Sciences de l Ingenieur

7/22/2019 Sciences de l Ingenieur

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TRONC COMMUN

DU POLE TECHNOLOGIQUE

SCIEN

CESDELINGEN

IEUR


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A V A N T - P R O P O S

Dans notre environnement quotidien, on utilise de plus en plus des systmes dont la complexit exige unedmarche d'tude structure fonde sur la thorie des systmes. Pour aborder de tels systmes, il faut :

Un minimum de connaissances ou une culture technologique de base, en tant qu'utilisateur ; Et des comptences pluridisciplinaires impliquant une comprhension approfondie des

principes scientifiques et techniques sous-jacents.

L'enseignement des Sciences de l'ingnieur apporte alors les concepts lmentaires pour aborder les systmes. Ilest l'interface entre l'enseignement collgial et le ple technologique du cycle du baccalaurat ; il permet de :

Dispenser l'lve une base de formation commune aux sections de baccalaurat ; Faire dcouvrir l'lve les constituants des divers champs technologiques pour lui faciliter

l'orientation et mieux affirmer son projet personnel ; Dvelopper chez l'lve les comptences de raisonnement, de communication, d'expression,

d'organisation de travail et de recherche mthodique ; Dvelopper chez l'lve les capacits d'auto apprentissage.

L'enseignement des Sciences de l'ingnieur privilgie l'acquisition de connaissances globales par approcheinductive et en promouvant l'utilisation des nouvelles technologies informatiques. Il se base sur des produits-supportqui peuvent tre aussi bien de l'environnement quotidien de l'lve que de l'environnement industriel. Le produit-support met en vidence principalement :

Une approche fonctionnelle rpondant la question "A quoi sert le produit ?" ; Une approche technologique rpondant la question "Comment est construit le produit ?" ; Une approche physique rpondant la question "Comment le produit se comporte-t-il ?".

Ces diffrentes approchent se conjuguent trs bien avec la dmarche de projet qui est fortement conseille pourla qualit d'enseignement qu'elle procure en favorisant l'autonomie, la recherche, le travail en quipe, lacommunication, etc.

La structure de cet ouvrage est le reflet de cet aspect pluridisciplinaire qu'offre cet enseignement. Il estconforme aux directives et programmes officiels. Il est ax principalement sur 3 modules :

1. Module 1 : Analyse fonctionnelle ;2. Module 2 : Chane d'nergie ;3. Module 3 : Chane d'information.

Pdagogiquement, ces 3 modules constituent les centres d'intrt cognitifs et mthodologies qui :

organise et structure les problmes rsoudre pour l'acquisition des connaissances ; dtermine les activits proposes possibles proposer aux lves.

Les 3 modules sont structurs en parties et chapitres pour respecter cette nouvelle vision des programmes etpermettre aux lves un apprentissage progressif avec un enchanement permettant d'apprhender peu peu lapluridisciplinarit d'un systme.

En plus des 3 modules, 2 annexes donnent plus de cohsion l'ouvrage. Il s'agit d'annexes relatives la dmarche

de projet industriel :

Une annexe A donne des exemples de systmes raliser ; ces systmes-support sont simplesmais riches en enseignements ;

Une annexe B donne des directives pour le projet simple encadr (PSE) ; ces directivesproposent de l'organisation et de la gestion d'un PSE, ainsi que des exemples des thmes traiter avec les lves.

LES AUTEURS


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P O U R S E R E P E R E R DA NS L O U V R A G E

1Utiliser le sommaire pour se situer dans la structure du livre qui estorganis comme suit : Le contenu du livre est divis en 3 modules ;

Chaque module est constitu de plusieurs parties ;

Chaque partie est divise en plusieurs chapitres.

Exemple : Le chapitre GRAFCET de la partie 2 (Traitement delinformation) du module 3 (Chane de linformation) se trouve lapage 176.

LE CHAPITRE

LA PARTIE

LE MODULE

LE SOMMAIRE

2Utiliser lindex pour aller directement lessentiel en recherchant une

dfinition, une mthode, un exercice ou un mot cl.

Il suffit de choisir le mot qui caractrise au mieux le domaine de votrerecherche pour obtenir ensuite la page correspondante dans louvrage.


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S O M M A I R E

M O D U L E 1 : A N A L Y S E F O N C T I O N N E L L E

A V A N T - P R O P O S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

ANALYSE FONCTIONNELLE EXTERNE ................................................................................................. 91. BESOIN : ............................................................................................................................................. 92. PRODUIT ............................................................................................................................................103. REPONSE AU BESOIN .............................................................................................................................. 11

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0

ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE ................................................................................................201. LE DIAGRAMME FAST : ............................................................................................................................ 202. DIAGRAMME SADT :................................................................................................................................213. LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL : ..................................................................................................... 234. DEMARCHE DE PROJET INDUSTRIEL : ........................................................................................................... 24

C H A P I T R E 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5

STRUCTURE FONCTIONNELLE D'UN SYSTEME ......................................................................................251. STRUCTURE D'UN SYSTEME AUTOMATISE :.....................................................................................................26

2. CHAINE FONCTIONNELLE : .......................................................................................................................28

C H A P I T R E 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0

ENTREPRISE INDUSTRIELLE ...........................................................................................................301. LE SYSTEME ENTREPRISE :........................................................................................................................302. DIFFERENTES TYPES D'ENTREPRISE ............................................................................................................. 303. CYCLE D'EXPLOITATION D'UNE ENTREPRISE INDUSTRIELLE : ................................................................................314. LES PARTENAIRES DE L'ENTREPRISE :...........................................................................................................315. FONCTIONS DE LENTREPRISE :..................................................................................................................326. STRUCTURE DE LENTREPRISE : .................................................................................................................327. L'ENTREPRISE ET SON ENVIRONNEMENT ECONOMIQUE :.....................................................................................33

C H A P I T R E 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4

NOTIONS DE GESTION DE PRODUCTION.............................................................................................341. LACTIVITE DE PRODUCTION : ...................................................................................................................352. LES METHODES CLASSIQUES DE GESTION DE PRODUCTION : ................................................................................ 363. LA GESTION DE LA QUALITE :....................................................................................................................37

M O D U L E 2 : C H A I N E D ' E N E R G I E

P A R T I E 1 : A L I M E N T A T I O N E N E N E R G I E

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1

ALIMENTATION ELECTRIQUE..........................................................................................................411. SOURCE DE TENSION ALTERNATIVE : ...........................................................................................................41 2. SOURCE DE TENSION CONTINUE : ...............................................................................................................423. MESURE DE TENSION : ............................................................................................................................ 424. COURANT ELECTRIQUE ........................................................................................................................... 435. ALIMENTATION CONTINUE STABILISEE :........................................................................................................466. AUTRES FONCTIONS ASSOCIEES AU TRAITEMENT D'ENERGIE : ..............................................................................49

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3

LES ALIMENTATIONS PNEUMATIQUES ...............................................................................................531/ PRODUCTION DE LENERGIE PNEUMATIQUE : .................................................................................................532/ PRINCIPES PHYSIQUES : .......................................................................................................................... 54

C H A P I T R E 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5

LE RISQUE ELECTRIQUE ...............................................................................................................551. EFFETS PHYSIOLOGIQUES DU COURANT ELECTRIQUE........................................................................................ 552. TENSION LIMITE DE SECURITE ...................................................................................................................563. CONTACT DIRECT ET INDIRECT ET PROTECTION ASSOCIEE :...............................................................................57


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C H A P I T R E 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8

REALISATION DE CIRCUIT IMPRIME ..................................................................................................581. REALISATION DU TYPON..........................................................................................................................582. INSOLATION ET DEVELOPPEMENT DU CIRCUIT IMPRIME......................................................................................61 3. GRAVURE DU CIRCUIT IMPRIME..................................................................................................................624. MISE EN PLACE DES COMPOSANTS ET SOUDURE...............................................................................................625. EXEMPLE D'APPLICATION : .......................................................................................................................63

P A R T I E 2 : D I S T R I B U T I O N D E L ' E N E R G I E

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5 PREACTIONNEUR ELECTRIQUE........................................................................................................65

1. LE CONTACTEUR...................................................................................................................................652. LE SECTIONNEUR .................................................................................................................................. 663. LES FUSIBLES .......................................................................................................................................67 4. LE RELAIS THERMIQUE ............................................................................................................................ 675. RECAPITULATION : ................................................................................................................................ 68

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 9

PREACTIONNEURS PNEUMATIQUES ..................................................................................................691. LE DISTRIBUTEUR 3/2 : ........................................................................................................................... 692. LE DISTRIBUTEUR 5/2 : ........................................................................................................................... 703. LES DISPOSITIFS DE COMMANDE : ...............................................................................................................70 4. LOGICIELS DE SIMULATION : .....................................................................................................................71

P A R T I E 3 : C O N V E R S I O N D E L ' E N E R G I E

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3

ACTIONNEURS ELECTRIQUES .........................................................................................................731. ELECTROAIMANT (EA) : ........................................................................................................................... 732. ELECTROVANNE : .................................................................................................................................. 733. LE MOTEUR ELECTRIQUE :........................................................................................................................74

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8

ACTIONNEURS PNEUMATIQUES.......................................................................................................781. LES VERINS :........................................................................................................................................782. CONSTITUTION ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT : ........................................................................................78 3. LE VERIN SIMPLE EFFET : .........................................................................................................................784. LE VERIN DOUBLE EFFET :........................................................................................................................79 5. CARACTERISTIQUES ET PERFORMANCES DUN VERIN : ......................................................................................79 6. EXEMPLE DUTILISATION DES VERRINS :........................................................................................................807. LE GENERATEUR DE VIDE OU VENTURI : .......................................................................................................80

P A R T I E 4 : T R A N S M I S S I O N D E L ' E N E R G I E

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2

REGLES DE BASE DE DESSIN INDUSTRIEL............................................................................................ 821/ PRINCIPAUX TYPES DE DESSINS INDUSTRIELS .................................................................................................822/ FORMATS ...........................................................................................................................................833/ ELEMENTS PERMANENTS .........................................................................................................................834/ L'ECHELLE ..........................................................................................................................................845/ LE CARTOUCHE:................................................................................................................................... 846/ NOMENCLATURE : .................................................................................................................................85 7/ ECRITURE :.........................................................................................................................................858/ LES TRAITS : .......................................................................................................................................86

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 7

PROJECTION ORTHOGONALE .........................................................................................................871/ PERSPECTIVE CAVALIERE.........................................................................................................................872/ PERSPECTIVE AXONOMETRIQUE.................................................................................................................883/ PROJECTIONS ET VUES ........................................................................................................................... 90

C H A P I T R E 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3

NOTIONS GENERALES SUR LES MATERIAUX.........................................................................................931- CLASSIFICATION DES MATERIAUX :..............................................................................................................932- PROPRIETES DES MATERIAUX :..................................................................................................................93


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3- SYMBOLES DES MATERIAUX :.....................................................................................................................944- DESIGNATION DES MATERIAUX :.................................................................................................................94

C H A P I T R E 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 7

LES COUPES LES SECTIONS..........................................................................................................971. LES COUPES :.......................................................................................................................................972. LES SECTIONS : ....................................................................................................................................99

C H A P I T R E 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 1

LES LIAISONS MECANIQUES ......................................................................................................... 1011. MOUVEMENT...................................................................................................................................... 1012. HYPOTHESES ..................................................................................................................................... 1013. LIAISON MECANIQUE ............................................................................................................................ 1014. REPRESENTATION NORMALISEE DES LIAISONS ............................................................................................... 1035. Schma cinmatique minimal ................................................................................................................. 107

C H A P I T R E 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 8

CONSTRUCTIONS DES LIAISONS .................................................................................................... 1081/ LIAISONS COMPLETES........................................................................................................................... 1082. FONCTIONS TECHNIQUES D'UNE LIAISON COMPLETE INDEMONTABLE.................................................................... 1123/ GUIDAGE EN ROTATION ........................................................................................................................ 1134/ GUIDAGE EN TRANSLATION.................................................................................................................... 115

C H A P I T R E 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 7

TRANSMISSION ET TRANSFORMATION DE MOUVEMENT ........................................................................ 1171/ POULIES - COURROIES .......................................................................................................................... 1172/ PIGNONS ET CHAINE ............................................................................................................................ 1193/ ENGRENAGES .................................................................................................................................... 1194/ ROUE ET VIS SANS FIN .......................................................................................................................... 1215/ ACCOUPLEMENTS................................................................................................................................ 1226. SYSTEME VIS-ECROU............................................................................................................................. 1237. SYSTEME BIELLE MANIVELLE ................................................................................................................... 124

C H A P I T R E 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 5

REPRESENTATION VOLUMIQUE..................................................................................................... 1251. INTERET DE LA CAO ............................................................................................................................. 1252. LOGICIELS CAO.................................................................................................................................. 1253. MODELEUR VOLUMIQUE......................................................................................................................... 1264. CREATION DES VOLUMES ELEMENTAIRES.................................................................................................... 1275. CREATION D'UNE PIECE SIMPLE : .............................................................................................................. 1286. CREATION D'UN ASSEMBLAGE SIMPLE......................................................................................................... 1307. ANIMATION D'UN ASSEMBLAGE................................................................................................................. 1308. MISE EN PLAN .................................................................................................................................... 131

C H A P I T R E 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2

PROCEDES DE FABRICATION DE PIECES MECANIQUES........................................................................... 132Equipement de ralisation ......................................................................................................... 132

1/ PROCEDES DE MOULAGE ....................................................................................................................... 1322/ PROCEDES DUSINAGE .......................................................................................................................... 133

M O D U L E 3 : C H A I N E D ' I N F O R M A T I O N

P A R T I E 1 : A C Q U I S I T I O N D E L ' I N F O R M A T I O N

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 0

LES CAPTEURS ........................................................................................................................ 1401. DEFINITION : ..................................................................................................................................... 1402. NATURE DU SIGNAL FOURNI PAR UN CAPTEUR : ............................................................................................ 1403. CAPTEURS TOR :................................................................................................................................. 1414. CAPTEURS NUMERIQUES : ...................................................................................................................... 145

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 6

INTERFACE HOMME / MACHINE (IHM)............................................................................................. 1461. DIALAOGUE OPERATEUR VERS PARTIE COMMANDE : ....................................................................................... 1462. DILAOGUE PARTIE COMMANDE VERS OPERATEUR : ......................................................................................... 147


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P A R T I E 2 : T R A I T E M E N T D E L ' I N F O R M A T I O N

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 0

ALGEBRE DE BOOLE CIRCUITS LOGIQUES ....................................................................................... 1501. DEFINITIONS PRELIMINAIRES : ................................................................................................................. 1502. OPERATIONS BOOLEENNES ELEMENTAIRES :................................................................................................. 1513. OPERATIONS DERIVEES :........................................................................................................................ 1544. REPRESENTATION DES FONCTIONS LOGIQUES : ............................................................................................. 157

C H A P I T R E 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 8

REPRESENTATION ET CODAGE DE L'INFORMATION BINAIRE.................................................................... 1581. LES SYSTEMES DE NUMERATION : ............................................................................................................. 1582. CODAGE DE L'INFORMATION BINAIRE : ....................................................................................................... 159

C H A P I T R E 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3

SIMPLIFICATION DES FONCTIONS LOGIQUES ..................................................................................... 1631. METHODE ALGEBRIQUE : ....................................................................................................................... 1632. METHODE GRAPHIQUE : ........................................................................................................................ 165

C H A P I T R E 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 8

TECHNOLOGIE DES CIRCUITS LOGIQUES .......................................................................................... 1681. NOTIONS DE FAMILLE DE CIRCUIT LOGIQUE ................................................................................................. 1682. CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DES CIRCUITS LOGIQUES : ............................................................................ 1693. INTERFACAGE DES CIRCUITS LOGIQUES ...................................................................................................... 170

C H A P I T R E 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 1

ELEMENTS DE BASE EN LOGIQUE SEQUENTIELLE ................................................................................ 1711. CIRCUIT MEMOIRE EN TECHNOLOGIE ELECTRIQUE :........................................................................................ 1712. CIRCUIT MEMOIRE EN TECHNOLOGIE ELECTRONIQUE : .................................................................................... 172

C H A P I T R E 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 4

LE GRAFCET........................................................................................................................... 1741. TYPES DE GRAFCET :............................................................................................................................ 1752. ELEMENTS DE BASE : ............................................................................................................................ 1753. LES REGLES D'EVOLUTION D'UN GRAFCET :.................................................................................................. 1774. STRUCTURES DE BASE D'UN GRAFCET : ...................................................................................................... 178

C H A P I T R E 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 1

MATERIALISATION D'UN GRAFCET ................................................................................................. 1811/ LOGIQUE CABLEE................................................................................................................................ 1812/ AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUSTRIEL :.................................................................................................. 182

P A R T I E 3 : C O M M U N I C A T I O N D E L ' I N F O R M A T I O N

C H A P I T R E 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 8

LIAISON PARALLELE ET LIAISON SERIE ............................................................................................ 188PRINCIPE : ........................................................................................................................................... 1882. LIAISON PARALLELE ............................................................................................................................. 1893. LIAISON SERIE : .................................................................................................................................. 189

C H A P I T R E 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 0

RESEAU LOCAL - INTERNET ......................................................................................................... 1901. DEFINITIONS : .................................................................................................................................... 190

2. LES TYPES DE RESEAUX : ....................................................................................................................... 1903. LES MODELES DE RESEAUX :.................................................................................................................... 1914. LES TOPOLOGIES DE RESEAUX : ............................................................................................................... 1925. INTERNET : ....................................................................................................................................... 193

A N N E X E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 4

P R O J E T S I M P L E E N C A D R E : D I R E C T I V E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 8


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MODULE 1

ANALYSE FONCTIONNELLE

PRSENTATION

Dans le contexte de la dmarche de projet industriel, l'analyse fonctionnelle est uneapproche scientifique qui raisonne en termes de fonctions devant tre assures par unproduit ou systme. Elle consiste recenser, caractriser, ordonner et hirarchiser lesfonctions d'un systme. Elle s'applique la cration ou l'amlioration d'un systme. Elle apour objectif de dcomposer le systme pour y distinguer :

Les fonctions de service qui permettent de rpondre au besoin ;

L'organisation de l'ensemble de ces fonctions, c'est dire leur interaction ;

Les fonctions techniques qui permettent d'assurer les fonctions de service.

Selon qu'on s'intresse aux fonctions de service ou qu'on s'intresse aux fonctionstechniques, on parle d'analyse fonctionnelle externe ou interne ; chacune ses outils. Lesplus utiliss de ces outils sont :

Le diagramme de bte cornes pour formuler un besoin ;

Le diagramme Pieuvre rechercher les fonctions de service ;

Les diagrammes FAST et le SADT pour rechercher les fonctions techniques.

L'analyse fonctionnelle est une dmarche applique largement dans le monde del'entreprise industrielle. En effet, pour tre comptitive, une entreprise doit :

tre structure en fonctions et services qui communiquent efficacement, ce quidoit lui permettre dassurer un fonctionnement optimal pour satisfaire ses

objectifs ; Utiliser les outils adquats de gestion de production, en vue de fabriquer des

produits de qualit, dans les dlais requis et au meilleur cot.

COMPETENCES ATTENDUES

Identifier les lments transforms par le produit.

Dcrire la valeur ajoute par le produit.

noncer sa fonction de service. Distinguer les diffrents types de fonctions.

Reprer les solutions constructives associes aux fonctions techniques.

Dfinir les tapes du cycle de vie d'un produit.

Apprhender les diffrentes tapes de l'analyse fonctionnelle.

Situer l'analyse fonctionnelle dans la dmarche de projet industriel.


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MODULE 1 : ANALYSE FONCTIONNELLE 9

CHAPITRE 1

ANALYSE FONCTIONNELLE EXTERNE

INTRODUCTION :

Dans la vie quotidienne, on utilise des produits divers. Chacun de ces produits satisfait un de nosbesoins. Par exemple, on utilise :

Lordinateur pour satisfaire le besoinde traiter et stocker les donnes.

Le store pour satisfaire le besoin dese protger, des rayons solairesintenses dans une pice, terrasse,etc.

L'analyse fonctionnelle externe, dcrit le point de vue de l'utilisateur et ne s'intresse au produit qu'entant que "boite noire" capable de satisfaire son besoin en fournissant des services dans son environnementdurant son cycle d'utilisation.

1. BESOIN :

1.1- Dfinition :

Le besoin est une ncessit ou un dsir prouv par un utilisateur. Ilpermet de justifier lexistence dun produit.

1.2- Types de besoin :

Le besoin est donc une exigence qui nat de la vie sociale et conomique. Il peut tre : Explicite : lutilisateur exprime de faon consciente son besoin ; par exemple, un utilisateur

exprime le dsir de monter un store dans son jardin ;

Implicite comme le besoin de se nourrir, etc. ;

Latent qui existe de manire non apparente et donc non exprime ; dans ce cas, cest auxentreprises de dfinir ce besoin, car lentreprise doit avoir toujours des clients pour survivre et sedvelopper.


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A N A L Y S E F O N C T I O N N E L L E E X T E R N E


2. PRODUIT

2.1- Dfinition :

Un produit est ce qui est fourni un utilisateur pour satisfaire un besoin.

2.2- Types de produit :

Un produit peut tre un :

Matriel: c'est ce qui est matriel et lmentaire tel que des bouteilles dhuile, des botesdallumettes, du savon, etc. ;

Service: c'est ce qui nest pas matriel tel quun service offert par une agence de voyage, unservice offert par une banque, etc. ;

Processus : C'est un produit qui n'est pas lmentaire et qui est donc complexe tel quune "grossemachine" qui permet de remplir des bouteilles avec un liquide donn, les boucher et lestiqueter ; lentreprise qui va vendre le produit bouteille remplie, bouche ettiquete achte son tour ce processus (grosse machine) chez une autre entreprise.

2.3- CYCLE DE VIE DUN PRODUIT :

Le cycle de vie dun produit est relativement comparable a celui dun tre vivant : naissance,jeunesse, adulte, vieillissement, etc. On peut rsumer ce cycle dans les phases suivantes :

Dfinition du besoin : le produit est dfini par le client utilisateur ou cre par le service de"Marketing" d'une socit ; un tel service a pour rle d'tudier le march et suivre de prt les

besoins des clients : besoin explicite ou latent Conception et production : Aprs avoir dfini le besoin, les concepteur-ralisateurs, dans leurs

bureaux d'tudes, commencent leurs recherches pour trouver les solutions technologiquesrpondant au besoin de leurs clients ; puis aprs avoir fini de la conception du systme, vient laphase de production ou industrialisation du systme dans les usines de fabrication.

Commercialisation : Le produit rpondant au besoin du client sort de l'usine pour trouver saplace dans les magasins de vente.

Utilisation du produit : Le produit est entre les mains du client utilisateur pour rpondre sonbesoin.

Elimination du produit: Le produit ne rpond plus au besoin par vieillissement ou par l'arrivede nouvelles technologies.

Exemple : Micro-ordinateur

Le Micro-ordinateur est un systme :

C'est un ensemble d'lments lis : unit centrale, cran, souris, clavier, etc. ; Il satisfait au besoin ou but de traiter les donns.


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2.4- Qualit d'un produit :

La qualit est l'ensemble des proprits et caractristiques d'un produit qui lui donne l'aptitude satisfaire un besoin. Elle dpend :

Du nombre de fonctions assures (fonctions d'usage et d'estime) ;

De la conformit de ces fonctions par rapport la demande du client ; De la sret de fonctionnement ; en effet un produit doit assurer ses fonctions tout en respectant

les normes de scurit pour les biens et les personnes ;

Du dlai ncessaire pour raliser le produit sans retard ;

Du cot de revient ; en effet, le cot de revient d'un produit dpend de plusieurs phases qu'il faut

matriser et rationaliser : cot d'tude, cot de fabrication, cot de commercialisation, etc.

2.5- Notion de systme :

Le terme "systme" est souvent utilis la place de celui de "produit". En effet, Le concept desystme a une signification ou connotation plus riche : il regroupe tous les types de produitsmentionns ci-dessus (matriel, service et processus). C'est le terme qui sera donc utilis, en gnral,dans la suite de l'ouvrage. Il est dfini, en gnral, comme suit :

Un systme est un ensemble d'lments organis en fonction d'un but atteindre ou pour satisfaire un besoin.

3. REPONSE AU BESOIN

3.1- Finalit dun produit :

Pour rpondre au besoin, on dfinit laction dun systme en termes de sa finalit, c'est dire entermes de ses fonctions qui rendent service l'utilisateur. A ce stade, on ne parle pas donc dessolutions techniques.

L'intrt de ce principe, pour le concepteur - ralisateur, est de laisser l'esprit ouvert pour lacrativit, ce qui permet d'identifier toutes les fonctions possibles devant tre assures par le produit.On entame alors la recherche des fonctions devant tre assures par ce produit. Pour ce faire, onutilise des outils bien adapts cette tche qui sont en principe graphique. En effet, unereprsentation graphique rend un systme plus facile assimiler, notamment la vision des sous-systmes qui le composent, ainsi que les liaisons et les relations qui les rgissent.

3.2- Recherche et formulation du besoin :

Le plus souvent, on utilise les 2 outils ou reprsentations normaliss suivantes :

Le diagramme de la "Bte cornes" ;

L'Actigramme de la fonction globale.


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3.2.1- Bte cornes :

Pour noncer le besoin fondamental dunproduit, on utilise loutil ou diagramme de "bte

cornes", qui pose 3 questions fondamentalescomme l'indique la figure ci-dessous :

Note : On l'appelle "bte cornes", parce que le diagramme ressemble un peu une bte 2 cornes.

L'outil "Bte cornes" permet de s'assurer que le besoin existe ; par consquent l'tude du systmese justifie et a donc raison d'tre. Il ncessite un travail en groupe, afin de tenir compte des pointsde vue des diffrents intervenants concerns par le systme : l'utilisateur, le concepteur, le

distributeur, etc.

Exemple 1 : Micro-ordinateur

Exemple 2 : Store automatis

A qui rend-ilservice ?

Sur quoiagit-il ?

Systme

Dans quel but lesystme existe-t-il ?

Utilisateur Donnes

Micro-

ordinateur

Traiter et stockerLes donnes

Habitantd'un local

Une zoneexpose

Store

automatique

Positionner la toileautomatiquement

La toile


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3.2.2- Actigramme de la fonction globale :

Un actigramme est un bloc ou bote fonctionnelle, qui indique la nature de l'activit d'un systme ; ilest reprsent par un rectangle comme suit :

Fonction globale : Elle est note l'intrieur du rectangle ; on note ce qui suit propos de lafonction globale :

La fonction globale d'un systme est la fonction pour laquelle il a t conu et ralis.C'est la relation tablie par le systme, qui transforme une matire d'uvre en la faisantpasser d'un tat initial en ente un tat final en sortie pour satisfaire le besoin.

On la dcrit toujours par un verbe l'infinitif.Exemple : "Traiter les donnes" ;

Elle est aussi appele fonction d'usage ou fonction de base.

Matire d'uvre : C'est ce sur quoi agit le systme afin d'en modifier ses caractristiques ; dunemanire gnrale, on rencontre 3 types de matire duvre :

La matire ; par exemple, une perceuse agit sur une pice non perce ; Lnergie ; par exemple : un alternateur transforme de l'nergie potentielle (chute d'eau)

en nergie lectrique ; Linformation ; par exemple un ordinateur agit des donnes saisies au clavier ou partir

d'un fichier. Valeur ajoute : Lors de son passage dans le systme, la matire d'uvre subit une modification

ou transformation. On dit que le systme lui a apport de la valeur ajoute. La valeur ajoutepeut tre un dplacement, une transformation, un stockage, etc.

Ressources ou donnes de contrle : Ce sont les paramtres qui dclenchent ou modifient lecomportement du systme. Elles se classent souvent en 4 catgories :

Donnes de contrle d'nergie (W) : Prsence d'nergie pour effectuer l'action ; Donnes de contrle de configuration (C) : modes de marches (manuel, automatique, pas

pas, etc.) ; Donnes de contrle de rglage (R) : paramtres de vitesse, seuils de dclenchement, etc. Donnes de contrle d'exploitation (E) : Dpart de cycle, arrt, etc.

Puisqu'elles sont implicites, les donnes de contrle sont parfois non reprsentes pour desraisons de simplification de la lecture de l'actigramme.

Nom du systme : Il est indiqu en bas du rectangle.

Fonction globale

Ressources ou donnes de contrle

Matire d'uvre en sortie

Produit Energie Information

Matire d'uvre en entre

Produit Energie Information

Pertes et nuisances

Messages ou comptes rendus

Systme

W R EC


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Exemple 1 : Store automatique


Donnes

Traiter et

stocker lesdonnes

Pertes bruit

Signalisation

Micro-ordinateur

W : Mise en ner ie

R: R la e de l'cran etc.

C : Mode ra hi ue etc.

Donnes traiteset stockes

DonnesTraiter et

stocker lesdonnes

Pertes bruitSignalisation

Micro-ordinateur

Donnes traites etstockes

Reprsentationsimplifie

Toile enposition initiale

Changerla position de

la toile

Pertes bruitSignalisation

Store automati ue

W : Mise en ner ie

R: R la e de fin de course

E : Intensit du Vent et de lumire

C : Modes manuel automati ue

Toile enposition finale


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Exemple 3 : Cafetire lectrique

3.3- Recherche des fonctions de service :

3.3.1- Dfinitions :

a/ Fonctions de service :

Les fonctions de service sont les actions attendues d'un produit pour rpondre un besoin. Unefonction de service est caractrise par ce qui suit :

Elle est dcrite par un verbe l'infinitif suivi d'un complment ;

Elle peut tre une fonction :

d'usage, car elle justifie le pourquoi de l'utilisation du systme ; d'estime, car elle concerne l'aspect d'esthtisme, de qualit, de cot, etc.

Elle doit faire abstraction de la solution technique qui pourrait la matrialiser.

Exemple : Formulation de quelques fonctions de service d'un store automatis.

Changer automatiquement la position d'une toile destore (fonction d'usage) ;

S'adapter l'architecture de la faade sur laquelle, ilsera mont (fonction d'estime).

b/ Fonctions techniques :

Une fonction technique reprsente une action interne au systme, pour assurer une ou des fonctionsde service ; elle est dfinie par le concepteur. On la qualifie aussi de fonction constructive, parcequelle participe construire techniquement le systme.

SignalisationCaf en poudre

dans filtre

Prparer

du caf chaud

Pertes

Cafetire lectri ue

Mise en ner ie

Eau dans le rservoir

Consi nes utilisateur

Caf chaudprpar dans

rcipient


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Sa structure gnrale est donne par la figure ci-dessous (exemple d'un systme avec 5

lments) ; Il prsente donc graphiquement, de manire synthtique et conviviale ce quon devrait dcrire

dans un document trs long et peu explicite ; Il permet de visualiser toutes les relations possibles du systme avec les lments de son milieu

ou environnement extrieur ; ces relations sont en fait les fonctions de service ; un tableauaccompagnant le diagramme dcrit ces fonctions. On distingue :

Les fonctions principales (FP) : Elles crent des relations entre plusieurs lments delenvironnement qui expriment les services offerts par le systme pour satisfaire le besoin; dans le schma gnral, on trouve FP1 et FP2 ;

Les fonctions contraintes (FC) : Elles adaptent le systme un ou plusieurs lments deson environnement. Dans le schma gnral, on trouve FC1 et FC2. Elles contraignent leconcepteur respecter certaines exigences de l'utilisateur, normes de scurit, etc.

b/ Types de milieu :

En gnral, les lments de l'environnement d'un systme donn peuvent tre des milieux habituelssuivants :

Milieu physique : Milieu ambiant (vent, humidit, chaleur, poussire, etc.) ;

Milieu technique : Energie lectrique (autonomie, recharge ; etc.) ;

Milieu humain : Utilisateur (ergonomie, esthtique, bruit, scurit ; etc.).

Milieu conomique : Critres de qualit (cot, entretien, maintenance, etc.).

c/ Caractrisation des fonctions de service :

La caractrisation consiste noncer pour chaque fonction de service (principale ou de contrainte)les critres d'apprciation avec des niveaux et une certaine flexibilit. Cette opration se fait engnral sous forme d'un tableau, qu'on appelle "tableau fonctionnel" et qui a le format suivant :

Fonction Critre d'apprciationNiveau d'un critre

d'apprciationFlexibilit d'un

niveau

FP ou FC

Systme

FP1

FP2

FC1FC2

Elment 1

Elment 2

Elment 5

Elment 4

Elment 3


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Critre d'apprciation d'une fonction : Caractre retenu pour apprcier la manire dont unefonction est remplie ou une contrainte est respecte. Une chelle doit tre utilise pourapprcier le niveau.

Niveau d'un critre d'apprciation : Grandeur repre dans l'chelle adopte pour un critred'apprciation d'une fonction. Cette grandeur peut tre celle recherche en tant qu'objectif. Elleaura des valeurs chiffres avec tolrance (dimensions, paramtres de fonctionnement, cot,niveau sonore, etc.).

Flexibilit d'un niveau : C'est l'ensemble des indications exprimes par le demandeur avec deslimites d'acceptation. Ces limites sont prcises sous forme de classe de flexibilit:

Classe F0 : flexibilit nulle, niveau impratif ;

Classe F1 : flexibilit faible, niveau peu ngociable ;

Classe F2 : flexibilit moyenne, niveau ngociable ;

Classe F3 : flexibilit forte, niveau trs ngociable.

d/ Exemples :

Les 3 exemples suivants permettent d'illustrer la construction du diagramme Pieuvre, ainsi que laformulation des fonctions de service dans le tableau fonctionnel accompagnant le diagramme. Lacaractrisation des fonctions de service n'est pas tudie dans ces 2 exemples pour des raisons desimplicit.


Diagramme Pieuvre :

Tableau fonctionnel :

FONCTION DESCRIPTION

FP1 Permettre l'utilisateur de saisir, traiter, stocker desinformations

FP2 Permettre l'utilisateur d'changer des informations viaInternetFC1 Utiliser l'nergie lectrique du secteurFC2 Se poser facilementFC3 Etre d'un usage ais et avoir une certaine esthtique

Micro-

ordinateur

FP1FP2

FC8

FC1FC2

FC3

L'nergielectrique

L'utilisateur

MeubleSupport

InformationsRseauInternet


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Exemple 2 : Souris de micro-ordinateur

Diagramme Pieuvre :


Exemple 3 : Store automatis.

On considre que la matire d'uvre du store est la toile, donc c'est un lment extrieur.

Diagramme Pieuvre :



FP1 Protger lutilisateur contre les rayons intenses du soleilFP2 Empcher la dtrioration du store par le ventFP3 Prendre en compte les consignes de lutilisateurFC1 S'adapter aux supportsFC2 Utiliser l'nergie lectrique du secteurFC3 Rsister aux agressions de l'environnement et s'adapter l'architectureFC4 Etre d'un usage ais et avoir une certaine esthtique


FP1 Dplacer un pointeur l'cran et valider le choix de l'utilisateurFC1 Se connecter l'unit centrale pour permettre l'change d'informations

FC2 Faciliter les mouvements de la sourisFC3 Alimenter en nergie par l'unit centraleFC4 Etre agrable et facile manier par l'utilisateur

Store

automatis

FP1

FP2FC1

FC2

FC4FP3

FC3

L'nergie

L'utilisateur

Le milieuambiant

Le mur

Le soleil

La toile

Le vent

Souris

FP1FC1FC4

FC2FC3

Ordinateur Utilisateur

Ener ieSupportTa is


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CHAPITRE 2

ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE

INTRODUCTION :

L'analyse fonctionnelle interne, dcrit le point de vue du concepteur en charge de fournir le produitdevant rpondre au besoin de l'utilisateur. Lors de cette phase de conception, les fonctions de service oud'usage vont tre obtenues l'aide de fonctions techniques. Pour ce faire, on utilise une analysedescendante.

L'analyse fonctionnelle descendante est une dmarche, qui utilise des outils ou reprsentationsgraphiques. Elle part de la fonction globale et dcortique un systme pour en sortir les diffrentesfonctions lmentaires. Elle part donc du gnral pour aboutir au particulier.

1. LE DIAGRAMME FAST :

Le diagramme FAST (Function Analysis System Technique) est un diagramme d'analyse fonctionnelledes systmes techniques. En effet, lorsque les fonctions de service sont identifies, ce diagramme a pourmthode de les ordonner et les composer logiquement pour aboutir aux solutions techniques deralisation, appeles aussi solutions constructives parce qu'elles aboutissent la construction du systme.

En partant d'une fonction principale ou de contrainte, le diagramme FAST prsente les fonctionstechniques et les solutions technologiques associes dans une organisation logique rpondant aux 3questions suivantes :

Pourquoi cette fonction doit-elle tre assure ?

Comment cette fonction doit-elle tre assure ?

Quand cette fonction doit-elle tre assure ?

La rponse la 3eme question (quand) est souvent omise.

Pourquoi ? Comment ?Fonction

Quand ?

Fonction technique 1


Fonction de service

Fonction technique n



Fonction technique n

Fonction de service

ET

Fonctions ralisesen mme temps

OU

Fonctionsalternatives

possibles


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Exemple : Diagramme FAST partiel du store automatis

2. DIAGRAMME SADT :

La reprsentation SADT (Structured Analysis and Design Technic) est la technique de modlisation avecanalyse structure. Elle reprend les principes prcdents du diagramme FAST, mais utilise des rglesprcises ce qui la rend plus complexe. Le diagramme est alors un ensemble d'actigrammes ou diagrammesd'activit. Un diagramme SADTest structur en niveaux comme suit :

Drouler/Enrouler

Guider la toile

Limiter lemouvement

Grer

Convertir l'nergie

Distribuerl'nergie

Adapter l'nergie

Botier decommande (1)

Moteur lectrique(3)

Relais (2)

Rducteur engrenages (4)

Rouleau(6)

Leviers articuls

(5)

Capteurs de fin decourse (7)

Fonctions de service Fonctions techniques Solutions technologiques

Positionnerla toile du Store

5

3, 4, 7

6

1, 2


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L'actigramme de niveau le plus lev, not A-0 correspond la finalit ou la fonction globale dusystme ;

Ce diagramme de niveau A-0 se dcompose en n diagrammes : A1 An ; Chacun des diagrammes A1 An est dcompos son tour suivant le mme principe. Dans

l'exemple ci-dessous :

A0 reprsente le niveau 0, donc la fonction globale du systme ; elle se dcompose en 2sous-systmes A1 et A2 et A3 ;

A1 se dcompose en A12 et A12 ; Et ainsi de suite.

La dcomposition se termine si le niveau souhait pour atteindre l'objectif est atteint ; Dans chaque diagramme ou niveau, on dfinit les relations entre les sous systmes et les donnes

de contrle.

Exemple : Diagramme SADT partiel du store automatis

A3

A31A32

A33

A0

A0

A1

A2A3

A1

A11

A12


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3. LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL :

3.1- Dfinition :

Le cahier des charges fonctionnel (CdCF) est un document contractuel par lequel le demandeurexprime son besoin en terme de fonctions de service. Pour chacune des fonctions et des contraintessont dfinis des critres d'apprciation et leurs niveaux, chacun de ces niveaux tant assorti d'uneflexibilit.

Il ncessite un travail en groupe, afin de tenir compte des points de vue des diffrents intervenantsconcerns par le systme : l'utilisateur, le concepteur, le distributeur, etc.

D'aprs la dfinition, on remarque que le CdCF est l'aboutissement de l'analyse fonctionnelle :

Le besoin est exprim par le

client qui souhaite acqurirun produit pour satisfaireun besoin donn.

Le besoin est traduit parl'entreprise partir d'unetude de march.

Analysefonctionnelle

OU

Rdactiondu

CdCF

Communiquer

A1

Boutons

Traiter les

donneA2

Grerlnergie

A3

Dplacer lestore

A4

Acqurir

A5

NIVEAU A-0

Capteurs

Carte lecronique

Appareillage

P.O

NIVEAU A-0

Store en position initiale

Store enposition

finale

Informations

Lumire

Vent

Informations

Rseau 230V


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3.2- Contenu du CdCF :

Le CdCF contient donc les lments suivants :

L'expression du besoin : fonction globale ; La dfinition des fonctions de service (fonctions principales et fonctions contraintes) ; L'numration des critres d'apprciation (Satisfaction, cot, performances, scurit, etc.) ; Le diagramme FAST permet de dfinir les fonctions secondaires qui permettront d'affiner les

critres d'apprciation. Il sera utile de le pousser jusqu' l'apparition d'une syntaxe OU qui donnedes pistes de recherche et offre des choix.

4. DEMARCHE DE PROJET INDUSTRIEL :

Un projet industriel est un processus qui dpend de beaucoup de facteurs pour le mener bien :

des ressources humaines pour tudier le projet : de la formulation du besoin aux schmas et plande ralisation ;

des moyens matriels pour mettre en oeuvre le projet et le commercialiser.

La dmarche de projet industriel recense et caractrise les tapes que connat un projet industriel ; onsimplifie dans ce qui suit les principales de ces tapes :

Etape 1 : C'est le service Marketing d'une entreprise qui agitprincipalement dans cette phase bien qu'en fait, il s'agisse d'untravail pluridisciplinaire. Il s'agit alors de saisir le besoin,l'noncer et le valider.

Etape 2 : Dans cette phase, il sagit de la dfinition fonctionnelledune sorte de contrat entre le demandeur et le ralisateur ; on yprcise les fonctions de service assures par le produit ainsi queses caractristiques.

Etape 3 :Cest la phase de la traduction des fonctions de serviceen fonctions techniques, pour aboutir des solutions

technologiques permettant de construire le produit. Etape 4 : Dans cette phase qui, en principe, contient plusieurs

phases, on produit un prototype qui connatra des amliorationspour arriver au produit final, pour lequel on fait alors une gestionde production aboutissant la fabrication en grande srie.

Etape 5 : Cest la phase o lentreprise doit commencer amortir ses investissements dans le produit et faire des profits ;pour cela, elle mne une tude commerciale pour distribuer sonproduit avec un choix stratgique pour ses points de vente touten menant une politique publicitaire pour attirer leconsommateur vers son produit.

Etape 6 : Cest la phase o intervient surtout le service decomptabilit et le service daprs-vente. Il faut alors assureralors la garantie et la maintenance et valuer les performancescommerciales qui sont censes apporter du profit lentreprise.

Etape 7 : Cette dernire tape concerne laction sur le produitau de la de son utilisation avec comme premire proccupation laprotection de lenvironnement. Pour cela, on pense au recyclagedes lments rcuprables et la destruction ou le stockage desautres avec scurit.

1- Analyse du besoin

2- Cahier des chargesfonctionnel

3- Conception

4- Production

5- Commercialisation

6- Utilisation duproduit

7- Elimination duproduit


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CHAPITRE 3

STRUCTURE FONCTIONNELLE D'UN SYSTEME

INTRODUCTION :

Les systmes sont d'une grande varit ; pour des raisons didactiques, nous nous intresseronsprincipalement des systmes qui ont une reprsentativit correcte de la ralit des environnementsindustriel et quotidien ; on peut les classer ainsi :

Classe des systmes industriels de production : Les systmes de cette classe ne sont pashabituels l'environnement quotidien, mais ils ont une structure dont les composants sontrelativement simples : identifiables, ouverts et standard, ce qui facilite leur tude.Exemple : Machine de remplissage et bouchage, machine de tri de pices, etc.

Classe des systmes "grand public" : Ils font partie de l'environnement quotidien et reprsententla technologie actuelle, mais ils ont un degr d'intgration de fonctions un peu lev, ce qui lesrend parfois difficile tudier.Exemple : Machine laver, Store automatique, etc.

Ces systmes qu'ils soient industriels ou "grand public" peuvent tre :

Manuel : Dans ce cas, c'estl'utilisateur qui apporte del'nergie ncessaire au systmeet dirige la succession desoprations.Exemple : Store manuel

L'utilisateur manuvrele store manuellementpour la monte et ladescente de la toile,grce une manivelle etson nergie musculaire.

Mcanis : Dans ce cas,l'utilisateur est assist de pointde vue nergie par une sourceextrieure mais c'est lui dirigeencore les oprations.Exemple : Store mcanis

Le store est motoris ;l'utilisateur manipuleuniquement des boutonspour monter ou descendrela toile.

Automatis : Dans ce cas,l'nergie est apporte par unesource extrieure, comme pourun systme mcanis ; mais enplus, la succession desoprations est commande parun organe lectronique dotd'une certaine "intelligence".Exemple : Store automatis

Un organe lectroniquedot d'intelligence, capte lal'intensit des rayonssolaires et la vitesse duvent, et commande la toiledu store suivant unprogramme de. L'action del'utilisateur est rduite lamise ne marche dusystme.

Note : Ce sont les systmes automatiss qui font donc principalement l'objet d'tude de cet ouvrage.

Store manuel

Store mcanis

Moteur

Boutons

Store automatis

CapteursElectronique


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1. STRUCTURE D'UN SYSTEME AUTOMATISE :

1.1- Dfinition :

Un systme automatis est un ensemble d'quipements qui permet partir d'nergie, et de produitsbruts ou non finis, de fabriquer des produits finis ; et ce, d'une faon automatique o l'interventionhumaine est rduite au minimum, notamment pour les tches difficiles.

La modlisation d'un systme automatis permet de l'tudier d'une manire rationnelle.

1.2- Modlisation simple (Partie Oprative/Partie Commande) :

Un systme automatis est un systme boucl, qu'on peut, modliser par le schma simple suivant ;il est alors structur autour :

D'une Partie Oprative (PO), forme par :

Les capteurs qui reprsentent les organes d'observation du systme ;

Les actionneurs qui reprsentent les organes de puissance du systme ; D'une Partie Commande (PC), qui en fonction des comptes rendus des capteurs, fait les

traitements ncessaires et donne des ordres aux actionneurs.

L'utilisateur a pour tche principale de configurer et superviser le systme ; il communique aveclui grce aux moyens de dialogue (boutons, voyants, etc.). Il s'agit de l'Interface Homme Machine(IHM).

Exemple : Store automatis

Sa PO est constitu :

Des capteurs de vent et du soleil qui observent lesconditions climatiques ;

D'un moteur lectrique qui agit sur la toile, enl'enroulant ou la droulant sur un tambour.

Comptes rendusde Capteurs

Ordres versActionneurs

PartieCommande

(PC)

PartieOprative

(PO)

Utilisateur(IHM)

Store automatis

CapteursElectronique

IHM

PC

PO


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Sa PC est constitue d'un organe lectronique qui les lit les informations des capteurs, traite cesinformations et donne des ordres au moteur.

On peut remarquer, partir du schma gnral et de l'exemple du store automatis, qu'un systmeautomatis met en uvre deux chanes d'oprations :

Lune agissant sur les flux des informations, appele chane dinformation ; Lautre agissant sur les flux de matire et dnergie, appele chane dnergie.

1.3- Modlisation avance (Chane d'nergie/Chane d'information) :

1.3.1- Introduction :

Cette modlisation est plus prcise que la premire; elle introduit beaucoup plus de concepts ; elleest donc plus complique. Pour bien l'aborder, on commence par un exemple, perceuse automatise :

1.3.2- Tche et sous-ensemble fonctionnel :

Dans ce systme, on distingue principalement 2 soussystmesqui concourent la ralisation de la fonction globale dusystme :

Soussystme (SE1) de serrage de la pice ; Soussystme (SE2) de perage de la pice ;

Chacun de ces 2 sous-systmes est appel "sous-ensemblefonctionnel", car :

C'est un sous-ensemble de l'ensemble du systme ; Il ralise une tche qui consiste en un certain nombre

d'oprations sur la matire d'uvre.

Pice non perce dansla goulotted'alimentation

Percerautomatiquement

une pice

Coupeaux, bruitSignalisation

Perceuse automatise

Energie lectrique et

Programme de fonctionnement

Capteurs (position, etc.)

Modes manuel/automatique

Pice perce dans lebac d'vacuation

Dcy

ps

pp

pd

VS

fr

VM

MF

Perceuse automatise


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Exemple : Le SE1 a pour tche de dplacer et serrer la pice.

Pour raliser sa tche, chaque sous-ensemble fonctionnel effectue une certaine successiond'oprations : acqurir les informations sur l'tat des capteurs, traiter ces informations et agir sur lamatire d'uvre. Cette succession d'oprations s'excute en chane de fonctions; on parle alors dechane fonctionnelle.

Cette modlisation est donc base sur la notion de chane fonctionnelle (chane de fonctions).

2. CHAINE FONCTIONNELLE :

Tout systme automatis, plus ou moins complexe, peut tre dcompos en chanes fonctionnelles.Une chane fonctionnelle est l'ensemble des constituants organiss en vue de l'obtention d'une tcheoprative, c'est--dire d'une tche qui agit directement sur la matire d'uvre.

Exemples : Serrer une pice, percer une pice, prendre un objet, dplacer une charge, etc.

Les constituants d'une chane fonctionnelle participent :

Soit des oprations de gestion de l'nergie (Chane d'nergie) ; Soit des oprations de gestion des informations (chane d'information) ;

On peut remarquer donc que chaque chane fonctionnelle comporte gnralement :

Une chane dnergie constitue des fonctions :

Alimenter ; Distribuer ; Convertir ; Transmettre.

Une chane dinformation constitue des fonctions :

Acqurir ; Traiter ; Communiquer.

Ces fonctions sont gnriques, c'est dire qu'elles s'appliquent en principe presque tous lessystmes. Mais elles pourront faire lobjet dun dveloppement diffrent suivant le domaine :

systme de contrle-commande avec interface homme-machine, comme une raffinerie de ptrole

systme lectronique embarqu, comme un systme de commande de voiture moderne ;

systme informatique ;

systme de communication.


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La chane d'nergie et la chane d'information concourent ensemble, harmonieusement pour "agir"finalement sur la matire d'uvre. On appelle gnralement l'lment responsable de cette dernireopration, "effecteur", du mot effet.

Un effecteur est l'lment terminal de la chane d'action, convertissant l'action de l'actionneur en uneffet ou une opration sur la partie oprative.

Exemples :

Fort de perceuse pour effectuer des trous ;

Convoyeur pour effectuer un dplacement de pice sur un tapis roulant ;

Pince de robot pour effectuer une force de prhension sur des pices ; Tambour de store pour enrouler ou drouler une toile.

En gnral, les systmes mettent en uvre plusieurs types d'nergie quils transforment etconvertissent. Les nergies principalement exploites ou transformes sont l'nergie lectrique etl'nergie mcanique sous leurs diffrentes formes.

Grandeursphysiques

mesurer

Chane dnergiene rg i esd e n t re

ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

AGIR

Chane d inf ormat ion

Informationsdestines dautressystmes et auxinterfaces H/M

Ordres

Informationsissues dautressystmes etdInter aces H/M

ALIMENTER DISTRIBUER

CONVERTIR TRANSMETTR

Matire d'uvre

en entre

Matire d'uvre

en sortie


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CHAPITRE 4

ENTREPRISE INDUSTRIELLE

INTRODUCTION :

D'une faon simple, on peut savoir ce qu'est l'entreprise par les questions-rponses suivantes :

Question Rponse

Que fait une entreprise ? Elle vend sur le march des biens qu'elleproduit

Dans quel but ?

Raliser un profit ; Crer des emplois ; Contribuer au dveloppement de la

nation ; Etc.

On voit donc que l'entreprise a des relations de plusieurs natures (march, employs, clients, tat,

agents financiers, etc.). Il convient alors de la dfinir en tant que systme.

1. LE SYSTEME ENTREPRISE :

Lentreprise est donc un systme qui utilise, transforme et gre un certain nombre de flux dentedont la nature est justifie par la nature de ses activits.

2. DIFFERENTES TYPES D'ENTREPRISE

Les entreprises peuvent tre classes suivant plusieurs types de critres. Ici, on s'intresse au point devue activit. Dans ce cas, on trouve :

Les entreprises de production des biens ou entreprises industrielles.Exemple : Lesieur produit de l'huile de table.

les entreprises de production de services.Exemple : La RAM propose des voyages en avion.

Les entreprises de distribution.Exemple : Marjane achte des biens et les vend sans les transformer.

Flux d'entre :

Flux physiques Flux montaire Flux d'information Flux de main d'uvre

Matires d'uvre quel'entreprise recueille auprs deson environnement

UtilisationTransformation

Gestion

Entreprise

Flux de sortie :

Flux physiques Flux montaire Flux d'information

Matires d'uvre en sortieavec valeur ajoute par actionde l'entreprise


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E N T R E P R I S E I N D U S T R I E L L E


3. CYCLE D'EXPLOITATION D'UNE ENTREPRISE INDUSTRIELLE :

Le cycle d'exploitation d'une entreprise est l'ensemble des oprations ralises lors de son activit :achats de matires premires, stockage des matires premires, fabrication de produits finis, stockagedes produits finis, vente des produits finis et le cycle recommence.

4. LES PARTENAIRES DE L'ENTREPRISE :

L'entreprise entretient des relations privilgies avec un certain nombre de partenaires, comme lemontre la figure suivante :

Achat dematires premires

Stockage dematires premires

Fabricationde produits finis

Stockage deproduits finis

Vente deproduits finis

Cycle

d'exploitation

Entreprise

Clients

Salaris

Fournisseurs

Institutionsfinancires

EtatImpts

Organismes sociaux

Subventions

Cotisations

Redistributions

Paiement

Marchandises

Salaires

Travail

Marchandises

Paiement

Emprunt

Remboursement


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5. FONCTIONS DE LENTREPRISE :

Les fonctions de lentreprise doivent lui permettre dassurer un fonctionnement optimal poursatisfaire ses objectifs et rester comptitive. Ces fonctions se concrtisent par des services qui doiventtablir un rseau de communication efficace au sein de lentreprise et avec ses partenaires extrieurs.Suivant limportance de lentreprise les fonctions ou services peuvent tre plus ou moins nombreux. Letableau suivant donne en rsum quelques fonctions communes la plupart des entreprises :

Fonction Direction

Dfinir et appliquer la politique de lentreprise ; Coordonner lensemble des fonctions ; Assumer la responsabilit des dcisions prises ;

Fonction Administrative

Saisir et grer lensemble des informationsadministratives, comptables, fiscales,relatives au personnel, etc.

Fonction Production

Transformer les matires duvre en produits ; Amliorer la qualit ; Rduire les cots ;

Fonction Financire

Bien grer largent de lentreprise ; Payer les salaires et les fournisseurs ; Encaisser les factures ;

Fonction Mercatique (Marketing)

Proposer de nouveaux produits ; Rechercher de nouveaux clients ; Valoriser limage de marque de lentreprise ;

Fonction Achats et Stocks

Rechercher les meilleures conditions ; Approvisionner temps ; Limiter les stocks ;

Rseaudecommunic

ation

Fonction Commerciale

Faire connatre les produits ; Assurer les circuits de distribution ; Vendre au meilleur prix ;

6. STRUCTURE DE LENTREPRISE :

La notion de structure dune entreprise est une notion trs importante. Elle est reprsente en gnralsous forme dorganigramme ; elle montre la hirarchie de lentreprise et par consquent indique lesrelations entre ses diffrentes divisions ou services. Il y a plusieurs types d'organigrammes bass sur despolitiques plus ou moins rapproches, qui dpendent surtout de l'importance et la grandeur del'entreprise. On donne ci-aprs l'organigramme simplifi de la structure dite "hirarchique" :

DirectionGnrale

DirectionCommercial

DirectionPersonnel

DirectionProduction

Administration des ventes

Force devente

Approvisionnements Usine


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7. L'ENTREPRISE ET SON ENVIRONNEMENT ECONOMIQUE :

L'entreprise est un agent conomique qui a pour but de raliser un profit, en produisant et en vendantdes biens et des services. Ceci implique des relations avec l'environnement, qui se traduisent par des flux(mouvements de valeur) :

Apports personnels des actionnaires (propritaires) ; Emprunts auprs des banques ou autres agents financiers ; Acquisition de matriel et de marchandises auprs de fournisseurs ; Paiements de personnel ; Rglements reus des clients ; Paiements d'impts l'Etat, etc.

On peut rsumer cet aspect conomique et comptable par la reprsentation comptable suivante :

FournisseursDe matriel

(Immobilisations)

Propritaires(Capital)

Fournisseurs debiens et de

services

Personnel

Autresorganismes(Etat, etc.)

Clients

Trsorerie(Banque,

Caisse, CCP)

Organismesfinanciers

ActivitCommerciale(par exemple)


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CHAPITRE 5

NOT IONS DE GESTION DE PRODUCTION

INTRODUCTION :

Dans une entreprise industrielle, lactivit de production consiste transformer des matirespremires ou des produits semi-finis en produits finis grce des moyens de production : Capital,hommes, machines.

La gestion de la production a pour objectif de rpondre aux questions suivantes, en vue de fabriquerdes produits de qualit, dans les dlais requis et au meilleur cot :

QUESTION DOMAINE RESULTAT

QUI ? Notions de rpartition du travail surchacune des personnes Choix final du poste de travail

Fait QUOI ? Notions de choix des activits partir d'un cahier des charges Dfinir ce que l'on veut fabriquer

QUAND ? Notions de dates et dlais sur desplannings Dfinitions des dates

O ? Notions de lieux de choix de postesde travail d'ateliers ...

Choix des lieux de fabrication, pays,ateliers ...

COMMENT ? Notion de moyens Choix des processus, des moyenstechnico - humains ...

COMBIEN ? Notions de quantits Choix des quantits en fonctions decelles prvues par la commande


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N O T I O N S D E G E S T I O N S D E P R O D U C T I O N


1. LACTIVITE DE PRODUCTION :

1.1- Objectifs de la gestion de production :

Lobjectif essentiel, de la gestion de production, quelle que soit lorganisation est dobtenir leproduit permettant la satisfaction du besoin du client avec un dlai et un cot concurrentiel. Cettemission doit tre remplie en atteignant 4 objectifs :

Volume : Le volume de production doit correspondre aux objectifs commerciaux de lentreprise ; Dlai :Sefforcer pour les commandes de respecter les dlais maximums promis aux clients ; Qualit : Les services de la gestion de production doivent fournir aux services de fabrication, sans

erreur les informations ncessaires lexcution des ordres clients. Cot : La gestion de la production doit :

- Sefforcer dassurer le meilleur emploi du matriel et de la main duvre ;- Minimiser les heures supplmentaires et les dpannages ;- Organiser dans le temps les diffrentes oprations de fabrication afin de respecter lesdlais.

1.2- Les composants du systme de gestion de production :

Dans une entreprise industrielle, de nombreux services participent au systme de production :

Le bureau des tudes : Il conoit les produits nouveaux et dfinit la liste complte descomposants entrant dans leur fabrication. Il sappuie sur la CAO (Conception assiste parordinateur) pour llaboration des produits.

Le bureau des mthodes : Il dfinit les diffrentes oprations et leur ordonnancement en vuedobtenir le produit. Il prcise en fait comment le produit est ralis, par quelle machine, avecquels outils et en combien de temps.

Le service de planification : Il coordonne les activits de production en utilisant les techniquesde gestion des stocks, de calcul des besoins, etc.

Le service dordonnancement : Il organise la production au sein des diffrentes units deproduction. Il indique la succession des tches raliser, en un temps minimum, par les servicesde production ou ateliers. Les outils utiliss sont, entre autres :

- Le diagramme de Gantt ;- Le graphique PERT.

1.3- Evolution de la gestion de production :

La gestion de la production a connu les volutions suivantes :

Automatisation :Elle permet de supprimer les tches rptitives et dangereuses en diminuant le

cycle de fabrication et cots de production, en amliorant la qualit des produits, etc. Informatisation :Elle apparat toutes les tapes de la production :

- Conception : avec des logiciels de CAO : conception assiste par ordinateur.- Fabrication : avec des logiciels de conception de la fabrication assiste par ordinateur(CFAO).- Gestion de la production : GPAO ;- Communication en rseau local, Internet, etc.


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La flexibilit: Il sagit damliorer les capacits de rponse du systme de production lademande. Cela dpend la fois de la conception du produit et de la conception du processus dens.

La rduction des stocks : Il sagit de rorganiser le systme de production pour diminuer aumaximum les stocks.

1.4- Le systme dinformation li la gestion de production :

1.4.1- Les nomenclatures :

Il sagit de dfinir la liste des articles entrant dans la fabrication d'un produit. La nomenclatureindique pour chaque article son code, son libell, sa quantit, etc.

1.4.2- Les gammes doprations :

Une gamme dopration est un ensemble doprations ncessaires la fabrication. On distingue 2types de gamme doprations :

Les gammes de fabrication ; Les gammes dassemblage.

1.4.3- La codification :

La plupart des entreprises manipulent des milliers darticles, une identification sous forme de codeest alors indispensable. Ce systme de codification doit alors rpondre 3 objectifs :

Etre sans ambigut : chaque article doit avoir une et une seule rfrence. Etre homogne : mme nombre de caractres Etre capable daccompagner lvolution de lentreprise dans le temps (augmentation du nombre

darticles grer par exemple).

Il existe plusieurs types de codification ; on donne titre dexemple un des plus simples : Lacodification squentielle dans laquelle le code est un nombre donn sans signification particulirede faon chronologique ou alatoire (1, 2, 3, etc.).

1.5- Classification des entreprises selon le type de production :

La gestion de production est diffrente suivant le type de production, on cite par exemple laclassification selon les quantits fabriques :

Production unitaire : (Barrages, navires, btiments) Production en petites sries : (avions, gros ordinateurs). Production en grandes sries : (automobiles, micro-ordinateur, etc.

2. LES METHODES CLASSIQUES DE GESTION DE PRODUCTION :

Plusieurs grands systmes sont exploits par les entreprises pour une meilleure gestion de la productionon en dcrit ici 2 assez bien connu.


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2.1- Le JAT (Juste Temps) :

La russite industrielle du Japon a favoris la diffusion de nouvelles mthodes de gestion de laproduction. Le JAT est une mthode qui ne vise fabriquer que les pices dont on a besoin au momento on en a besoin. Lobjectif essentiel tant la rduction des stocks (Matires premires et produitsfinis) afin de diminuer les capitaux immobiliss et les risques dinvendus.

On y retrouve galement dautres objectifs : Rduction des dlais de fabrication, La flexibilit accrue des moyens de production, La diminution des gaspillages et des cots de non qualit.

Exemple pour la mise en place dune organisation de la production en JAT, on peut utiliser lamthode du Kanban. Cest un systme de production qui fonctionne entre deux postes de travail et quilimite la production du poste AMONT aux besoins du poste AVAL.

Cette mthode est surtout adapte aux entreprises ayant une production rptitive et relativementrgulire.

2.2- La mthode FMS (Flexible Manufacturing System) :

Le systme de production flexible vise rationaliser la gestion des ateliers. Son environnement. Leterme flexible dcrit ladaptabilit ou la souplesse du systme de production.

Une machine est flexible si elle peut raliser diffrents types de pices. : Machine Outil commande numrique (MOCN).

Un atelier Flexible comporte alors plusieurs machines flexibles, une manutention flexible, unstock flexible, un produit flexible et une gestion flexible.

Il sagit dun procd automatis, contrl par ordinateur, qui permet la production dune grandevarit de pices.

3. LA GESTION DE LA QUALITE :

La qualit est une proccupation essentielle de lentreprise mais aussi de ces partenaires.

3.1- Dfinition :

La qualit est lensemble des proprits et des caractristiques dun produit ou dun service qui luiconfrent laptitude satisfaire des besoins exprims ou implicites.

3.2- Objectifs de la gestion de la qualit :

On peut dterminer 3 objectifs la dmarche qualit dans lentreprise :

Rpondre aux besoins des utilisateurs. Respecter le non-utilisateur : Dautres lments autre que la satisfaction des besoins doivent tre

pris en compte : le confort, la scurit dautrui ou la protection de lenvironnement. Favoriser la diminution des cots dans lentreprise. La non-qualit cote chre, non seulement en

chiffre daffaires mais aussi en cot de production et de service aprs vente : Mise au rebut,retour de produits, intervention sur site.


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MODULE 2

CHAINE DENERGIE

PRSENTATION

Pour agir sur la matire d'uvre, un systme automatis a besoin dnergie, qui subirade nombreux traitement pour tre adaptes la nature de l'action sur la matire d'uvre.

Le module 2 traite donc de ces aspects qui peuvent tre modliss par les fonctionsgnriques, c'est dire qui s'appliquent sur la plupart des systmes ; il s'agit des fonctions :

Alimenter ;

Distribuer ;

Convertir ;

Transmettre.

Grandeursphysiques

mesurer

Cha n e d n er g iene rg i esd e n t re

ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

AGIR

Chane d inf orma t ion

Informationsdestines dautressystmes et auxinterfaces H/M

Ordres

Informationsissues dautressystmes etdInter aces H/M

ALIMENTER DISTRIBUER

CONVERTIR TRANSMETTRE

Matire d'uvre

en entre

Matire d'uvre

en sortie

PREREQUIS

Connaissances gnrales acquises dans lenseignement collgial.

Concepts danalyse fonctionnelle :

Systme ; fonction globale et fonctions de services ; Fonctions techniques, FAST, SADT, etc.


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COMPETENCES ATTENDUES

Utiliser lanalyse fonctionnelle pour identifier les solutions constructives rpondant un besoin.

Identifier les grandeurs dentre et de sortie dun pr-actionneur.

Dcrire les grandeurs physiques dentre et de sortie dun actionneur et le principe dela conversion dnergie.

Identifier sur le matriel rel ou sur sa reprsentation virtuelle, la liaison ralise parun assemblage ou un guidage.

Pour un assemblage ou un guidage, identifier et dcrire les surfaces contribuant saralisation.

Identifier les risques pour les personnes et les biens.

Associer un composant sa reprsentation schmatique laide dune documentation ;

Utiliser u

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