SCIENCES INDUSTRIELLES POUR L’INGÉNIEUR...
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SCIENCES INDUSTRIELLES POUR L’INGÉNIEUR CI-1 page 1/8 2. Communication technique Lecture de documents techniques. Les modèles de description fonctionnels et structurels ; cahier des charges fonctionnel. Langage SYSML ETUDIANT Période : 1 pcsi-1-2-communication technique-ETUDIANT C C P P G G E E P P C C S S I I Cours - TD - TP - Fiche de formalisation Synthèse - Evaluation J.Kuchler – V4.2-2011 1.2.1. Lecture de documents techniques. « L'enseignement de sciences industrielles permet d'aborder avec méthode et rigueur l'analyse de réalisations industrielles. Il renforce l'interdisciplinarité et développe des aptitudes à modéliser des systèmes manufacturés, à déterminer leurs grandeurs caractéristiques, à communiquer et à interpréter les résultats obtenus en vue de faire évoluer le système réel » L’ingénieur doit maitriser un langage pour lui permettre de communiquer sa pensée technique et permettre ainsi la création, l’évolution et la fabrication de systèmes industriels. Ce langage doit aussi lui permettre de comprendre la conception, les conditions de réalisation et d’exploitation des objets techniques créés par d’autres. Voici dans le tableau ci-dessous une liste non exhaustive des moyens de communication de l’ingénieur : La photographie L’image de synthèse L’animation vidéo La simulation La maquette numérique Le dessin d’ensemble Le dessin de définition La perspective éclatée Le schéma cinématique La carte mentale Pour organiser ses idées… Le schéma synoptique Pour montrer "visuellement" l'architecture du système
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2. Communication technique Lecture de documents techniques. Les modèles de description fonctionnels et structurels ;
cahier des charges fonctionnel. Langage SYSML
ETUDIANT Période : 1
pcsi-1-2-communication technique-ETUDIANT CCCPPPGGGEEE PPPCCCSSSIII Cours - TD - TP - Fiche de formalisation Synthèse - Evaluation J.Kuchler – V4.2-2011
1.2.1. Lecture de documents techniques.
« L'enseignement de sciences industrielles permet d'aborder avec méthode et rigueur l'analyse de réalisations
industrielles. Il renforce l'interdisciplinarité et développe des aptitudes à modéliser des systèmes manufacturés, à
déterminer leurs grandeurs caractéristiques, à communiquer et à interpréter les résultats obtenus en vue de faire
évoluer le système réel »
L’ingénieur doit maitriser un langage pour lui permettre de communiquer sa pensée technique et permettre ainsi
la création, l’évolution et la fabrication de systèmes industriels.
Ce langage doit aussi lui permettre de comprendre la conception, les conditions de réalisation et d’exploitation des objets techniques créés par d’autres.
Voici dans le tableau ci-dessous une liste non exhaustive des moyens de communication de l’ingénieur :
La photographie L’image de synthèse L’animation vidéo
La simulation La maquette numérique Le dessin d’ensemble
Le dessin de définition La perspective éclatée Le schéma cinématique
La carte mentale
Pour organiser ses idées…
Le schéma synoptique
Pour montrer "visuellement" l'architecture du système
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2. Communication technique Lecture de documents techniques. Les modèles de description fonctionnels et structurels ;
cahier des charges fonctionnel. Langage SYSML
ETUDIANT Période : 1
pcsi-1-2-communication technique-ETUDIANT CCCPPPGGGEEE PPPCCCSSSIII Cours - TD - TP - Fiche de formalisation Synthèse - Evaluation J.Kuchler – V4.2-2011
Le FAST : Pour montrer le matériel associé aux fonctions
Le diagramme pieuvre : Pour montrer les interactions d'un
système avec son environnement
Le graphe des liaisons : Pour représenter
l'agencement d'un système mécanique Le schéma fonctionnel : Pour représenter l'agencement
des fonctions d'un système
Les chaines énergie et information : Pour montrer les
interactions des chaînes d'énergie et d'information
Le SADT : Pour décrire un système du général au
particulier
L'algorithmique, l'algorigramme et le GRAFCET : Pour décrire le fonctionnement d'un programme
Le Chronogramme : pour décrire chronologiquement la variation de grandeurs physiques ou logiques
Mais aussi le croquis à main levée, le schéma d’épure, le schéma d’implantation, le « pdf » 3D… le langage SYSML
(voir ci-après).
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2. Communication technique Lecture de documents techniques. Les modèles de description fonctionnels et structurels ;
cahier des charges fonctionnel. Langage SYSML
ETUDIANT Période : 1
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1.2.2. Les modèles de description fonctionnels et structurels ; cahier des Charges Fonctionnel.
1.2.2.1. Présentation
La lecture d'un système technique fait appel à trois notions :
le contexte qui délimite le système par rapport au milieu qui l'environne (frontières du système) ; le point de vue adopté pour observer le système (concepteur, utilisateur, personnel de
maintenance) ; l'objectif de l'analyse (compréhension des flux de matière d'œuvre et d'énergie, des données de
contrôle et des informations).
1.2.2.2. Analyse fonctionnelle
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1.2.2.2.1. Fonctions
Elle décompose le système pour y faire ressortir :
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Remarque : la notion de fonction permet de définir un système en termes de finalité et non de solution.
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On distingue différentes fonctions :
Les fonctions de service Les fonctions techniques Les fonctions contraintes
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1.2.2.2.2. Critères d’appréciation des fonctions
On applique aux fonctions des critères de valeur comme par exemple, des limites de coût, des niveaux
de performances, des normes de sécurité ...
Critère d’appréciation : critère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est remplie ou une
contrainte imposée. Exemples de critères : durée de vie, maintenabilité, vitesse, température d’utilisation ...
Niveau d’un critère d’appréciation : niveau repéré dans l’échelle adoptée pour un critère
d’appréciation d’une fonction.
Exemples : T = 20 °C 2 °C, tolérance de fabrication 0,1 mm ...
Flexibilité d’un niveau : ensemble d’indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de
moduler un niveau recherché pour un critère d’appréciation. Exemples : limite d’acceptation (valeurs minimales et maximales), classe de flexibilité (impératif, négociable ...)
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1.2.2.3. Cahier des charges fonctionnel
Le cahier des charges fonctionnel (CDCF) est un document formulant le besoin, au moyen de fonctions
détaillant les services rendus par le produit et les contraintes auxquelles il est soumis.
Exemple : Orthèse d’épaule (Extrait Concours Centrale-Supélec 2010 – Filière PSI)
Diagramme pieuvre ou diagramme des interacteurs du système :
Cahier des charges partiel
Application de cours : SEGWAY (Concours CS PSI-2005)
Enoncé des fonctions de service :
FS1 : ....………………………………………………………………………………………………………………………
FS… : ....………………………………………………………………………………………………………………………
FS… : ....………………………………………………………………………………………………………………………
FS… : rester manœuvrable dans la circulation
FS… : être peu encombrant
FS… : contribuer au respect de l’environnement
Extrait du CDCF :
Fonction de service Critère Niveau
…… : donner au conducteur une
sensation de stabilité
Temps de réponse de 0 à 5 km/h 1 s maxi
Dépassement d’inclinaison <30%
Inclinaison du châssis par rapport à la verticale Nulle à convergence 0)(lim
tt
…… : rester insensible aux
perturbations provenant de la route
Hauteur de la marche de trottoir franchissable à 5 km/h 5 cm maxi
Perturbations dues à la route, nature du sol (pavés, franchissement d’un trottoir…)
Plage de fréquence de 0 à 300 Hz
Milieu urbain
Environnement
Segway
Route Conducteur FS3
FS1 FS2
FS4
FS5 FS6
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1.2.2.4. Outil d’analyse F.A.S.T.
La méthode FAST (Function Analysis System Technique) permet à partir d’une fonction principale à satisfaire
d’établir une décomposition en fonctions techniques pour aboutir aux solutions technologiques.
Il s’agit de relier et d’ordonner toutes les fonctions techniques assurées par les éléments du système pour
répondre aux questions :
Pourquoi cette fonction doit-elle être assurée ? Comment cette fonction doit-elle être assurée ? Quand cette
fonction doit-elle être assurée ?
L’outil FAST est un outil d’analyse descendante fonctions-solutions agençant un ensemble de blocs-fonctions.
La logique d’association des blocs selon l’axe temps est une logique de type ET: la réalisation d’une fonction
de niveau n associe une ou plusieurs fonction de niveau n+1.
Exemple : robot ROBUGLASS (Extrait Concours Mines AADN 2009 – Filière PTSI)
Diagramme pieuvre ou diagramme des interacteurs du système :
FS1 : Assurer de manière automatique l’entretien de la pyramide du Louvre
FS2 : Commander manuellement le porteur et vérifier le bon fonctionnement du nettoyage
FS3 : Transmettre toutes les sources d’énergie
FS4 : Répondre aux normes de sécurité
FAST partiel
Pourquoi ? Comment ?
Quand ?
Fonction
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1.2.2.5. L'analyse fonctionnelle descendante (SADT)
L'analyse fonctionnelle descendante est un outil de description graphique et de modélisation d'un système
technologique. Il propose une démarche d'analyse systématique. Cette méthode part du général pour aller au
particulier.
La représentation des activités est modélisée par des boîtes ou modules fonctionnels reliés entre eux par des flèches.
Ces boîtes (ou actigrammes) sont régies par des règles définies par la Structured Analysis and Design Technic (SADT).
Chaque boîte peut se décomposer en diagramme comprenant diverses boîtes représentant les sous-fonctions
principales qui doivent satisfaire la fonction énoncée dans cette boite.
Niveau A-0 ou Actigramme :
Il est défini par une boîte et permet d’indiquer:
la frontière d'isolement et les relations du système avec son environnement,
la fonction globale ou fonction d’usage du système.
Cas général : Exemple : Chaudière à bois déchiqueté – Mines AADN – PCSI 2010
FONCTION
SUPPORT
Matière d'oeuvre: Pertes et
nuisances Messages Matière d'oeuvre
+ valeur ajoutée.
Données de contrôle ou contraintes:
- Contraintes d'alimentation en énergie.
- Contraintes de configuration.
- Contraintes de réglage.
- Contraintes d'exploitation ...
- Produit. - Energie. - Information...
A- -
Niveau A0 : Il représente, en diverses boîtes, les fonctions principales du système pour satisfaire la fonction globale
énoncée dans la boîte A-0. Ces boîtes sont reliées entre elles par des lignes fléchées qui indiquent les divers flux de
la matière d’œuvre et des contraintes.
Exemple : Chaudière à bois déchiqueté – Mines AADN – PCSI 2010
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Niveau A11, A12...., A21, A22,...
Il est possible de continuer de décomposer
une ou plusieurs boîtes jusqu'au niveau de
détail souhaité.
1.2.3. Le Langage SYSML Source : Présentation de C. BERGMANN – IGEN – Stage MATLAB SIMULINK - Grenoble mars 2011
Les systèmes sont devenus plus complexes et pluritechniques, un besoin de
langage transversal et unifié apparait. Sysml doit permettre ainsi à des acteurs de
corps de métiers différents de collaborer autour d’un modèle commun pour définir
un système. On favorise la création de bibliothèques de systèmes et sous-
systèmes standardisés, permettant un gain de productivité.
SysML est un langage de modélisation graphique dérivé d'UML
Ce langage va bien au delà des problématiques de l'informatique.
Comme UML, SysML n’est pas une méthode.
SysML regroupe 9 diagrammes référencés ci-dessous, les principaux diagrammes sont présentés ci-après à partir d’un
système connu de tous le lave-linge :
Le diagramme d’exigences d’un lave-linge
Diagramme de cas d’utilisation Diagramme de séquence
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Diagramme de définition de bloc Diagramme de définition de bloc
Diagramme de bloc interne Diagramme d’état 1er
niveau
Diagramme d’état du programme 1 Diagramme d’état du programme 3 Diagramme d’état du programme 5
