts. Le design est souvent un élément important. On rencontre ces systèmes dans de nombreux domaines : électroménager, domotique, distribution et services (distributeur de billets, station de lavage, ascenseur, etc.), médical (respirateurs, pompes, etc.), automobile (ABS, direction assistée, suspension active, etc.). 13 –Les entrées et les sorties d’un système automatisé : Pour étudier un système automatisé, il faut l’isoler du reste du contexte. Il existe donc une frontière fictive qui permet de caractériser les entrées/sorties du système.  Les entrées/sorties de matières d’œuvre : le système opère sur des matières d’œuvre pour les faire passer d’un état initial à un état final.  Les entrées/sorties d’informations : essentielles pour le dialogue homme/machine ou avec d’autres systèmes.  Les entrées/sorties d’énergie : nécessaires au fonctionnement. En sortie, c’est une perte.  Les entrées/sorties intempestives : en entrée, ce sont des perturbations, et en sortie, ce sont des nuisances (bruit, projections, etc.). Elles sont difficiles à prendre en compte dans le modèle de comportement. Remarque : Valeur ajoutée = matières d’œuvre sortantes - matières d’œuvre entrantes. Etude des systèmes - 2 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES 14 – Structure d’un système automatisé : Un système automatisé est constitué d’une partie commande (PC) et d’une partie opérative (PO) :  La PC envoie des ordres à la PO pour obtenir les effets voulus en fonction d’informations disponibles, comptes rendus, consignes, etc. et d’un modèle de comportement. Elle peut communiquer avec des opérateurs ou avec d’autres systèmes.  La PO exécute les ordres émanant de la PC pour conférer une valeur ajoutée à la matière d’œuvre entrante. C’est en général un ensemble mécanisé utilisant l’énergie électrique, pneumatique ou hydraulique. Elle émet vers la PC des comptes rendus. Cette décomposition tend à être remplacée par une présentation plus générale indiquée ci-dessous : Ce modèle fait apparaître une chaîne d’information qui agit sur les flux de données et une chaîne d’énergie qui agit sur les flux de matières et d’énergies. L’interface assure les échanges entre les deux chaînes. II – CHAÎNE FONCTIONNELLE : CHAÎNE D’INFORMATION ET CHAÎNE D’ÉNERGIE : Une chaîne fonctionnelle est un système technique qui réalise une opération élémentaire sur la matière d’œuvre. On modélise la structure d’une chaîne fonctionnelle par le schéma-bloc suivant : Etude des systèmes - 3 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES La chaîne d’information est composée des fonctions génériques acquérir, traiter et communiquer. Des solutions constructives sont présentées ci-dessous : La chaîne d’énergie est composée des fonctions génériques alimenter, distribuer, convertir et transmettre. Des solutions constructives sont présentées ci-dessous : Etude des systèmes - 4 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES Structure générale d’une chaîne fonctionnelle : Etude des systèmes - 5 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES III – DECOMPOSITION STRUCTURELLE D’UN SYSTEME INDUSTRIEL : Un système industriel est généralement constitué de plusieurs chaînes fonctionnelles. Leur recherche et leur organisation peuvent être appréhendées par l’utilisation d’un outil de modélisation appelé SADT (Structured Analysis for Design and Technic). Principe de fonctionnement de l’outil : la fonction globale est décomposée en fonctions composantes par niveaux successifs. Pour chaque fonction, on précise :  E : les entrées  S : les sorties  C : les données de contrôle (informations sur l’état du système, décision de l’opérateur, paramètres de configuration, etc.)  M : les moyens (matériels, logiciels, personnels) Entre chaque fonction, des liens sont représentés. Exemple : le store automatisé. Etude des systèmes - 6 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES IV – ETUDE FONCTIONNELLE D’UN SYSTEME INDUSTRIEL : Un système industriel répond à un besoin. Ceci correspond à la fonction globale du système. Pour assurer cette fonction globale, le système doit satisfaire un certain nombre de fonctions de service qui peuvent être de deux natures : fonctions principales ou fonctions contraintes.  Les fonctions de service correspondent aux actions attendues du produit en réponse au besoin d'un utilisateur. Elles décrivent les relations entre le produit et son milieu extérieur. La satisfaction d'un besoin nécessite généralement plusieurs fonctions de service.  Les fonctions techniques correspondent aux actions internes du produit définies par le concepteur pour assurer les fonctions de service. Une fonction technique peut être ignorée de l'utilisateur. L’étude des fonctions de service correspond à une analyse fonctionnelle externe du système industriel. L’étude des fonctions techniques et la recherche de solutions correspond à une analyse fonctionnelle interne du produit. 41 – Analyse fonctionnelle externe : recherche des fonctions de service : Méthode APTE : L’expression du besoin ou la fonction globale d’un système est obtenue en répondant successivement aux questions :  A qui (à quoi) rend-il service ?  Sur qui (sur quoi) agit-il ?  Dans quel but ? Exemple : store automatisé (la toile du store ne fait pas partie du système). L’identification des interacteurs se fait en plaçant le produit dans son environnement et en recensant tous les éléments en contact avec le produit durant son utilisation. L’identification des fonctions de service s’effectue en établissant les relations entre le système et les interacteurs. Les fonctions principales lient le système à 2 interacteurs. Les fonctions contraintes lient le système à 1 seul interacteur. Les fonctions s’expriment en terme de finalité, par un verbe à l’infinitif suivi d’un ou plusieurs compléments.  FP1 : Positionner la toile en fonction des consignes de l’utilisateur  FP2 : Protéger la toile du vent  FC1 : Résister au milieu ambiant Etude des systèmes - 7 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES Les fonctions de service sont chacune caractérisées par des critères tels que : critères d’appréciation, les niveaux de ces critères et les flexibilités de ces niveaux. L’ensemble de ces documents constitue le Cahier Des Charges Fonctionnel. 42 – Analyse fonctionnelle interne : Chaque fonction de service est décomposée en fonctions techniques auxquelles sont associées des solutions techniques. Cette méthode est utilisée pour rechercher des solutions. L’outil employé est le modèle FAST (Function Analysis System Technic). Il se présente sous forme d’un arbre fonctionnel établi à partir de la fonction globale ou d’une fonction de service, en répondant aux questions : Pourquoi cette fonction doit-elle être assurée ? Comment ? Quand ? Les réponses à ces questions permettent de décomposer en plusieurs niveaux la fonction étudiée. Le dernier niveau fait apparaître des fonctions élémentaires auxquelles on associe des solutions techniques. Exemple : le store automatisé : Etude des systèmes - 8 AUTOMATIQUE BTS MI ETUDE DES SYSTEMES V – CONCEPT DE TACHE : Le produit élaboré par le système de production est le résultat d’un ensemble de tâches exécutées au cours de sa réalisation. Ces différentes tâches, qui définissent la manière dont s’exécutent les fonctions, traduisent en outre les comportements successifs du système. Une tâche est définie par :  La fonction qu’elle assure  La matière d’œuvre sur laquelle elle agit  Les moyens associés dont elle dispose pour agir  Les contraintes qui lui sont imposées COORDINATION DES TACHES : La réalisation d’un produit ou d’un service est le résultat obtenu par la somme des valeurs ajoutées de l’ensemble des uploads/Industriel/ s51-etude-fonctionnelle-des-systemes 1 .pdf