Stéphane Brunel MCU 61
Ingénierie industrielleM1 PE
1
Film sur L’A380Qu’est ce qu’un processus industrielLes systèmes industriels et l’approche systémique2 démarches : 2 modèles
La démarche scientifiques analyse et commentairesLa démarche de projet industriel Analyse et commentaires
Le monde des animauxDes mots pour aiderPour aller plus loin … pas trop quand même.
Ingénierie industrielleApproche macroscopique
Ingénierie industrielleApproche macroscopique
2
A 380 A 380
3
Processus industriel simplifiéProcessus industriel simplifié
PrototypagePrototypage
IndustrialisationIndustrialisation
Mise en ProductionMise en Production
VenteVente
4
Un système est un ensemble d'éléments interagissant entre eux selon certains principes ou règles. Un système est déterminé par :
1.la nature de ses éléments constitutifs ;2.les interactions entre ces derniers ;3.sa frontière, c'est-à-dire le critère d'appartenance au système (déterminant si une entité appartient au système ou fait au contraire partie de son environnement).
Un sous-système ou module est un système participant à un système de rang supérieur.
Un système peut être ouvert ou fermé dans tel ou tel domaine, selon qu'il interagit ou non directement avec son environnement.
Le système … Tu me tapes sur le … Descartes.Le système … Tu me tapes sur le … Descartes.
Systemic approach 5
Approche systémiqueEn Développement Durable
Approche systémiqueEn Développement Durable
Espace Social
Equitable
DurableVivable Viable
EspaceEnvironnemental
EspaceEconomique
L'économie cognitiveBernard Walliser
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Artefact Initial
Observations
Formulation d’une question
RecherchesUtilisation de documents
Connaissances personnellesDe banques de données
Observations
Résolution par la démarche expérimentale
Formulation d’hypothèses
Formulation d’hypothèses
Recherche des implications
Construction du protocole
Expérimentation
Conclusion et
Validation de l’hypothèse
Formulation de la réponseDiagramme / Schéma / Compte rendu / Graphique
Modélisation
Synoptique d’une démarche d’investigation Synoptique d’une démarche d’investigation
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État de l’artBesoin identifié
Définition du besoin-faisabilité-spécification des taches
Phase initiale
Conceptualisation-analyse fonctionnelle-exigences contraintesSynthèse préliminaire
Phase créativeEsquisses de solutions
Avant-projet-analyse de la valeur-Cdcf-Spécifications du produit
Pré développement étude de solutions
Projet-études détaillées-Essais destructifs et non destructifs, prototypes-dessins
DéveloppementÉtude approfondie de la
solution choisie
Une démarche de Projet industriel Une démarche de Projet industriel
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Production- étude de process- assurance qualité- fabrication / assemblage- contrôles
Industrialisation
Conditionnement Stockage et TransportLogistique
Distribution, mise en serviceVente
Utilisation Maintenancefiabilité
Après - vente
Traitement des déchetsProposition de parcoursRecyclage
Une démarche de Projet industriel Une démarche de Projet industriel
9
État de l’artBesoin identifié
Définition du besoin-faisabilité-spécification des taches
Phase initiale
Une démarche de Projet industriel Une démarche de Projet industriel
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Pyramide de MasslowPyramide de Masslow
Besoin physiologiqueBesoin physiologique
Besoin de SécuritéBesoin de Sécurité
Besoin d’appartenanceBesoin d’appartenance
Besoin d’estimeBesoin d’estime
Besoin d’accomplissement
Besoin d’accomplissement
11
Recenser
Caractériser
Ordonner
Hiérarchiser
Valoriser
Les fonctions du produit
Méthode APTE
Méthode SADT
FAST
Le monde des animauxLe monde des animaux
12
A qui rend t-il service ? Sur quoi
agit-il ?
Produit …
Enoncé du concept - produitEnoncé du concept - produit
Méthode APTE - Bête à cornes Méthode APTE - Bête à cornes
13
Produit étudié
4
53
1 2
FP
FC1
FC2 FC3
Fonctions contraintes ou complémentaires
Fonction Principale
Méthode APTE - La pieuvreMéthode APTE - La pieuvre
14
Hiérarchisation des fonctions
%FP FP 2 FP 3 FP 3 FP 2 10 47,6FC1 FC1 2 FC3 1 FC1 3 5 23,8FC2 FC2 3 FC4 1 3 14,3FC3 FC4 1 1 4,8FC4 2 9,5
21 100,0
FC1 FC2 FC3 FC4
Méthode APTE - Analyse fonctionnelleMéthode APTE - Analyse fonctionnelle
15
Recenser
Caractériser
Ordonner
Hiérarchiser
Valoriser
Les fonctions du produit
Méthode APTE
Méthode SADT
FAST
Le monde des animauxLe monde des animaux
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Espace temps égalOU
Espace temps égalET
Pourquoi CommentQ
uan
d
Méthode FAST Méthode FAST
Nettoyer un local
Nettoyer un local
Enlever la poussière du local
Enlever la poussière du local
Laver le local
Laver le local
Aspirer la poussièreAspirer la poussière
Créer un flux d’airCréer un flux d’air
Source de courant
Source de courant
Séparer la poussière
de l’air
Séparer la poussière
de l’air
Filtrer l’air restitué
Filtrer l’air restitué
Atmosphère environnantAtmosphère environnant
Indiquer le niveau de
remplissage
Indiquer le niveau de
remplissage
Stocker la poussièreStocker la poussière
Oeil de l’opérateur
Oeil de l’opérateur
PoubellePoubelleEvacuer la poussièreEvacuer la poussière
Extérieur au produitAnalyse fonctionnelle
externe au produit
Intérieur au produitAnalyse fonctionnelle interne au produit
Fonction de service
Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3Elément du milieu environnant
Fonction techniques 17
Extérieur au produitAnalyse fonctionnelle
externe au produit
De l’énergie ou de l’informationDe l’énergie ou de l’information
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Dans tout système mécatronique apparaît une chaîne d’énergie et une chaîne d’information
AlimenterAlimenter DistribuerDistribuer ConvertirConvertir Transmettre
Transmettre
Source d’énergieSource
d’énergie
Energie électrique
hydraulique pneumatique
Energie électrique
hydraulique pneumatique
Ordres et messagesOrdres et messages
Energie Mécanique
Energie Mécanique
Energie disponible pour l’action
demandée par le cahier des charges
Energie disponible pour l’action
demandée par le cahier des charges
Chaine d’énergie Chaine d’énergie
Prise réseauRaccord Réseau
PileBatterie
Accumulateur
Prise réseauRaccord Réseau
PileBatterie
Accumulateur
ContacteurRelais
VariateurDistributeurRégulateur
ContacteurRelais
VariateurDistributeurRégulateur
Machine asynchrone
Machine SynchroneMachine à courant
continueMachine thermique
vérin
Machine asynchrone
Machine SynchroneMachine à courant
continueMachine thermique
vérin
Assemblage démontable
Guidage en rotationAccouplement,
embrayage limiteur freinPoulie courroie,
engrenage vis écrou
transformateur plan réducteur multiplicateur
Assemblage démontable
Guidage en rotationAccouplement,
embrayage limiteur freinPoulie courroie,
engrenage vis écrou
transformateur plan réducteur multiplicateur
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Chaine d’information Chaine d’information
AcquérirAcquérir TraiterTraiter CommuniquerCommuniquer
Grandeurs physiquesconsignes
Grandeurs physiquesconsignes
Images informationnelles
utilisables
Images informationnelles
utilisablesInformations
traitéesInformations
traitéesOrdres,
messagesOrdres,
messages
Capteur TORCapteur analogiqueCapteur numériquesInterface H/MSystèmes numériques d’acquisition de données
Capteur TORCapteur analogiqueCapteur numériquesInterface H/MSystèmes numériques d’acquisition de données
Matériels :Automates programmablesOrdinateursMicrocontrôleursModules logiques programmablesCircuits de commandes câblés
Logiciels : Ateliers logicielsEditeurs de modèles de
commande avec générateur de codesLogiciel de développement rapide permettant la mise ne œuvre de composants logiciels réutilisables
sur microcontrôleurs
Matériels :Automates programmablesOrdinateursMicrocontrôleursModules logiques programmablesCircuits de commandes câblés
Logiciels : Ateliers logicielsEditeurs de modèles de
commande avec générateur de codesLogiciel de développement rapide permettant la mise ne œuvre de composants logiciels réutilisables
sur microcontrôleurs
Commandes TORInterfaces H/MLiaisons utilisant le mode de transmission parallèleRéseau EthernetBus capteur/actionneurs
Commandes TORInterfaces H/MLiaisons utilisant le mode de transmission parallèleRéseau EthernetBus capteur/actionneurs
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Couplage : Chaine d’information – Chaine d’énergie Couplage : Chaine d’information – Chaine d’énergie
AlimenterAlimenter DistribuerDistribuer ConvertirConvertir Transmettre
Transmettre
Energie d’entréeEnergie d’entrée
ActionAction
AcquérirAcquérir TraiterTraiter CommuniquerCommuniquer
Informations destinées à d’autres systèmes et aux interfaces H/M
Informations destinées à d’autres systèmes et aux interfaces H/M
OrdreOrdre
ConsignesConsignes
Grandeurs physiques à
acquérir
Grandeurs physiques à
acquérir
Chaine d’information
Chaine d’énergie
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Cas d’application pompage d’eau par énergie éolienneCas d’application pompage d’eau par énergie éolienne
22
Cas d’application pompage d’eau par énergie éolienneCas d’application pompage d’eau par énergie éolienne
La chaine énergie est composée de :Un aérogénérateur : il fournit EE alternative en fonction de la vitesse du vent. Rendement 85 %
Un variateur : il permet de commander la vitesse du moteur. Rendement 90 %
Un moteur asynchrone : il convertit l’énergie électrique en une énergie mécanique nécessaire à la pompe. Rendement 90 %
Une pompe centrifuge : elle transforme l’énergie mécanique en énergie potentielle hydraulique. Rendement 60 %.
L’eau relevée peut être stockée dans les réservoirs.
La chaine d’information est composée de :Des capteurs de force et de direction du vent (anémomètre et girouette)
D’un boitier de commande généralement muni d’un microprocesseur qui permet de gérer l’orientation des pales et de la nacelle de l’aérogénérateur.
De câbles et de commandes TOR23
Cas d’applicationCas d’application
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AlimenterAlimenter DistribuerDistribuer ConvertirConvertir Transmettre
Transmettre
Extraire de l’eauExtraire de l’eau
AcquérirAcquérir TraiterTraiter CommuniquerCommuniquer
Energie éolienneEnergie éolienne
AnémomètreGirouette
AnémomètreGirouette
Chaine d’information
Chaine d’énergie
MicroprocesseurMicroprocesseur CâblesCommande TOR
CâblesCommande TOR
AérogénérateurAérogénérateur VariateurVariateur Moteur asynchrone
Moteur asynchrone
Pompe centrifuge
Pompe centrifuge
Cas d’application pompage d’eau par énergie solaireCas d’application pompage d’eau par énergie solaire
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Cas d’application pompage d’eau par énergie solaireCas d’application pompage d’eau par énergie solaire
La chaine énergie est composée de :Panneaux solaires : ils fournissent EE continue en fonction de l’ensoleillementRendement 15 %
Un onduleur : il transforme l’énergie électrique d’entrée en une tension de sortie de 230V et 50 hz. Rendement de 90 %
Un moteur asynchrone : il convertit l’énergie électrique en une énergie mécanique nécessaire à la pompe. Rendement 90 %
Une pompe centrifuge : elle transforme l’énergie mécanique en énergie potentielle hydraulique. Rendement 60 %.L’eau relevée peut être stockée dans les réservoirs.
La chaine d’information est composée de :D’un boitier de commande généralement muni d’un microprocesseur qui permet de gérer la commande de l’onduleur afin de maintenir une tension constante aux bornes des panneaux solaires.Des boitiers de commande permettent de gérer la distribution de l’énergie vers plusieurs appareils. Il est également possible de raccorder des boitiers à des ordinateurs via une connection RS232.De câbles 26
Cas d’application pompage d’eau par énergie solaireCas d’application pompage d’eau par énergie solaire
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AlimenterAlimenter DistribuerDistribuer ConvertirConvertir Transmettre
Transmettre
Extraire de l’eauExtraire de l’eau
TraiterTraiter CommuniquerCommuniquer
Energie solaireEnergie solaire
Chaine d’information
Chaine d’énergie
MicroprocesseurMicroprocesseur CâblesCâbles
Panneau solairePanneau solaire OnduleurOnduleur Moteur asynchrone
Moteur asynchrone
Pompe centrifuge
Pompe centrifuge
Analyse du besoinAnalyse fonctionnelle externe
Formulation du besoin
Affinement du besoin
1 ère ébauche du CDCF
2 ème ébauche du CDCF
Rédaction définitive du CDCF
Spécifications techniques du produit
Des modifications
sont-elles nécessaires ?
oui
Étude de faisabilité
Est-ce faisable ?oui non
ArrêtRepartir sur
d’autres bases
Analyse fonctionnelle interne
Études de pré-développement
Développement
Industrialisation
…
Réaliser par le demandeur Réaliser par le concepteur réalisateur
Cahier des Charges FonctionnelCahier des Charges Fonctionnel
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29
Des outils pour k’on sait ce K’on fé avec Ki …Des outils pour k’on sait ce K’on fé avec Ki …
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