ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB SCIENCES DE L’INGENIEUR ANALYSE DU BESOIN ANALYSE FONCTIONNELLE EXTERNE ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE CHAINE FONCTIONNELLE EXERCICES [email protected] 1 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB Généralités et Définitions: AI. Présentation : L'analyse fonctionnelle est une méthode appliquée par les entreprises industrielles pour créer et améliorer un produit. Elle permet de répondre aux questions suivantes en effectuant deux démarches d’analyse: L'analyse externe d'un produit: à quoi sert le produit ? Quelles sont les actions qu'il doit faire? (les fonctions du produit). L'analyse interne d'un produit: Comment ces fonctions sont réalisées? II. Historique : Les premières méthodes assimilables à de l’AF ont été mises en pratique aux Etats Unis en 1947 chez (General Electric). La méthode APTE est développée dans les années 1960. L’outil SADT est développé en 1977 et se généralise dans les années 1980. III. Etapes de l’Analyse Fonctionnelle : Analyse du Besoin Analyse Fonctionnelle du Besoin Analyse Fonctionnelle Technique Solutions Technologiques Remarque : Au sein d'une entreprise industrielle La démarche d’Analyse Fonctionnelle (AB, AFB et AFT) est collective, et doit réunir des personnes représentant tous les services et tous les métiers concernés. IV. L’Analyse Fonctionnelle (A.F.) en quelques questions A qui s’adresse l’A.F. ? L’AF s’adresse aux concepteurs de produits. Quel est le but de l’A.F. ? Optimiser la conception ou la reconception de produits en s’appuyant sur les fonctions que doit réaliser le produit Quand utiliser l’AF ? L’AF n’a de sens que si elle est menée au début d’un projet. Pourquoi utiliser l’AF ? L’AF permet d’éviter certains pièges classiques de la conception (aveuglement, manque d’objectivité, mauvaise gestion des priorités …). 2 ANALYSE FONCTIONNELLE B- 2 SMB Analyse Fonctionnelle Externe : (Méthode APTE) I. Analyse du Besoin (A.B.) Qu’est­ce qu’un besoin ? 1) Définition AFNOR : (norme NF X50‐150) « Un besoin est un désir (ou une nécessité) «Un Produit est ce qui est fourni à un éprouvé par l’utilisateur d’un système » utilisateur pour répondre à un besoin » Pour faire un bon produit, il faut avoir identifié le vrai besoin On recense deux formes principales de besoin : Exprimé, Latent (Pouvant être détecté ou suscité et enfin exprimé). 2) La verbalisation du besoin Les trois questions à se poser : La méthode d'expression du besoin repose sur trois questions : Questions « A qui le produit rend-il service ? » « Sur quoi le produit agit-il ? » « Dans quel but ? » (pour_quoi faire ?) Réponses (à détailler) Au client Sur la matière d’œuvre Pour satisfaire le besoin 3) Le schéma du besoin Traditionnellement, on représente le besoin grâce à un outil graphique : (la « Bête à cornes »© de la méthode APTE) : Le système (Produit) agit sur la matière d‘œuvre en lui apportant une Valeur ajoutée et satisfait ainsi le besoin exprimé par l’utilisateur. 3 (préciser) (préciser) (préciser) ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 4) L’énoncé du besoin : Les réponses à ces trois questions aboutissent à un énoncé du besoin, qui doit être rédigé de la façon suivante : «Le produit rend service au client en agissant sur la matière d’œuvre pour satisfaire le besoin » 5) Illustration : Verbalisation de besoin Besoin exprimé : « On souhaite permettre à une femme de foyer de laver le linge » Questions « A qui le produit rend - il service ? » « Sur quoi le produit agit - il ? » « Dans quel but ? » (pour _ quoi faire ?) Réponses À la femme de foyer Sur le linge Pour laver le linge Graphe des prestations – "bête à cornes" Sur quoi agit-il ? A qui rend-il service ? Femme de foyer Le linge Machine à laver Dans quel but ? Laver le linge 6) Le besoin énoncé : « Le produit rend service à la femme de foyer en lui permettant de laver le linge ». 4 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 7) Applications : Compléter les graphes de prestation bête à cornes pour les produits suivants : Grille Pain. Sur quoi agit-il ? A qui rend-il Tanches de pain Utilisateur Eléments de réponse Tanches de pain Utilisateur Chauffer le pain Chauffer les tranches du pain Griller les tranches du pain Grille Pain Avoir du pain chaud Grille Pain Dans quel but ? Griller les tranches du pain Station automatique de lavage Sur quoi agit-il ? A qui rend-il service ? Voitures Automobiliste Eléments de réponse L’eau L’automobiliste Le garagiste Laver la voiture Le produit de lavage Station automatique de lavage Station automatique de lavage Dans quel but ? Laver les voitures 5 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB Positionneur d’antenne parabolique Sur quoi agit-il ? A qui rend-il service ? Antenne parabolique. Utilisateur Eléments de réponse Satellite Télévision Emission TV Utilisateur Tourner l’antenne parabolique Positionner l’antenne parabolique Antenne parabolique. Positionneur d’antenne parabolique Positionneur d’antenne parabolique Dans quel but ? Positionner l’antenne parabolique Grue de chantier : Bacalaureat 2012 Les grues sont des systèmes utilisés par les entreprises de construction des bâtiments et des travaux publics. Elles sont des éléments incontournables dans les chantiers. Leur fonction principale est de déplacer une charge. Les grutiers doivent appréhender l’environnement du système par l’exploitation des outils de l’analyse fonctionnelle dont le but est d’exprimer la fonction globale de la grue et identifier ses fonctions de service. Après avoir pris connaissance du sujet : 1.1. Compléter le diagramme bête à cornes. 6 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 8) Validation du besoin Pour valider l'expression du besoin, il reste à poser trois questions complémentaires : Pourquoi le produit existe-t-il ? Cette question permet de valider l’effet de l’utilisation du produit sur la matière d’œuvre. Le produit existe pour faire évoluer la matière d’œuvre. (Pour Une machine à laver ): Permettre à l’homme de respecter des principes d’hygiène Supprimer la tâche du lavage à la main Qu’est-ce qui pourrait faire évoluer le besoin ? Cette question permet d’anticiper les évolutions du besoin et valider la stabilité du besoin Machine à laver autonome sans besoin d’apport d’eau, de produits lessiviels, ou encore d’électricité Le besoin est donc réel et stable. Qu’est-ce qui pourrait faire disparaître le besoin ? Cette question permet de valider la pérennité du besoin. Elle assure la pertinence de l’étude qui débute. Innovation en matière de fabrication de vêtements et de textiles contre la poussière et la saleté. Ex : Revêtement nano structuré innovant protège les textiles contre l’infiltration d’eau, de la saleté 9) Conclusion : Le besoin est exprimé, et validé, on parle de Prestation, il est maintenant possible de procéder à l'Analyse Fonctionnelle du Besoin : 7 ANALYSE FONCTIONNELLE II. 2 SMB Analyse fonctionnelle du besoin 1. Présentation : L’analyse fonctionnelle du besoin est une méthode qui a pour objectifs : L’identification des fonctions de service que doit satisfaire le système afin de répondre au besoin et s’adapter aux contraintes de son environnement. L’expression de ces fonctions (verbe d’action + complément). La caractérisation de ces fonctions (critères, niveaux, flexibilité). 2. Notion de Fonctions de Service (F.S.) (Suivant la norme AFNOR X50‐151) « Action d'un produit ou de l'un de ses constituants exprimée exclusivement en termes de finalité ». o La formulation doit être indépendante des solutions susceptibles de la réaliser o Les (EME) doivent se retrouver dans la désignation de la fonction 3. Eléments du Milieu Extérieur (E.M.E.) Toutes les entités qui sont identifiées comme extérieures au produit sont appelées Eléments du Milieu Extérieur : E.M.E. Les Eléments du Milieu Extérieur (EME) peuvent être de différente nature : Physique (matières en contact, milieu ambiant…) Humain (Ergonomie, poids, maintenance Sécurité, Esthétique…) Technique (Source d'énergie…) Economique (Coût, maintenance, garantie…) 4. Identification des F.S. « Diagramme Pieuvre » Afin d’en déduire les fonctions que doit remplir le produit par intermédiaire du diagramme des interactions, « diagramme pieuvre » : Lister les éléments du milieu extérieur directement en contact avec le produit. Définir les interactions. (Il y en a deux types :) Lister les fonctions que devra remplir l’objet technique Action d’un élément du milieu extérieur sur un autre élément du milieu extérieur par l’intermédiaire de l’objet technique = FP : Fonctions Principales Action d’un élément du milieu extérieur sur l’objet technique ou action de l’objet technique sur un élément du milieu extérieur = FC : Fonctions de Contrainte 8 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB Exemple Système : lave-linge : Diagramme des interactions Fonctions : Fp1 Permettre à l’utilisateur de Laver le Linge Fp2 Optimiser l’efficacité des produits lessiviels sur le linge Fc1 Communiquer les informations de fonctionnement à l’utilisateur Fc2 Offrir différents modes de lavage à l’utilisateur Fc3 Contenir le linge Fc4 Contenir les produits lessiviels Fc5 Se raccorder sur le réseau d'eau Fc6 S’adapter au réseau d'électricité Fc7 Etre agréable à l’œil Fc8 Respecter les normes (bruits, dimensions, sécurité électrique) 5. Classification des Fonctions de Service Fonctions Principales : Fp « Fonction de service qui met en relation deux EME (ou plus), via le produit» Les fonctions principales traduisent obligatoirement des actions réalisées par le produit. Fonctions contraintes : Fc « Fonction de service qui met en relation le produit avec un seul EME Elles traduisent la plupart du temps une adaptation du produit à son milieu extérieur. Fonctions d’Usage (Souvent Fp) Liée au service ou l’usage d’un produit Ex : « Corriger la vue » Ex : Fonction d’Usage d’une paire de lunette. Fonction d’Estime (Souvent Fc) Décrit ce qui peut plaire ou être agréable à l’utilisateur (Esthétisme, image, style,….) Ex :« Avoir une image sportive » Fonction d’Estime d’une voiture. 9 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 6. Caractérisation des Fonction de Services : La seule verbalisation ne suffit pas, le degré de satisfaction attendu du client doit être quantifié. Pour chaque fonction de service on définit : Un ou plusieurs Critères associés à des grandeurs physiques mesurables. Pour chaque Critère une valeur correspondant au Niveau attendu de satisfaction du besoin. Pour chaque Niveau la Flexibilité qui correspond à la limite d’acceptation (écart admissible entre le niveau qui sera réellement atteint et le Niveau attendu) Tableau de caractérisation des FS : Fonction: Critère Niveau: Flexibilité: Fs : être rapide Fc2 : S’adapter au réseau électrique vitesse Tension d’alimentation 160 km/h 220 Volt +5; -0 km/h +10 ; -10 V III. Le Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) 1. Qu’est ce qu’un CdCF Le Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) est le document qui récapitule la démarche et les résultats de l’Analyse Fonctionnelle du Besoin. Il porte donc essentiellement sur les Fonctions de Service. Cahier des Charges Fonctionnel 1. Identification des phases de vie du produit 2. Pour chaque phase de vie : Identification des EME Identification des FS / diagramme des interacteurs Caractérisation des FS / sous forme de tableau . 10 ANALYSE FONCTIONNELLE IV. 2 SMB Cycle de vie du produit Le cycle de vie est l’ensemble de toutes les phases de l’existence d’un produit, de sa naissance à sa disparition. Etude et Conception 1) Besoin + marché 2) Fonctions de service 3) Recherche et choix des solutions 4) Définition Elimination Recyclage Production 17) Démontage et tri 18) Recyclage 19) Stockage 20) Destruction 5) Industrialisation 6) Fabrication 7) Contrôle 8) Conditionnement Utilisation Distribution 13) 1ère exploitation 14) Maintenance réparation 15) Arrêt de fonctionnement 16) Autres exploitations 9) Vente 10) Transport stockage 11) Installation 12) Mise en service Remarque : AFB doit prendre en compte toutes les situations du son cycle de vie du produit. Dans ce cours on se limitera à la phase d'utilisation du produit, dans son milieu environnant. 11 ANALYSE FONCTIONNELLE V. 2 SMB Applications : 1) Compléter les diagrammes pieuvre suivants : Mettre en place les termes suivants : Eléments de réponse Satellite Fs1_Fs2 Le signal. Fs3_Fs4 Programmation. Fs5_Fs6 Utilisateur Fs7_Fs8 Le réseau électrique Compléter le classement des fonctions de service : Cocher la bonne réponse. 12 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 2) Compléter le diagramme des interactions (pieuvre) et la classification des fonctions de service. Compléter par les termes suivants : Fs1 Fs2 Fs3 Fs4 Fs5 Fs6 Compléter le classement des fonctions de service : Cocher la bonne réponse. Compléter le type de matière d'œuvre et la valeur ajoutée du grille pain. (Matière - Energie – Information - Transformation Matière d'œuvre :… Matière. Valeur ajoutée :… Transformation. 13 - Arrangement - Transfert) ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB Sécateur électrique PELLENC Pour réduire la fatigue de la main et du bras, la société PELLENC commercialise un sécateur électrique à commande électronique destinée aux viticulteurs afin de les assister lors de la taille de la vigne. 1. Compléter le diagramme des interactions « Pieuvre » Viticulteur Fc5 Fc4 Branche Environnement Fc6 Fp1 Fc1 Sécateur Electrique Fc3 Esthétique Fc2 Batterie Normes 2. Compléter le tableau suivant : Fs Description Critère d’appréciation Fp1 Couper une branche avec moindre effort Fc1 Etre agréable Capacité de coupe Effort de coupe Cadence Forme Couleur Fc2 Etre conforme aux normes de sécurité Fc3 Assure une autonomie Maximum Fc4 Avoir un poids et un encombrement correct en mains Fc5 Fc6 Niveau d’exigence Flexibilité 22 mm 1000 N 60 coupes/min 20mm mini ±10°/° Code de travail Respect Total sans limitation Aucune Durée d’autonomie 8h 7h min Masse en main Longueur 800g <320 mm ±50 g Etre intégralement portable Masse Totale 3,5 Kg ±100g Résister aux conditions d’Environnement Température Humidité, Poussière Chocs -10°à 50°c Etanche Chute < 1m 14 ±5°c Aucune F1 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 3) Grue de chantier Baccalauréat 2012 . FC1 . Etre réglée et commandée par le grutier Compléter le diagramme partiel des interacteurs (pieuvre) à partir de la liste des fonctions de service présentée dans le tableau ci contre : FC2 . Respecter la charge limite en fonction de la position FC3 . Respecter la réglementation en vigueur FC4 . S’installer et maintenir la position d’équilibre FC5 S’adapter à l’énergie électrique du réseau ONE FC6 Résister à l’environnement. FC7 . Respecter la vitesse limite du vent Fp Permettre au grutier de déplacer une charge 4) Cisaille Hydraulique Baccalauréat 2010 Pour augmenter sa productivité et être compétitive sur le marché de la construction métallique, une entreprise opte pour l’acquisition d’une cisaille hydraulique. Dans le but de l’étude d’une préinstallation et d’une exploitation future, elle vous a chargé de découvrir la machine en réalisant les tâches suivantes : Après avoir pris connaissance de la présentation du support, on vous demande de découvrir la cisaille hydraulique et son environnement à travers les outils de l’analyse fonctionnelle du besoin: 15 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 1. Afin d'énoncer le besoin qui justifie l’acquisition du produit (cisaille hydraulique), répondre aux questions du diagramme « bête à cornes 2. Pour la phase d’exploitation, compléter le graphe matérialisant les interactions entre la cisaille et le milieu extérieur ainsi que la liste des fonctions de service correspondante, Fp : permettre à l’utilisateur de découper la tôle. Fc1 : respecter les normes de sécurité Fc2 : s’adapter à l’énergie électrique disponible. Fc3 : respecter l’environnement Fc4 : s’adapter aux dimensions de la tôle. 16 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB c- Analyse Fonctionnelle Interne : Analyse Fonctionnelle Technique I. Généralité : 1. But de l’analyse fonctionnelle interne : «choisir les solutions techniques » Elle permet de s’intéresser aux constituants du système appelés « solutions techniques »pour réaliser les fonctions de service et donc satisfaire le besoin. 2. Système technique : Un système technique est un ensemble organisé destiné à apporter, suivant un Processus déterminé, une valeur ajoutée à la matière d'œuvre sur laquelle il agit afin de répondre à un besoin. les interactions entre ces constituants sont de formes différentes (échanges de matières, d’énergies ou d’informations) : on parle alors de Système pluritechnologique 3. Matière d’œuvre : Elément d’entrée sur lequel le système agit ; elle peut être : Produit (Matière) Energie Information 4. Valeur Ajoutée : Valeur supplémentaire apportée à la matière d’œuvre après passage dans le système elle peut être : Transformation (une modification de forme, de structure…) Arrangement ou Stockage Transfert (un déplacement) 5. fonction technique Une fonction technique est une fonction interne au produit. Elle représente une solution technique pour assurer totalement ou partiellement les fonctions de service. 6. Outils d’analyse Interne : Elle utilise deux outils de description : Diagramme F.A.S.T.(Function Analysis System Technic), Diagramme S.A.D.T.(Stuctured Analysis and Design Technic). 17 ANALYSE FONCTIONNELLE II. 2 SMB La méthode F.A.S.T Le diagramme FAST met en évidence toutes les fonctions techniques permettant de répondre à chacune des fonctions de service du produit et d'associer à chaque fonction technique la solution choisie. Chaque Fonction Technique (Verbe à l’infinitif + complément) est concrétiséepar une ou plusieurs solutions techniques 7. Application Le FAST descriptif d’un aspirateur ménager Fonction de service Enlever la poussière Ft-1 Ft-1.1 Ft-1.1.1 Aspirer la poussière Créer un flux d’air Transformer l’énergie Ft-1.1.2 Comment? Quand? Fs Solutions Techniques Fonctions Techniques Distribuer l’énergie Ft-1.1.3 Entraîner l’air Ft-1.1.4 Pourquoi? Canaliser l’air Ft-1.2 Ft-1.2.1 Régler la dépression Ouvrir en partie le tuyau Ft-1.2.2 Régler la vitesse du moteur Ft-2 Isoler la poussière St-1 Moteur St-2 Contacteur St-3 Turbine St-4 Tuyau St-5 Trappe St-6 Variateur St-7 Ft-2.1 Ft-2.1.1 Séparer la poussière Faire passer l’air à travers un filtre Ft-2.2.1 Ft-2.2 Récupérer la poussière 18 Faire pénétrer la poussière dans un contenant Porosité du sac St-8 Sac ANALYSE FONCTIONNELLE I. La méthode S.A.D.T 1) Définition : 2 SMB System Analysis and Design Technic : Méthode mise au point par la société Softech aux Etats Unis. L’analyse descendante permet modéliser et de décrire graphiquement la constitution des Systèmes techniques en utilisant des boites et des flèches représentant des flux (d’énergie,de matière ou d’ information) entrant ou sortant de ces boites en allant du plus général au plus détaillé. 2) Contraintes de Pilotage : Elles Modifient, Déclenchent et Contrôlent l’ACTIVITE de la fonction : Contraintes de configurations (C) : Capacité à changer d’activité. La configuration du système peut être modifiée soit par le logiciel (programme d’automate), soit par le matériel. Contraintes de réglages (R) : Ajustement d’un ou plusieurs paramètres, sans modification de l’activité (réglage d’une vitesse, d’une température….). Contraintes d’exploitation (E) : Mise en marche ou l’arrêt du système. (Bouton, départ cycle) Contraintes énergétiques (W) : Force motrice du système. (Energie électrique…) 3) Actigrammes : La méthode de décomposition SADT permet de hiérarchiser les actigrammes selon la convention suivante : Le niveau A-0 : c'est le niveau le plus élevé; il présente le contexte générale dusystème (Fonction globale Matière d’œuvre…) Le niveau A0 : ce niveau se décompose en 3 à 6 boîtes repérées A1, A2, A3 … A6. Le niveau A1 : La boite A1 se décompose en boîtes A11, A12 …Et ainsi de suite 19 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 4) Méthode. Le diagramme de plus haut niveau représente la finalité du système technique. Chaque diagramme de niveau inférieur définit les sous fonctions du système ainsi que leurs relations, leurs agencements dans le système. Chaque diagramme s’intègre exactement danss le diagramme de niveau supérieur en préservant les relations de chaque composant avec son environnement. Remarque : Selon le système Une donnée de contrôle pour une boîte mère peut devenir une entrée pour une boîte enfant. Une sortie de boîte enfant peut constituer l’entrée ou le contrôle d’une autre boîte enfant. 20 ANALYSE FONCTIONNELLE 5) Application : a. Système : Store automatique Le système de manœuvre de store automatique est constitué par : Des capteurs pour capter le vent et le soleil. Une carte électronique pour traiter les informations venant des capteurs et gérer le système. Un tambour moteur permettant de dérouler ou enrouler le store. Modèle fonctionnel A-0 du store automatique Modèle fonctionnel A0 21 2 SMB ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB b. Activité 2 : Système : Machine à laver. Compléter les actigrammes et A0 en utilisant les données suivantes 22 Donné : Configuration Programmateur Pompe Resistance Tambour Electrovanne ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB c. Activité 3 :Système : « Barrière automatique » Compléter les actigrammes A-0 et A0 en utilisant les données suivantes. Données : Ordre Mouvement de rotation Informations Traiter les informations Présence de véhicule Moteur Autoriser l’accès Programme Energie électrique Véhicule en attente Véhicule passé Information d’état 23 ANALYSE FONCTIONNELLE II. 2 SMB Architecture fonctionnelle des systèmes techniques Aotomatisés 1) Système automatisé : Un système automatisé est composé de plusieurs éléments qui exécutent un ensemble de tâches Programmées sans intervention de l’homme L’ensemble de ces constituants organisés représente une Chaine Fonctionnelle que l’on peut décomposer en deux parties : 2) Modèle général 3) Chaîne d'énergie Chaine d’Energie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Agir sur MOE L’ensemble des procédés qui réalise une action à partir d'énergies disponibles (Agissant sur les flux de matières et d’énergies.) Elle regroupe les unités réalisant les fonctions génériques : Alimenter : Mise en forme de l’énergie externe en énergie compatible pour créer une action. Distribuer: Distribution de l’énergie à l’actionneur réalisée par un distributeur ou un contacteur. Convertir : L’organe de conversion d’énergie appelé actionneur peut être un vérin, un moteur… Transmettre: Cette fonction est remplie par l’ensemble des organes mécaniques de transmission de mouvement et d’effort : engrenages, courroies, accouplement, embrayage….. 24 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 4) Chaîne d'information L’ensemble des procédés qui réalise l'acquisition, le traitement et la communication des informations (Agissant sur les flux de données.) Chaine d’Information Acquérir Traiter Communiquer Acquérir: Fonction qui permet de prélever des informations à l’aide de capteurs. Traiter: C’est la partie commande composée d’un automate ou d’un microcontrôleur. Communiquer: Cette fonction assure l’interface l’utilisateur et/ou d’autres systèmes. 5) Chaîne fonctionnelle : 1) Remarque : Dans un système industriel complexe, on peut rencontrer un nombre important de chaînes fonctionnelles. Exemple : dans une Station de lavage automatisée de voiture, on peut identifier une chaîne fonctionnelle pour le lavage de la carrosserie, une pour le lavage des roue, une pour le séchage. 25 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 2) Activité : Système Station de lavage automatique L’utilisateur gare sa voiture à l’emplacement prévu à cet effet et demande le lavage de sa voiture en entrant un jeton ou une carte sur le pupitre (Consignes). Le système possède de nombreux capteurs qui détectent la présence de la voiture (sans laquelle le système ne doit pas démarrer), les formes extérieures de la voiture (pour ne pas l’endommager), la position des éléments de la partie opérative, etc. Tous ces capteurs transmettent les comptes-rendus. A partir des ces informations, la partie commande (ici un automate programmable industriel) informe l’utilisateur du déroulement du programme (par un afficheur et des voyants) et donne ses ordres à la partie opérative pour organiser la succession des opérations de lavage. La partie opérative est alimentée en énergie électrique grâce à un opérateur d’électricité et l’énergie est distribuée aux moteurs et aux pompes (actionneurs) par l’intermédiaire de contacteurs (préactionneurs). Le lavage effectif de la voiture est réalisé par les brosses (effecteurs) qui frottent sur la carrosserie pendant que l’eau et les produits sont pulvérisés grâce à des buses (non représentées). 26 ANALYSE FONCTIONNELLE III. 2 SMB Exercices de synthèse : Baccalauréat 2011 Présentation du support Le premier réseau de tramway à traction électrique est devenu opérationnel cette année (2011) pour relier les deux pôles de l’agglomération Rabat Salé. Ainsi deux lignes de tramway, totalisant 32 stations d’arrêt sur un parcourt de 19,5 Km, sont réalisées.La société d’exploitation de ce réseau de transport en commun assurera aussi l’entretien des rames dans ses ateliers de maintenance.Pour effectuer les différentes interventions : contrôles, réglages, remplacement des éléments défectueux…, l’atelier de maintenance peut être équipé de systèmes de levage de trame (objet de notre étude) pour soulever les rames du tramway. Problématique : Comment soulever une rame de tramway de 45 tonnes et de 30 mètres de long à une hauteur suffisante (de l'ordre de 1m70) pour réaliser la maintenance des boggies et divers matériels se trouvant sous le tramway ? Le système de levage est constitué d’une armoire de commande (nommée PC) munie d’un pupitre decommande, d’un API (Automate Programmable Industriel), de contacteurs et cartes de commande pour moteurs. Cette PC peut gérer jusqu’à 10 colonnes de levage. Ces colonnes de levage (voir photo D.Res 1) sont des unités indépendantes mobiles que l’on peut déplacer manuellement grâce à des roues escamotables. Elles sont constituées d’un chariot de levage (voir figure1 D.Res 2) guidé par 4 galets roulant à l’intérieur d’une colonne (rails en tôle pliée). L’entraînement du chariot se fait par une vis à filet trapézoïdal (voir figure2 D.Res2), mise en rotation par un moto-réducteur-frein asynchrone triphasé. On met en place les colonnes au niveau de la plateforme de la rame de tramway à soulever, aux endroits prévus à cet effet. Pour soulever une rame de tramway de 45 tonnes et de 30 mètres de long, le service de maintenance utilise 8 colonnes de levage d'une capacité unitaire maximale de 8,2 tonnes commandées simultanément (voir photo D.Res 1). Lorsque les colonnes sont en place, on démarre le cycle de levage : l’opérateur peut choisir un fonctionnement manuel ou automatique par l’action sur un sélecteur (commutateur). En mode automatique, on affiche sur le pupitre la consigne de hauteur à atteindre, la PC pilote alors chaque moteur des 8 colonnes jusqu’à ce que cette hauteur soit atteinte et signalée par l’allumage d’une lampe verte. Chaque colonne est équipée d’un codeur incrémental informant la PC de la position du chariot de levage de la colonne. Pour unfonctionnement en toute sécurité, il faut assurer une certaine hor izontalité de la rame soulevée. Situation d’évaluation n°1 La société d’exploitation du tramway, souhaite acquérir les systèmes de levage à colonnes pour équiper son atelier d’entretien et de maintenance. Un commercial a proposé à la société un modèle de système de levage. Vous êtes invités à découvrir ce système et son environnement. Votre travail consiste à réaliser les tâches suivantes en étudiant le produit uniquement lors de sa phase d'utilisation. Après avoir pris connaissance de la présentation du support ; on vous demande de découvrir le système de levage à colonnes et son environnement à travers les outils de l’analyse fonctionnelle 27 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 1.1. A partir de la liste présentée dans le tableau 1, D.Res2 , compléter sur le document D.Rep1 le modèle fonctionnel du système ( actigramme A-0) par les éléments qui conviennent. 1.2. A partir de la liste des fonctions de service présentées dans le tableau 2, D.Res2 , compléter sur le D.Rep1 le diagramme partiel des interacteurs (pieuvre). 28 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 1.3. Sur le document D.Rep2, compléter le diagramme FAST de la fonction principale Fp, par les solutions technologiques retenues. 29 ANALYSE FONCTIONNELLE 2 SMB 1.4. Sur le document D.Rep3, compléter la chaîne fonctionnelle (structure générale) d’une colonne du système de levage. 30 ANALYSE FONCTIONNELLE Document ressources D.Res1 31 2 SMB ANALYSE FONCTIONNELLE Document ressources D.Res2 32 2 SMB
