Hiérarchie des fonctions d'une voiture : Décomposition du système "voiture" en fonctions principales, secondaires et élémentaires pour comprendre son organisation fonctionnelle.
- Identifier la fonction principale (FP)
- Décomposer en fonctions secondaires (FS)
- Identifier les fonctions élémentaires (FE)
- Organiser hiérarchiquement les fonctions
- Représenter la hiérarchie sous forme de diagramme
- Valider la complétude de la décomposition
FP1 : Permettre le déplacement d'une personne ou de marchandises
FP1.1 : Transporter des personnes
FP1.2 : Transporter des marchandises
FS1 : Convertir l'énergie chimique en énergie mécanique
FS2 : Transmettre la puissance au sol
FS3 : Diriger le véhicule
FS4 : Arrêter le véhicule
FS5 : Protéger les occupants
FE1.1 : Mélanger air et carburant
FE1.2 : Compresser le mélange
FE1.3 : Allumer le mélange
FE1.4 : Produire des gaz brûlés
FE2.1 : Transmettre le couple
FE2.2 : Adapter la vitesse
| Niveau | Fonction | Description |
|---|---|---|
| FP | Transporter | Déplacer personnes/marchandises |
| FS | Propulsion | Convertir énergie en mouvement |
| FS | Direction | Contrôler la trajectoire |
| FS | Freinage | Arrêter ou ralentir |
| FE | Combustion | Brûler carburant |
FP1: Transporter personnes/marchandises
├── FS1: Propulsion
│ ├── FE1.1: Mélanger air/carburant
│ ├── FE1.2: Compresser mélange
│ ├── FE1.3: Allumer mélange
│ └── FE1.4: Produire gaz brûlés
├── FS2: Transmission
│ ├── FE2.1: Transmettre couple
│ └── FE2.2: Adapter vitesse
├── FS3: Direction
│ └── FE3.1: Commander les roues
└── FS4: Freinage
└── FE4.1: Convertir énergie cinétique• Toutes les fonctions contribuent à FP1
• Les FE sont des actions élémentaires
• La hiérarchie est logique et complète
• Les interfaces sont clairement définies
La hiérarchie des fonctions de la voiture se compose d'une fonction principale (transporter), 4 fonctions secondaires (propulsion, transmission, direction, freinage) et 8 fonctions élémentaires, organisées de manière logique et complète.
• FP unique : Raison d'être du système
• FS complémentaires : Supportent la FP
• FE élémentaires : Actions techniques simples
Hiérarchie des fonctions d'un smartphone : Décomposition du système "smartphone" en fonctions de service, techniques et élémentaires pour comprendre son architecture fonctionnelle.
FP1 : Communiquer et traiter des informations
FP1.1 : Communiquer à distance
FP1.2 : Traiter et stocker des données
FP1.3 : Interagir avec l'utilisateur
FS1 : Connecter à internet
FS2 : Traiter les données
FS3 : Afficher les informations
FS4 : Enregistrer des sons/images
FS5 : Alimenter le système
FS6 : Localiser le dispositif
FE1.1 : Générer signal radio
FE1.2 : Détecter signal radio
FE2.1 : Exécuter instructions
FE2.2 : Gérer la mémoire
FE3.1 : Afficher pixels
FE3.2 : Détecter toucher
FE4.1 : Capturer image
FE4.2 : Enregistrer son
| Niveau | Fonction | Exemple de composant |
|---|---|---|
| FP | Communiquer et traiter | Smartphone |
| FS | Connecter à internet | Module Wi-Fi/4G |
| FS | Traiter données | Processeur |
| FS | Afficher info | Écran tactile |
| FE | Générer signal | Antenne |
FP1: Communiquer et traiter
├── FS1: Communication
│ ├── FE1.1: Générer signal radio
│ ├── FE1.2: Détecter signal radio
│ └── FE1.3: Encoder/décoder données
├── FS2: Traitement
│ ├── FE2.1: Exécuter instructions
│ ├── FE2.2: Gérer mémoire
│ └── FE2.3: Gérer stockage
├── FS3: Affichage
│ ├── FE3.1: Afficher pixels
│ └── FE3.2: Détecter toucher
└── FS4: Capture
├── FE4.1: Capturer image
└── FE4.2: Enregistrer son• Modularité : Chaque FS peut être optimisée indépendamment
• Interdépendance : Certaines FE sont partagées
• Évolutivité : Nouvelles FE peuvent être ajoutées
• Standardisation : Interfaces entre modules
Le smartphone a une fonction principale de communication et traitement d'informations, décomposée en 6 fonctions secondaires et plus de 12 fonctions élémentaires, organisées dans une architecture modulaire permettant l'évolutivité.
• Modularité : Chaque module a une fonction claire
• Standardisation : Interfaces normalisées
• Évolutivité : Possibilité d'ajouter des FE
Hiérarchie des fonctions d'une maison : Décomposition du système "habitat" en fonctions de service, techniques et élémentaires pour comprendre son architecture fonctionnelle.
FP1 : Abriter des personnes et protéger du milieu extérieur
FP1.1 : Offrir un espace de vie confortable
FP1.2 : Assurer la sécurité des occupants
FP1.3 : Protéger les biens matériels
FS1 : Maintenir une température intérieure agréable
FS2 : Assurer l'éclairage intérieur/extérieur
FS3 : Fournir l'eau potable
FS4 : Assurer la ventilation
FS5 : Fournir l'électricité
FS6 : Gérer les déchets
FE1.1 : Produire de la chaleur
FE1.2 : Distribuer la chaleur
FE1.3 : Réguler la température
FE2.1 : Produire lumière
FE2.2 : Distribuer électricité
FE3.1 : Apporter eau potable
FE3.2 : Réguler pression
FE4.1 : Extraire air vicié
FE4.2 : Renouveler air
| Niveau | Fonction | Grandeur associée |
|---|---|---|
| FP | Abriter personnes | Sécurité, confort |
| FS | Chauffage | Température, énergie |
| FS | Éclairage | Luminosité, électricité |
| FS | Plomberie | Pression, débit |
| FE | Produire chaleur | Puissance, énergie |
FP1: Abriter personnes
├── FS1: Chauffage/Refroidissement
│ ├── FE1.1: Produire chaleur
│ ├── FE1.2: Distribuer chaleur
│ └── FE1.3: Réguler température
├── FS2: Éclairage
│ ├── FE2.1: Produire lumière
│ └── FE2.2: Distribuer électricité
├── FS3: Plomberie
│ ├── FE3.1: Apporter eau
│ └── FE3.2: Réguler pression
├── FS4: Ventilation
│ ├── FE4.1: Extraire air
│ └── FE4.2: Renouveler air
└── FS5: Électricité
├── FE5.1: Produire/distribuer
└── FE5.2: Sécuriser installation• Interconnexion : Les FS interagissent entre elles
• Mutualisation : Certains FE sont partagés
• Fiabilité : Redondance dans certaines FS
• Efficacité : Optimisation des échanges entre FS
La maison a une fonction principale d'abri, décomposée en 6 fonctions secondaires et plus de 15 fonctions élémentaires, formant un système interconnecté où les fonctions secondaires interagissent pour assurer le confort et la sécurité.
• Interconnexion : Les FS interagissent entre elles
• Mutualisation : Partage de certains FE
• Fiabilité : Redondance pour sécurité
Hiérarchie des fonctions d'une usine : Décomposition du système "usine de production" en fonctions de service, techniques et élémentaires pour comprendre son organisation fonctionnelle.
FP1 : Produire des biens manufacturés
FP1.1 : Transformer matières premières en produits finis
FP1.2 : Livrer produits aux clients
FP1.3 : Gérer les stocks
FS1 : Approvisionner en matières premières
FS2 : Gérer les lignes de production
FS3 : Contrôler la qualité
FS4 : Gérer les stocks
FS5 : Expédier produits finis
FS6 : Maintenir les équipements
FS7 : Assurer la sécurité
FE1.1 : Réceptionner matières
FE1.2 : Stocker matières premières
FE2.1 : Charger ligne de production
FE2.2 : Transformer matière
FE2.3 : Décharger produit
FE3.1 : Mesurer caractéristiques
FE3.2 : Comparer aux tolérances
FE4.1 : Identifier produit
FE4.2 : Localiser stock
| Niveau | Fonction | Grandeur mesurable |
|---|---|---|
| FP | Produire biens | Quantité, qualité, délais |
| FS | Production | Flux, cadence, rendement |
| FS | Qualité | Taux de conformité |
| FS | Logistique | Stock, livraison |
| FE | Usiner pièce | Cotes, état de surface |
FP1: Produire biens manufacturés
├── FS1: Approvisionnement
│ ├── FE1.1: Réceptionner matières
│ ├── FE1.2: Stocker matières
│ └── FE1.3: Distribuer matières
├── FS2: Production
│ ├── FE2.1: Charger ligne
│ ├── FE2.2: Transformer matière
│ └── FE2.3: Décharger produit
├── FS3: Contrôle qualité
│ ├── FE3.1: Mesurer caractéristiques
│ ├── FE3.2: Comparer tolérances
│ └── FE3.3: Classifier produit
├── FS4: Gestion stocks
│ ├── FE4.1: Identifier produit
│ ├── FE4.2: Localiser stock
│ └── FE4.3: Suivre mouvements
└── FS5: Expédition
├── FE5.1: Préparer commande
├── FE5.2: Conditionner produit
└── FE5.3: Expédier client• Productivité : Taux de rendement global (TRG)
• Qualité : Taux de conformité
• Fiabilité : Taux de disponibilité
• Efficacité : Utilisation des ressources
L'usine a une fonction principale de production de biens, décomposée en 7 fonctions secondaires et plus de 20 fonctions élémentaires, organisées dans un système de production avec indicateurs de performance clés.
• Performance : Mesure des indicateurs clés
• Automatisation : Optimisation des processus
• Sécurité : Intégrée dans toutes les FS
Hiérarchie des fonctions d'un robot industriel : Décomposition du système "robot" en fonctions de service, techniques et élémentaires pour comprendre son organisation fonctionnelle.
FP1 : Manipuler des objets dans un environnement industriel
FP1.1 : Saisir des pièces
FP1.2 : Déplacer des pièces
FP1.3 : Poser des pièces
FS1 : Contrôler les mouvements
FS2 : Saisir objets
FS3 : Détecter environnement
FS4 : Commuter avec système
FS5 : Alimenter en énergie
FS6 : Sécuriser fonctionnement
FE1.1 : Calculer trajectoire
FE1.2 : Générer ordres moteurs
FE1.3 : Contrôler position
FE2.1 : Ouvrir/fermer pince
FE2.2 : Régler effort de saisie
FE3.1 : Détecter présence objet
FE3.2 : Identifier objet
FE4.1 : Recevoir ordres
FE4.2 : Envoyer statuts
| Niveau | Fonction | Grandeur associée |
|---|---|---|
| FP | Manipuler objets | Précision, vitesse |
| FS | Contrôler mouvements | Positions, vitesses |
| FS | Saisir objets | Efforts, positions |
| FS | Détecter environnement | Données capteurs |
| FE | Calculer trajectoire | Coordonnées, temps |
FP1: Manipuler objets
├── FS1: Contrôler mouvements
│ ├── FE1.1: Calculer trajectoire
│ ├── FE1.2: Générer ordres moteurs
│ └── FE1.3: Contrôler position
├── FS2: Saisir objets
│ ├── FE2.1: Ouvrir/fermer pince
│ ├── FE2.2: Régler effort de saisie
│ └── FE2.3: Détecter saisie
├── FS3: Détecter environnement
│ ├── FE3.1: Détecter présence objet
│ ├── FE3.2: Identifier objet
│ └── FE3.3: Mesurer orientation
├── FS4: Communication
│ ├── FE4.1: Recevoir ordres
│ ├── FE4.2: Envoyer statuts
│ └── FE4.3: Signaler erreurs
└── FS5: Alimentation
├── FE5.1: Distribuer énergie
└── FE5.2: Gérer sécurité• Précision de positionnement : < 0.1 mm
• Vitesse de manipulation : paramétrable
• Répétabilité : haute précision
• Sécurité : multiples capteurs de sécurité
Le robot industriel a une fonction principale de manipulation d'objets, décomposée en 6 fonctions secondaires et plus de 18 fonctions élémentaires, organisées pour une précision élevée et une sécurité optimale.
• Précision : Contrôle en boucle fermée
• Sécurité : Système de sécurité intégré
• Communication : Interface avec système de production
- Identification du besoin : Quelle est la fonction du système ?
- Recherche de la FP : Quel est le but principal vis-à-vis de l'utilisateur ?
- Décomposition en FS : Comment atteindre la FP ?
- Décomposition en FE : Quelles actions techniques sont nécessaires ?
- Validation : Toutes les FE contribuent-elles à la FP ?
- Hiérarchisation : Organiser les fonctions par niveaux
- Documentation : Représenter la hiérarchie de manière claire
- La fonction principale est unique et représente le but du système
- Les fonctions secondaires supportent la fonction principale
- Les fonctions élémentaires sont des actions techniques simples
- La hiérarchie doit être complète (toutes les fonctions sont incluses)
- La hiérarchie doit être cohérente (logique d'organisation)
- Chaque FE doit contribuer à une FS, qui contribue à la FP
- Fonctions de service (FP) : Ce que le système fait pour l'utilisateur
- Fonctions techniques (FS) : Comment le système réalise la FP
- Fonctions de base (FE) : Actions techniques élémentaires
- Fonctions contraintes : Limitations imposées au système
- Fonctions d'interface : Relations avec l'environnement
- La hiérarchie des fonctions permet de comprendre la structure fonctionnelle d'un système
- Elle facilite l'analyse, la conception et la maintenance des systèmes
- Elle permet d'identifier les composants nécessaires à chaque niveau
- Elle aide à valider la complétude de la conception
- Elle est essentielle pour la communication technique entre les acteurs du projet
