analyse fonctionnelle technique 1-1-1-1- lanalyse fonctionnelle par jean-marie virely (ens de...

ANALYSE FONCTIONNELLE TECHNIQUEANALYSE FONCTIONNELLE TECHNIQUE

-11-L’ANALYSE FONCTIONNELLE par Jean-Marie VIRELY (ENS de Cachan)Le 11/04/23

6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant

Fonction de conception

C des C des CF



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

L'Analyse Fonctionnelle Technique

est une méthode qui contribue à la

caractérisation des fonctions techniques

qui modélisent les interactions entre

les composants d’un système

L'objectifL'objectif



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Le planLe plan

Le système

La relation

La fonction

Le composant

La fonction de conceptionLe Cahier des Charges des

Conditions de Fonctionnement

Système

1

Composant

4

Relation

2

Fonction

3

Fonction deconception

5

CdC des CF

6



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La définitionLa définition

Une solution est la matérialisation physique du produit, réalisée par l’entreprise,

Le système est le modèle de la solution

Système

1

pour la satisfaction d’un besoin

L’objet est d’analyser une solution existante Pour ensuite imaginer la satisfaction du besoin du client



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Le schéma de l’étudeLe schéma de l’étude

La solution est schématisé par un rectangle

Le mot technique choisi désigne la solution

vélo

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Les limites de l’étudeLes limites de l’étude

Le rectangle matérialise les limites de l’étude

Le périmètre de l’étude est choisi en fonction de l’objectif

vélo

La limite est la frontière entre la solution analysée et l’extérieur

L’analyse est souvent limitée à une partie du système

roue arrière

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Une solution est constituée de composants

Une solution

Le composantLe composant

Un composant est un élément constitutif d’une solution

Les composants sont modélisés par des rectangles

Composant 1 Composant 3

Composant 4Composant 2

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Une illustrationUne illustration

Les poules du couvent couvent

poulesLes du

couvent couvent

Une phrase est constituée de mots

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

L’exempleL’exemple

Cadre

Roue Av

Roue Ar

PédalierChaîne

Fourche

GuidonSelle

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Composant 1

Un composant est constitué de composants

Un composant élémentaire est « généralement » une pièce

Le choix du regroupementLe choix du regroupement

Un composant est une pièce ou un ensemble de pièces



Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF



Composant 11

Composant 13


La représentationLa représentation

Le code de représentation permet le « multi-niveau»

Sur un même graphe sont modélisés des groupes de pièces et des pièces

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


poulesLes du

couvent couvent

p o u

l e s

Un mot est constitué de lettres

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Chaîne

Rouleau 1Joue int 1

Cheville

Joue int 2

Rouleau 2

L’exempleL’exempleSystème

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Rouleau 1

Joue int 1

Cheville

Joue int 2

Rouleau 2

Cadre

Selle

Roue Av

Roue Ar

Pédalier

Fourche

Guidon


Chaîne

Le composant peut être constitué d’une ou de plusieurs pièces

Système

1



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La relationLa relation

Une solution



R 1

Une relation interne est un lien réel ou virtuel entre composants au sein d’une solution

La solution est constituée de composants en relation

La relation est schématisée par un segment de droite

Les composants sont en relation

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Le tableau des relationsLe tableau des relations

Une solution



R 1

Une relation interne est un lien réel ou virtuel entre deux composants au sein d’une solution

1 4 R1

EXPRESSION

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

L’expression de la relationL’expression de la relation



R

Il guide le composant

Il faut mettre de l’huile pour lubrifier

Cela doit être étanche

Il guide le composant 1

Il faut mettre de l’huile pour lubrifier2

Cela doit être étanche33 4 R

EXPRESSION

Entre le composant 3 et le composant 4

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Le graphe du produitLe graphe du produit


mis en relation dans un but précis

Le bloc diagramme est le schéma de l’organisation structurelle



R1

R2 R3 R4

Fonction

3

Ce modèle est appelé système



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Lespoules

ducouvent

couvent

s

nt


EXPRESSIONC’est entre un article et un mot

Il faut accorder

R1

R1

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

L’organisationL’organisation

p

o u

l e

s

poules

souple

loupes

suopel

Les mêmes composants permettent la réalisation de plusieurs solutions

La solution est le fruit de l’organisation structurelle des lettres

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Cadre

Selle

Roue AvRoue Ar

Pédalier

ChaîneFourche

Guidon

R4R5

R6

R1R3

R7

R2R8

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Cadre

Selle

Roue AvRoue Ar

Pédalier

ChaîneFourche

Guidon

R4R5

R6 R2R8

R11 R13

Relation

2

R7

R1R3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Cadre

Selle

Roue AvRoue Ar

Pédalier

Chaîne Fourche

Guidon

R4R5

R6

R1 R3

R7

R2R8

Cadre

Selle

Roue AvRoue Ar

Pédalier

Chaîne Fourche

Guidon

R4R5

R6

R11

R13

R2R8

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Le Théorème de Le Théorème de BELLMANNBELLMANN

La prestation est le fruit de l’organisation des composants

Les mêmes composants permettent la réalisation de plusieurs solutions

Les composants les plus performants ne font pas obligatoirement la solution la plus performante

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La structuration de la relationLa structuration de la relation

Le composant 3 guide en rotation le composant 41

Le composant 3 est lubrifié par de l’huile avec le composant 42

Le composant 3 est étanche avec le composant 433 4 R

EXPRESSION

Il guide le composant

composant « verbe » composant

le composant 3 guide le

composant 4

le composant 3 guide en rotation le composant 4



R

Relation

2



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La définition de la fonction La définition de la fonction

Composant 1

Composant 2

FT 1

La fonction technique est représentée par un segment de droite

qui lie les deux rectangles

L’interaction est modélisée

par une fonction

Si la relation, réelle ou virtuelle, entre deux composants est une action,

les composants sont en interaction.

L’interaction entre composants est modélisée par une fonction technique

Cette fonction est appelée fonction technique.

R

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La fonction technique s’exprime par :

FT = « verbe d’action à l’infinitif » suivi d’un « complément »

L’expression L’expression

cadre

pédalier

FT 1 FT1 = Assurer un guidage en rotation

L’expression de la fonction technique est normalisée

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Caractériser les Fonctions Techniques = Qualifier + Quantifier

Pour chaque fonction technique :

- quantifier, pour chaque critère, le niveau de performance attendu et les limites d’acceptabilité.

- contrôler la validité et la stabilité de ces critères et de ces valeurs.

- où ? - comment ?- quand ? - combien ?

- qualifier par des mots les critères de performances de l'action décrite par le verbe ou le groupe verbal :

La caractérisationLa caractérisation

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

n° Expression Critère Niveau Limite

Le tableauLe tableau

La capitalisation du modèle peut être présentée en tableau

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La validationLa validation

Objectif : S’assurer de l’existence, de la stabilité et de la pérennité de la fonction.

Méthode : pour chaque fonction, répondre aux trois questions :

Pourquoi la fonction existe-t-elle ?

Qu’est-ce qui pourrait faire disparaître la fonction ?

Qu’est-ce qui peut faire évoluer la fonction ?

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Les interactions sont modélisées par des fonctions techniques

Le graphe du produitLe graphe du produit


mis en interaction dans un but précis

Le bloc diagramme précise l’organisation des interactions



FT1

FT2 FT3 FT4 Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Roue Ar

FT6 FT2

Cadre

Selle

Roue Av

Pédalier

ChaîneFourche

Guidon

FT4FT5 FT1

FT3

FT7

FT8

ExempleExemple

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

FT Expression Critère Valeur limite

1 Réaliser un assemblage réglable Effort axial < 1200 N

Couple maxi 70 N.m +/- 5

Temps de réglage < 30 s

Jeu aucun aucun

2 Réaliser un guidage en rotation Vitesse de rotation < 370 tr/min

Effort radial 300 N +/- 10

Jeu Aucun Aucun

Couple résistant < 0,1 N.m

4 Réaliser un guidage en rotation Jeu Aucun

5 Assurer l’entraînement Couple maxi20 N.m

+/- 5

Glissement aucun

6 Assurer l’entraînement Couple maxi 60 N.m +/- 5

Glissement aucun


Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Roulements

Pneu ArJante

Axe

Rayons

Pignon

Moyeu

ailettes

écrous

Cadre

Selle

Roue Av

Pédalier

ChaîneFourche

Guidon

FT4FT5 FT1

FT3

FT7

FT8

Roue libre

FT9 FT11FT10

FT13

FT12FT15FT14

FT19

FT20

FT18

FT17FT16

FT22FT21

Roue Ar

FT6 FT2

Fonction

3



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La validation des composantsLa validation des composants

Le composant a le niveau de performance des FT dont il est le sommet

Comp 1 Comp 3

Comp 4Comp 2

FT1

FT2 FT3 FT4

Comp 5

FT5

FT6

FT7

Comp 2

FT2 FT3

FT5

FT6

n° Composant Critère Niveau Limite

Composant

4



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

L’identificationL’identification

Fonction de Conception

La fonction de conception est interne à la solution

FC = { FT1, comp.1, FT2, comp.2, FT3, comp.3 }

Les fonctions de conception sont des relations entre les fonctions techniques. Elles sont des boucles internes.


5



FT1

FT2 FT3 FT4



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La caractérisationLa caractérisation


5

FC1 = {FT1,FT2,FT3}

La fonction de conception est caractérisée par les caractéristiques communes des fonctions techniques qui la composent


FT1 C1 N11

C2 N12

C3 N13

FT2

C2 N22

C4 N24

C3 N23

FT3

C5 N35

C3 N33

C6 N36

C2 N32

…


FC1

…

C2

C3

Les critères des fonctions de conception sont les critères communs des fonctions techniques qui la composent

Les niveaux des critères des fonctions de conception sont déduits des niveaux des critères communs des fonctions techniques qui la composent

On retient généralement le niveau du maillon le plus faible

N12

N33



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF


Cadre

Selle

Roue AvRoue Ar

Pédalier

ChaîneFourche

Guidon

FT4FT5

FT6

FT1 FT3

FT7

FT2FT8

Fonction de Conception

FC1 = { FT5, chaîne, FT6, roue Ar, FT2, cadre, FT4, pédalier }


5



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

FC Qualification Critère Valeur limite

1 FT2,FT4,FT5,FT6 Effort axial < 1200 N

Couple maxi 70 N.m +/- 5

Temps de réglage < 30 s

Jeu aucun aucun

2 Vitesse de rotation < 370 tr/min

Effort radial 300 N +/- 10

Jeu Aucun Aucun

Couple résistant < 0,1 N.m

… … … … …



5



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

Le CdC des Conditions de Le CdC des Conditions de FonctionnementFonctionnement


Les Conditions de Fonctionnement sont les

caractéristiques des Fonctions Techniques

LimiteNiveauCritèreExpressionn°

Fonctions de Conception n° Composant Critère Niveau Limite

Le graphe des fonctions techniques

CdC des CF

6

Comp 1 Comp 3

Comp 4Comp 2

FT1

FT2 FT3 FT4



6

1

2

3

4

5

Système

Relation

Fonction

Composant


C des C des CF

La méthodeLa méthode

1. Définir les limites de l'étude et les composants

2. Exprimer les relations

3. Identifier les fonctions techniques

4. Caractériser les fonctions techniques

5. Valider les fonctions techniques

6. Identifier les fonctions de conception

7. Caractériser les fonctions de conception

analyse fonctionnelle technique 1-1-1-1- lanalyse fonctionnelle par jean-marie virely (ens de...

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