L'analyse fonctionnelle : exercices corrigés de Bac pro MSPC

Rappel : vue de l'extérieur, le produit est une boîte noire dont on étudie les fonctions de service ; vue de l'intérieur, on étudie l'architecture, la combinaison des constituants et les fonctions techniques ⁵.

a) Il s'agit du besoin exprimé par l'utilisateur : vue de l'extérieur.

b) On décrit des constituants (résistance, contacteur) et leur combinaison : vue de l'intérieur.

c) La norme vient de l'environnement de la ligne : vue de l'extérieur.

d) Motoréducteur et courroie sont des constituants : vue de l'intérieur.

Sur un diagramme pieuvre, chaque trait entre la machine et un élément de son environnement représente une fonction de service ⁵.

On compte les liaisons : FP1, FC1, FC2, FC3, soit $1+3=4$ fonctions de service.

La fonction principale est celle qui rend le service attendu : c'est la raison pour laquelle la machine existe ⁵. Ici, c'est FP1, « mettre le produit dans le carton ».

FC1, FC2 et FC3 sont des contraintes : elles ne sont pas la raison d'être de la machine, mais elles encadrent son fonctionnement.

Une fonction décrit une action attendue du produit pour répondre à un élément du besoin ⁵.

a) « Convoyeur à rouleaux » est un constituant. Fonction possible : « Déplacer les cartons jusqu'au poste d'empilage ».

b) Intitulé correct : verbe + complément.

c) « Capteur de présence » est un constituant. Fonction possible : « Détecter la présence d'un carton ».

d) Intitulé correct : « Protéger l'opérateur » est une fonction, ici de type contrainte.

On ordonne et on hiérarchise les fonctions : principale, secondaires, contraintes ⁵.

La fonction 1 est principale : c'est la raison d'être de la machine, elle assure le service rendu ⁵.

Les fonctions 3 et 5 sont secondaires : elles complètent le service (adaptation au format, information de l'opérateur).

Les fonctions 2 et 4 sont des contraintes : une résistance à un milieu et une limite de consommation encadrent le fonctionnement sans le définir.

On peut lister cet ensemble dans un cahier des charges fonctionnel, qui décrit fonctions primaires, secondaires et contraintes ⁵.

Pour mettre en évidence le fonctionnement d'un convoyeur, on étudie sa chaîne d'énergie et sa chaîne d'information, fonction par fonction ⁴.

Chaîne d'information : la cellule photoélectrique (acquérir : un colis est présent) et l'automate programmable (traiter la donnée et décider).

Chaîne d'énergie : le contacteur (distribuer), le variateur (adapter la vitesse), le moteur (convertir l'énergie électrique en mouvement), le tambour d'entraînement et la courroie (transmettre), la bande (agir sur le colis).

Cas particulier : le variateur reçoit une consigne (information) et module la puissance (énergie). Il fait le lien entre les deux chaînes.

Le contacteur est dans la chaîne d'énergie ; sa bobine reçoit l'ordre de l'automate, qui appartient à la chaîne d'information.

Total des arrêts : $60+120+90+30=300$ min.

La chaîne « Convoyer » a le plus grand temps d'arrêt : 120 min. C'est elle qui impacte le plus la production.

Part de cette chaîne : $\frac{120}{300}\times 100 = 40$ %.

Vérification : les autres chaînes représentent $60/300 = 20$ %, $90/300 = 30$ % et $30/300 = 10$ %, soit $20+30+10+40=100$ %.

Durée du poste : $8\times 60=480$ min.

Temps de fonctionnement : $480-40=440$ min.

Colis déplacés : $24\times 440=10\,560$ colis.

Production sans arrêt : $24\times 480=11\,520$ colis.

Colis perdus : $11\,520-10\,560=960$ colis, soit $24\times 40$.

Question 1 : vu de l'extérieur, la fonction globale est « Fournir une vis orientée à la visseuse ». Un sujet d'évaluation demande justement de donner la fonction globale d'un système ⁴.

Question 2 : milieux extérieurs = vis, visseuse, opérateur, énergie électrique, table du poste.

Question 3 : fonction de service (principale) : FP1 « Fournir une vis orientée à la visseuse » (relie vis et visseuse). Contrainte : FC1 « Être alimenté par l'énergie électrique du poste » ou FC2 « Se fixer sur la table du poste ».

Question 4, énergie : un vibreur ou un moteur convertit l'énergie électrique en mouvement pour faire avancer la vis. Information : un détecteur de présence repère la vis en bout de rail.

Chaque réponse part du besoin, puis descend vers les constituants, comme dans la démarche vue plus haut ⁵.