ANALYSE FONCTIONNELLE DES SYSTEMES

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L'analyse fonctionnelle est utilisée au début d'un projet pour créer (conception) ou améliorer (reconception) un produit. Elle est un élément indispensable à sa bonne réalisation. Elle permet de structurer la reflexion qu'a le concepteur d'un produit, en partant du besoin auquel il répond jusqu'aux solutions technologiques adoptées.

Historique[modifier]

On peut dater l'apparition de l'analyse fonctionnelle aux alentours des années suivant la fin de la Seconde Guerre Mondiale. Ainsi, dès 1947, la nécessité de répertorier les différentes fonctions d'un produit se retrouve chez la société américaine General Electric. Dans les années 1960, la méthode APTE apparaît, et les diagrammes SADT sont standardisés par le label IDEF0 (Integration DEfinition for Function modeling).


Exemple d'application traités[modifier]

Store SOMFY.

Produits effectivement issus de l'analyse fonctionnelle[modifier]

On peut citer :

  • Ariane, la fusée européenne.
  • La gamme d'avions Airbus
  • La Citroën DS a été conçue avec les prémices de l'analyse fonctionnelle au début des années 1950.

Fonctions d'un système[modifier]

L'expression des fonctions est normalisée par l'AFNOR : une fonction se compose d'un verbe ou d'un groupe verbal caractérisant l'action, et de compléments représentant les éléments du milieu extérieur concernés par la fonction. Le sujet de la phrase n'apparait pas, mais il renvoie toujours au produit analysé.

La définition d'une fonction est donnée par la norme AFNOR X50-151 : « Action d'un produit ou de l'un de ses constituants exprimée exclusivement en terme de finalité ». Outre cette définition formelle, certaines règles d'usage sont à respecter :

  • la forme passive est à éviter.
  • la forme négative est à éviter.
  • la formulation de la fonction doit être indépendante des solutions susceptibles de la réaliser.
  • la formulation doit être la plus concise et la plus claire possible.

Exemples[modifier]

  • "Déplacer l'utilisateur" pour un moyen de transport
  • "Respecter l'environnement"
  • "Utiliser l'énergie disponible"

Différents types de fonctions[modifier]

Fonction principale (ou fonction d'usage)[modifier]

C'est la fonction qui satisfait le besoin. Elle assure la prestation du service rendu. C'est la raison pour laquelle le produit a été créé. Une fonction principale peut être répartie en plusieurs fonctions élémentaires (action attendue d'un produit pour répondre à un élément du besoin, traduisant la raison d'être d'un sous-système du produit).

Exemple : Fonction principale d'un véhicule automobile : "Transporter les utilisateurs"

Fonction contrainte[modifier]

D'après la norme AFNOR X50-151 : «La contrainte c'est la limitation à la liberté de choix du concepteur réalisateur d'un produit.» Il s'agit de recenser les conditions qui doivent être impérativement vérifiées par le produit, mais qui ne sont pas sa raison d'être.

Exemple : Fonctions contraintes d'un véhicule automobile : "Assurer la sécurité des utilisateurs", "Respecter les normes environnementales"...

Fonction complémentaire[modifier]

Fonction qui facilite, améliore, ou complète le service rendu. Ce type de fonction ne résulte pas de la demande explicite du client, et n'est pas non plus une contrainte. Il s'agit de proposer au client des améliorations pour son produit.

Exemple : Fonctions complémentaires d'un véhicule automobile : "Réguler automatiquement la vitesse", "Assister la commande de direction"...


Voir exemple traité : Store SOMFY.

Méthode APTE[modifier]

La méthode APTE (APplication aux Techniques d'Entreprise) est une méthode universelle pour la conduite d'un projet. En partant de l'expression d'un besoin ressenti et sans considérer a priori les solutions, elle permet d'évaluer l'ensemble des contraintes (techniques, économiques, culturelles...) qui affectent le projet. Elle constitue la première phase de conception débouchant sur l'édition du cahier des charges fonctionnel.

Exemple de la Citroën DS[modifier]

Dans les années 1950, le bureau d'étude de Citroën a mené la conception de la citroën DS en cloisonnant chacun sur sa fonction (la carrosserie, le moteur, la suspension, la transmission...). Très peu de gens étaient au courant du tout ; le résultat est celui qu'on sait : une voiture résoluement innovante, puisque chacun a pu s'exprimer librement. C'est ainsi qu'a pu voir le jour le concept de la suspension hydro-pneumatique qui équipe encore les véhicules de la marque.

Expression du besoin : la "bête à corne"[modifier]

La méthode APTE propose un outil graphique appelé bête à cornes qui permet une expression graphique du besoin en donnant la réponse aux questions suivantes :

  • À qui le Produit rend-il service ?
  • Sur quoi le Produit agit-il ?
  • Dans quel but le Produit existe-t-il?
Image:Bete_a_cornes.png


Exemple : l'automobile[modifier]

L'expression du besoin pour les véhicules automobiles peut être décrite par le graphe ci-contre.

Image:Outil_bete_à_corne_automobile.png


Voir exemple traité : Store SOMFY.

Le diagramme pieuvre (ou graphe des interactions)[modifier]

Ce diagramme est constitué du produit, au centre, et, autour, des éléments de son environnement (milieu extérieur). Il sert à l'expression de fonctions, et donc permet la représentation graphique d'une partie du Cahier des Charges. Il permet également de bien identifier l'environnement d'évolution du système, de déterminer avec précision et concision les relations entre ce système et les éléments du milieu environnant et les relations entre couples d'éléments extérieurs.

Le diagramme pieuvre ne remplace pas un cahier des charges, il permet uniquement d'en représenter certains points avec une grande rapidité de compréhension.

On fait apparaître les relations (fonctions) entre le produit et le milieu extérieur. Ces relations correspondent au service rendu par le produit et permettent d'élaborer un cahier des charges.

Deux types de fonctions sont en jeu :

  • les fonctions principales : ce sont les fonctions pour lesquelles le produit est élaboré, donc en fait celles qui pourraient répondre aux exigences de l'utilisateur. On les dessine par des liens entre deux éléments de l'environnement, liens passant par le système ;
  • les fonctions contraintes : elles sont un lien entre le produit et un élément de l'environnement. Elles naissent d'une contrainte imposée par un élément extérieur, de l'existence d'un produit déjà existant ou encore d'une exigence particulière de l'utilisateur voire de la présence de normes et de législations.
Diagramme pieuvre.png


Voir exemple traité : Store SOMFY.


Exemple : l'automobile[modifier]

On peut modéliser le système "véhicule automobile" par le diagramme pieuvre suivant:


  • FP1 : Permettre aux utilisateurs de se déplacer sur le sol.
  • FC1 : Rester insensible aux perturbations de la route, reprendre les efforts de propulsion.
  • FC2 : Contribuer au respect de l’environnement.
  • FC3 : Être esthétique.
  • FC4 : Résister au milieu extérieur
  • FC5 : Utiliser les énergies disponibles. Ne pas consommer trop.
  • FC6 : Respecter les réglementations
  • FC7 : Être confortable.
Note : une FP relie deux milieux extérieurs d'utilisation , ici utilisateurs et sol
Diagramme pieuvre automobile.png




Pour plus d'informations, voir www.methode-apte.com


Voir exemple traité : Store SOMFY.

Diagramme FAST[modifier]

Un diagramme FAST (Functional Analysis System Technique) présente une decomposition hiérarchisée des fonctions du système allant des fonctions de service (fonctions en lien avec le millieu extérieur) et passant par les fonctions techniques (fonctions internes au système) jusqu'à l'énoncé des solutions technologique employées ou prévues pour remplir les fonctions techniques.

Ce diagramme se construit de la gauche vers la droite à partir de l'énoncé d'une fonction.

Fast comment pourquoi.png

Tout déplacement vers la droite répond à la question : Comment réaliser cette fonction ? (Comment est réalisée la fonction i ? Par la fonction k.)

Tout déplacement vers la gauche répond à la question : Pourquoi réaliser cette fonction ? (Pourquoi est réalisée la fonction k ? Parce ce qu'il faut réaliser la fonction i.)

Il est complété vers le haut ou vers le bas pour définir les fonctions devant être assurées simultanément ou en alternative.


Diagramme FAST.jpg

Exemple[modifier]

On s'intéresse à un pilote automatique de bateau. Une de ses fonctions principales de service est : "Maintenir le cap". Le diagramme FAST sera alors :
Exemple diagramme FAST pilote automatique de bateau.jpg


Il faudra réaliser un diagramme FAST pour chacune des fonctions de service, notamment des fonctions contraintes. L'une des fonctions contraintes ici pourrait être « résister à l'humidité ».

Voir exemple traité : Store SOMFY.

Méthode SADT[modifier]

SADT (en anglais Structured Analysis and Design Technique) - connue aussi sous le label IDEF0 (en anglais Integration DEfinition for Function modeling) - est une méthode d'origine américaine, développée par Softech par Doug Ross en 1977 puis introduite en Europe à partir de 1982 par Michel Galiner. Elle se répandit vers la fin des années 1980 comme l'un des standards de description graphique d'un système complexe par analyse fonctionnelle descendante, c'est-à-dire que l'analyse chemine du général (dit "niveau A-0") vers le particulier et le détaillé (dits "niveaux Aijk"). SADT est une démarche systémique de modélisation d'un système complexe ou d'un processus opératoire.


Chaque fonction est représentée par une boite (ou un bloc). Une boîte SADT est située dans son contexte avec les autres boîtes ou modules, par l'intemédiaire de flèches de relation. Ces flèches symbolisent les contraintes de liaisons entre boîtes.

SADT.PNG

Définition des éléments représentés[modifier]

Matière d'oeuvre[modifier]

C'est l'élément sur lequel agit le système pour lui donner une valeur ajoutée. On défini la matière d'oeuvre entrante (M.O.E.), avant qu'elle n'ait été transformée par le système, et la matière d'oeuvre sortante (M.O.S.) après sa transformation.

Il existe plusieurs type de matière d'oeuvre :

  • matérielles : pièces, constituants, marchandises...
  • informationnelles : données, valeurs, fichiers...
  • énegétiques : éléctricité, énergie mécanique...
Schéma types de matière d'oeuvre.PNG

Valeur ajoutée[modifier]

La valeur ajoutée est la différence entre la M.O.S. et la M.O.E.

Fonction[modifier]

C'est la fonction de l'élément permettant d'obtenir la valeur ajoutée sur la matière d'oeuvre.

Données de contrôle[modifier]

Ce sont les éléments qui modulent la fonction du système : Présence d'énergie, programme, réglages, mode de fonctionnement....

Analyse descendante[modifier]

La méthode, appuyée par le modèle graphique decrit précédemment, procède par approche descendante en ce sens que l'on va du plus général au plus détaillé, en s'intéressant aux activités du système.

Le premier niveau du modèle, appellé niveau A-0, est en général très abstrait, et progressivement les activités et les moyens nécessaires à leur réalisation sont détaillés.

Sadt04.png

Voir exemple traité : Store SOMFY.