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Analyse fonctionnelle

Ce qu'il faut savoir

Définition (Norme AFNOR NF X 50-151)

L'analyse fonctionnelle (AF) est une démarche qui consiste à rechercher, ordonner, caractériser, hiérarchiser et/ou valoriser les fonctions du produit attendu par l'utilisateur

Objectif

L'analyse fonctionnelle est une étape essentielle afin de concevoir un produit au meilleur coût et au meilleur niveau de qualité requis. Elle est la donnée d'entrée de plusieurs outils de conception :

  • Cahier des charges fonctionnel
  • Dossier de consultation
  • Analyse de la valeur
  • AMDEC
  • etc...

Quand l'utiliser ?

Lorsqu'on parle d'analyse fonctionnelle, il faut différencier l'AF externe de l'AF interne. Ces deux analyses sont complémentaires, elles sont utilisées à des moments et avec des buts différents.

- La première est indépendante de toute solution et permet d'exprimer exhaustivement le besoin du client.
- La deuxième porte sur une solution afin de déterminer les fonctions techniques des différents composants.

Analyse fonctionelle

L'analyse fonctionnelle externe

Tout système a une finalité sinon il n'aurait pas de raison d'être. On conçoit un système avec des objectifs de performances (résistance, endurance, plaisance …). Il faut donc avant de le concevoir connaître exactement ce que l'on attend de lui. L'AF externe permet de traduire les attentes des utilisateurs en fonctions afin d'exprimer ce besoin sous forme de cahier des charges.

But et limite de l'étude

Avant d 'entrer dans le vif du sujet il est primordial de ne pas court-circuiter ces étapes afin d'atteindre tous les objectifs de départ.

But

Il s'agit de savoir à quoi va servir cette étude. Veut-on diversifier la gamme de produits actuel, accrocher un nouveau marché ou encore valoriser un savoir faire. Ceci aura des répercussions sur les mises en œuvre en terme de compétences, délais ou niveau de détail de l'étude qu'il faut prévoir depuis le début.

Limite de l'étude

Si on ne pose pas de limite, cette étude pourrait durer 20 ans ou encore nécessiter 15 personnes. Il s'agit de bien faire connaître les contraintes comme :

  • Délais
  • Budget alloué
  • Normes applicables
  • etc...

Démarche

Juste avant de commencer la démarche il faut préciser les limites du produit.

Exemple : prenons un client qui veut un système pour écouter de la musique avec comme source d'énergie " des piles ". Il faut savoir si les piles font partie du système étudié ou pas. En effet si les piles font parties de la limite du produit on pourrait concevoir des piles non standard (ce qui ne serait pas la même chose pour le client).

Déroulement synthétique de l'analyse fonctionnelle

Déroulement synthétique de l'analyse fonctionnelle

Exemple pour le cas d'une bouteille

Lors de la représentation schématique, le mot bouteille est remplacé par le mot système (en effet le client veut un système pour contenir un liquide gazeux). Nous prendrons comme situation de vie le versement.

Situations de vie

  • Stockage au frigo
  • Attente pendant repas, apéritif …
  • Manipulation sans versement
  • Versement
  • Recyclage
  • etc..

Milieux extérieurs et fonctions du produit

Cette recherche des milieux extérieurs se fait par situation de vie. Il s'agit de trouver tous les milieux en contact avec le système lors d'une utilisation spécifique de celui-ci. Une fois tous les milieux extérieurs déterminés il faut ensuite rechercher les fonctions du produit. Il y a deux sortes de fonctions : les fonctions principales qui sont les raisons d'être du produit et les fonctions de contraintes.

- Une fonction principale est exprimée par 2 milieux extérieurs et un verbe.
- Une fonction de contrainte est exprimée par 1 milieu extérieur et un verbe.

Analyse fonctionnelle : milieux extérieurs et fonctions du produit

On peut noter qu'il y a 2 fonctions principales. Ce n'est pas toujours le cas et dans certaines situations de vie il peut ne pas y en avoir.

Critères de performance

Pour chaque fonction du produit (principale et de contrainte), il faut rechercher les critères de performances (ceux-ci sont souvent exprimés dans le cahier des charges du produit). Voici une proposition pour la fonction principale " permettre le versement du liquide dans le verre "

Liquide
Permettre le versement
Verre
Coca
Taux d'acidité ?
Volume : 1 litre
Précision : 3cm de diamètre à hauteur maximum
Débit : 15 cl / seconde
Hauteur maximum entre verre et liquide : 30 cm
Diamètre : entre 4 et 8 cm

Toutes ces caractéristiques permettent d'établir un cahier des charges fonctionnel du système en outre de savoir ce que l'on veut en faire. Par exemple ici on sait que le conteneur devra pouvoir contenir 1 litre de coca avec un taux d'acidité à définir. Il devra permettre le versement depuis une hauteur de 30 cm avec un débit de 15 cl par seconde dans un verre ayant un diamètre compris entre 4 et 8 cm. Cette analyse est une donnée d'entrée essentielle de l'AMDEC Produit. Elle permet au client de définir correctement son cahier des charges et au fournisseur de s 'assurer qu'il a bien pris en compte tous les besoins du client.

L'analyse fonctionnelle interne

Une fois les attentes du client vis à vis du système connues, il faut concevoir ce système. Ce système va comprendre un ou plusieurs composants. Afin que le système fonctionne, il faudra que ces composants répondent à leur mission. Cette mission est tout simplement les fonctions que doit rendre chaque composant pour que le système fonctionne et rende le service demandé, au moment voulu par le client. Nous prendrons l'exemple du conteneur de liquide gazeux. Voici les différentes étapes pour la réalisation de l'AF interne :

Analyse fonctionnelle interne

Définition générale du produit

Pour débuter l'AF interne il faut au minimum un premier jet de la définition générale du produit. En effet nous ne pouvons déterminer les fonctions techniques des différents composants si nous ne les connaissons pas et si nous ne savons pas comment ils sont positionnés dans le système. Pour le conteneur, nous retenons comme solution une bouteille décomposé comme il suit :

  • le corps de bouteille
  • le bouchon
  • le papier de publicité

Schéma technique et fonctions des composants

(Prenons comme situation de vie manipulation sans versement)

Analyse fonctionnelle  : schéma technique et fonctions des composants

Ensuite il faut schématiser la fonction principale et les différentes liaisons entre composants.
(FP correspond à la fonction principale et L1…L6 aux liaisons)

Analyse fonctionnelle  : schématiser la fonction principale

La fonction principale pour cette situation de vie est " permettre à l'utilisateur de transporter du liquide ". Dans ce cas la fonction principale passe par tous les composants ce qui n'est pas toujours le cas. En effet ici l'utilisateur va être en contact avec le papier et le corps de la bouteille pour transporter un liquide qui sera en contact avec le corps et le bouchon.

  • Une fois que l'on a une vision globale du système il devient aisé de déterminer les fonctions techniques des composants : Le papier
  • Doit respecter le corps
  • Dois se coller sur le corps
  • Ne dois pas agresser l'utilisateur Le bouchon
  • Dois se (dé)visser sur le corps
  • Dois se maintenir sur le corps Le corps
  • Dois résister au liquide
  • Dois permettre le vissage du bouchon
  • Dois respecter l'utilisateur Ceci est un exemple, on pourrai trouver d'autres fonctions techniques. On peut aussi schématiser les fonctions sur le schéma technique.

Critères de performance

Pour chaque fonction technique, il faut rechercher les critères de performances. Voici une proposition pour les fonctions techniques du corps :

Doit résister au liquide

Liquide
Résister
Coca
Taux d'acidité ?
Pression : 0,5 bar
Durée : 2 ans

Doit permettre le vissage du bouchon

Bouchon
Permettre vissage
diamètre bouchon entre 1,5 et 2 cm
etc ...
longueur pas de visse : ....

Doit respecter l'utilisateur

Utilisateur
Respecter
Femme
Homme
Enfant dès 8 ans
Pas d'arête vive
Pas de surface granuleuse

Conclusion

L'AF est un outil performant pour recenser, caractériser, ordonner, hiérarchiser et valoriser les fonctions d'un produit. Elle permet d'avoir une vision claire des exigences attendues du produit.

Ceci permet :
- D'aboutir sur un cahier des charges précis du produit attendu
- De démarrer une analyses des risques (AMDEC PRODUIT) afin d'éradiquer tout défaut potentiel engendrant une non tenue des spécifications, avant que la conception ne soit figée et part la même avant que le retour en arrière ne coûte trop cher. - De démarrer une analyse de la valeur afin d'obtenir le meilleur rapport Qualité/Prix. C'est à dire obtenir un produit qui ne réponde qu'aux spécifications demandées. Il ne sert à rien d'avoir un produit ou composants de produit ayant plus de fonctions que nécessaire car celles-ci auront un coût.