Les Systemes Techniques

 

Les S ystèmes Techniques

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L es S ys tè tèm me ess T echn hnii q qu u es 1. Présentation générale. 1.1 Définition d’un système. C'est un assemblage  organisé d’objets reliés ou branchés les uns aux autres, de façon à former une entité, ou un tout, remplissant une ou plusieurs fonctions  permettant de rendre un service à l’utilisateur. Les systèmes techniques concernent absolument tous les domaines industriels ( Liste non exhaustive ) :  Industrie de base  : si sidé déru rurg rgie ie,, iind ndus ustr trie ie chim chimiq ique ue  Industrie des biens d’équipement  :  : mote moteur urs, s, mach machin ines es outi outils ls  Industrie des biens de consommation  : au auto tomo mobi bile les, s, él élec ectr trom omén énag ager er  Industrie des services  : distribution  Industries de pointe  : in info form rmat atiq ique ue,, aé aéro rona naut utiq ique ue

1.2

Les différents contextes d’étude d’un système.

  Le système est postulé : les SII permettent de le modéliser afin d’avoir une idée de son comportement

•

futur.

  Le système est existant : les SII permettent de comprendre son fonctionnement et de l’analyser en vue

•

de l’améliorer.

1.3 Cycle Cycle de v vie ie d’un s ys ystème. tème. On retrouve l’analyse (1) qui amène le cahier des charges, suivi de la conception (2) et de la réalisation (3) des éléments et du montage. Une fois fabriqué, un système a une vie  (5). Dans cette phase, les S2I peuvent aussi intervenir, pour la maintenance du système, ou pour le modifier  pour  pour l’améliorer  en  en performance et en durée de vie. … Jusqu’à sa mort …

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2. Analyse fonctionnelle d’un système technique. 2.1 Objectif de l’étude. C’est une activité qui correspond à la recherche rationnelle de solutions à un problème technique particulier, ou à l’analyse l’analyse d’un d’un système existant. Cette étude permet de décomposer le système en sous-ensembles distincts ayant des fonctions distinctes. Une telle décomposition est utile à l’élaboration du Cahier Des Charges Fonctionnelle : cdfc Le cahier des charges permet au commanditaire de préciser sans ambiguïté ce que doit réaliser le système. Toutes les fonctions qu' il réalise réalise doive doivent nt être spéc spécifiée ifiéess par des descritères objectifs mesurables. Chaque critère est accompagné de valeurs numériques et d' unetolérance .

Fonction Nom de la fonction

Critères

Niveaux

Critères objectifs : grandeurs physiques mesurable

Grandeur numérique associé au critères à ±  l' inte interv rval alle le d Longueur, vitesse, accélération, tension, intensité, force, tolérance. puissance, durée, volume, dB, fréquence, ph, fréquence de rotation, angle, pression…

2.2 Fonctions Fonctions de se servi rvi c e. : Environnement :   le système technique interagit  avec des éléments extérieurs qui peuvent être classés en quatre

•

 

domaines : le milieu humain  (service, but, sécurité… sé curité…), le l e milieu physique  (bruits, (brui ts, chocs… c hocs…), le milieu économique  (prix de revient, service après vente), le milieu technique  (source d’énergie, progrès progr ès techniqu tech nique… e…).

Types d'interactions :

•

 

⇒ Les  fonctions

principales pr incipales : elles expriment les services rendus par le produit sous forme d’interactions entre deux environnements.

 

⇒ Les fonctions  

•

 

contraintes : traduisent les limitations imposées i mposées au concepteur (sécurité, (sécu rité, énergie…).

Outils de formulation graphique (à savoir lire) : Le diagramme pieuvre.

Environnement 1

Environnement 2

Fc2

Fp1

Fc1

système Environnement 4

• 

Environnement 3

Fp2 Environnement 5

 La décomposition en fonction services doit être réalisée sans a priori sur les solutions techniques  permettant de les réaliser.

2.3 Les fonctions techniques. Les fonctions techniques sont les actions internes  au mécanisme (invisibles  pur pur l' utilis utilisate ateur) ur) qui qui permettent permett ent d’assurer d’assurer les fonctions fonctions de service. On y associe le nom d' un sous-système sous-système (solution technique). technique). Les Systèmes Techniques.doc

 

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3. Outils de description et décomposition des fonctions. Ces outils sont valables quelle que soit la nature des fonctions : de service ou technique.

3.1 Actigramme. Données de contrôle

MOEE

Fonction

MOES

Nom du système • 

Fonctions : c’est le service que rends le système en agissant sur la matière d’œuvre. C’est un verbe à l’infinitif .

• 

Données d’entrée (MOEE ) et de sortie (MOES) : (Matière (Matiè re d' d'Œuvre Œuvre à l' État Entrant et M Matière atièred' d ' Œuvre uvre à l'l' Ét Étaat Sor Sorta tant nt). ). Chaque système technique agit sur les éléments afin de les modifier. Ces éléments constituent la matière d’œuvre. Il existe 3 natures de matière d’œuvre d’œuvre : ♣ Un produit ou une matière. ♣ Une énergie ♣ Une information.

• 

Données de contrôle : ce sont les grandeurs qui ne subissent pas directement de transformation par le

système mais qui sont quand même nécessaires à la réalisation de la fonction principale : exemples : type d’énergie, d’énergie, paramètres de d e réglage, consignes de fonctionnement • 

Valeur ajoutée : la modification subie par la matière d’œuvre après le passage dans le système est appelée valeur ajoutée. La transformation de la matière d’œuvre ne change pas son type, mais

seulement ses caractéristiques.

3.2 Diagramme FAST. On décompose la fonction principale en fonctions composantes, elles-mêmes plusieurs fois décomposées en fonctions fonctions élémenta élémentaires, ires, jusqu' à faire apparaît apparaître re les solution solutionss techniques éléme élémentaire ntairess assurant chaque fonction. Cette analyse se fait en répondant à deux questions dans deux sens : Pourquoi ?

Fonction principale

Fonction secondaire 1

Fonction secondaire 2

Comment ?

Fonction élémentaire 21

Système élémentaire 21

Fonction élémentaire 22

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4. Approche par niveaux (analyse descendante) SADT. C’ C’est est une succession d’ actigrammes imbriqués les uns dans les autres. La décomposition se fait progressivement. Chaque niveau apporte des informations supplémentaires qui permettent d’accéder à une connaissance plus concrète des systèmes utilisés pour réaliser la fonction globale.

Quelques règles de mise en œuvre  :

Ces deux schémas perspective sont en juste des schémas  pédagogique : unen SADT se présente 2 D, 2D, bien sûr.

♣

Vérifier la cohérence des flux de données : toutes les données qui entrent et qui sortent – ni plus, ni moins – de la boîte mère se retrouvent sur le niveau inférieur.

♣

Une donnée de contrôle peut devenir deveni r matière d’œ d’œuvre sur le diagramme enfant. Et inversement.

♣

Remarque : cette décomposition décompos ition est plus riche que le l e FAST puisque puisqu e la matière d’œ d’œuvre apparaît. En plus plus d' d' expri exprime merr lles esfonctions fonctions élémentaires que doit remplir le système, cet outil donne la structure du système  ainsi que le flux des matières d’œuvres . De plus à chaque fonction est associé un système, qui peut être décomposé en sous-système.

Présentation d' un nivea

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5. Structure des systèmes. Il existe trois types de système : Les systèmes élémentaires :

la commande vient de l’homme

 

l’énergie  vient de l’homme

Les systèmes mécanisés :

la commande vient de l’homme

 

l’énergie  vient de la machine

Les systèmes automatisés :

la commande vient de la machine

 

l’énergie  vient de la machine

5.1 Structure Structure d’u d’un n sys systt ème automatisé. Il est composé de deux parties distinctes : r egroupe l’ensemble l’ensemble des constituants con stituants et composants permettant de La partie commande (PC) : elle regroupe traiter l’information et assurant le fonctionnement de la PO. l ’ensemble des moyen mo yen s techniques agissant a gissant sur la La partie opérative (PO) : elle est constituée de l’ matière d’œ d’œuvre afin de lui apporter la valeur ajoutée ajout ée souhaitée. souhait ée. MOES

Consignes de l’o éra érateu teurr

consignes

pupitre

opérateur

informations

ordres

Partie commande

Comptes-rendus

Partie opérative

messages

la Partie Commande d’un système automatisé : •  envoie les ordres à la P.O. •  reçoit des informations sur l’état de la P.O. ou de son. •  dialogue avec l’opérateur par l’intermédiaire d’un pupitre.

MOEE

5.2 Constituants des chaînes fonctionnelles. ♣

ensemble des constituan constituants ts permettant permettant de de transformer transformer l'" ordre de la PC  " en La chaî chaîne ne d' d' actio action n :est l' ensemble action sur la "matièr matièree d' œuvre ".

♣

ensemble est constitua constituants nts perme permettan ttantt de transf transforme ormerr l' état de la La chaîn chaînee d' acquisit acquisition ion :est l' ensemble "matiè matière re d' œuvre " en "comptes-rendus" reçus par la PC .

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Éléments

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Description

exemples

Ils distribuent sous l’ordre de la P.C. l’énergie aux

Pré-actionneur actionneurs.

contacteurs ou relais (électriques), distributeurs (pneumatique)

Actionneur

Ils transforment l’énergie disponible en énergie mécanique.

vérin pneumatique, moteur électrique, moteur atmosphérique, moteur et vérin hydraulique

Chaîne cinématique

Il transmett transmettent ent l' énergie énergie mécan mécanique ique aux effecteu effecteur. r.

Bielle-manivelle, po Bielle-manivelle, poulie-courroie, ulie-courroie, joints cinématique, etc…

Il agissent agisse nt direc directement tement ssur ur la ma matière tière d’ d ’œuvre sous so us l’action l’action

pince, poussoir, ventouse, roue, tapis roulant,

des actionneurs. Ils transforment des grandeurs physiques (position, vitesse, température… température …) en informatio informations ns compréhensibles compréhen sibles par la P.C.

etc.. capteur optique, capteur de présence (tapis), bouton poussoir

Effecteurs Capteurs

Présence d’ordre d’ordre (énergie élec, pneu à petite puissance) Energie haute puissance disponible

Distribuer l’énergie

Energie haute puissance distribuée

pré actionneur

Energie électrique, hydraulique, pneumatique

Transformer l’énergie en énergie mécanique

Energie mécanique de rotation, de translation etc…

actionneur

Energie mécanique

Transmettre l' énergi énergiee méc mécaniqu aniqu

Energie mécanique

Chaîne cinématique Energie issue de la chaîne cinématique

M.O.E.E

Agir sur la matière d’œuvre

M.O.E.S

effecteur énergie électrique Information physique (de la PO)

Traduire une information capteur

Information codée (vers PC)

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