3 Connaissance formalisée pendant la phase de recherche de concepts

Cette phase se situe avant la phase de conception architecturale, comme nous avons pu le voir précédemment (cf Chap. 1 et [Pal96]). Elle permet de faire les premiers choix conceptuels et technologiques liés au produit. C’est aussi durant cette phase que certaines parties essentielles du modèle mathématique, établi à la fin de la phase de conception architecturale, sont identifiées. Ainsi, les premières variables et leurs valeurs associées peuvent être mises en évidence à ce stade, en se basant sur les outils de l’Analyse Fonctionnelle (AF).

En effet, l’AF permet au concepteur de décomposer et de hiérarchiser les fonctions

Résolution par satisfaction de contraintes pour l'aide à la décision en conception architecturale

d’un produit relatives à un besoin. Les fonctions de niveaux inférieurs permettent de réaliser la fonction de niveau supérieur à laquelle elles sont reliées [Szy99, Hir01]. Cette décomposition est souvent représentée au sein d'un diagramme FAST (Function Analysis System Technique) ou d’un organigramme technique (OT), ce dernier peut être étendu aux milieux extérieurs. Les blocs fonctionnels de ces organigrammes traduisent une fonction qui s’exprime souvent à l’aide d’un verbe d’action (par exemple : refroidir, transporter, transférer, etc.) auquel est joint un flux (de matière, d’énergie ou de signal) et des compléments précisant la portée de la fonction. L'OT permet de synthétiser les décompositions fonctionnelles effectuées, par exemple dans le cadre de diagrammes FAST pour les fonctions de service d'un produit. L'OT peut être utilisé pour représenter la décomposition fonctionnelle ou organique d'un produit.

La figure 8 représente un exemple de décomposition fonctionnelle au sein d'un diagramme FAST pour un aspirateur ménager. La fonction de service que doit remplir l'aspirateur est de récupérer la poussière du sol. Cette dernière se décompose en 3 sous- fonctions : aspirer la poussière, séparer la poussière de l'air et stocker la poussière. Sur la droite du diagramme sont représentés les composants associés à ces fonctions. Ainsi le sac jetable permet de remplir plusieurs fonctions : laisser passer l'air, retenir la poussière et stocker la poussière.

Figure 8 : Exemple de diagramme FAST d'un aspirateur ménager.

Ces mêmes composants apparaissent au sein de l'OT de l'aspirateur dans la figure 9. Sur cet organigramme, les composants aidant à la satisfaction des fonctions de service ou des fonctions contraintes sont regroupées en unités fonctionnelles. A chaque bloc fonctionnel de cet organigramme peut être assimilé des variables caractéristiques. Ces variables sont

Chapitre III - Élaboration et exploitation d’un modèle pendant la phase de conception architecturale

directement liées aux blocs fonctionnels et décrivent ainsi les principales caractéristiques des flux, des futurs composants ou des unités fonctionnelles du produit. Ces caractéristiques sont directement en relation avec la satisfaction des fonctions associées au besoin ayant déclenché la conception de ce produit. Ce type d'organigramme permet de hiérarchiser une première fois les fonctions et les variables identifiées au sein du produit.

Figure 9: Exemple d'organigramme technique pour un aspirateur ménager.

De même, l'AF permet d'obtenir des informations sur les flux et leur circulation entre les blocs fonctionnels en utilisant un bloc diagramme fonctionnel. Ce dernier permet de mettre en évidence certaines topologies ou contraintes géométriques liées aux flux et à leur circulation. La figure 10 représente un bloc diagramme fonctionnel de l'aspirateur lors de son fonctionnement. Il décrit une topologie correspondant à la fonction de service précédemment définie dans la figure 8. Ainsi, nous pouvons voir que le flux de poussière passe par le tuyau et est arrêté et stocké par le sac, contrairement à l'air qui traverse ensuite le ventilateur.

Figure 10 : Exemple d'extrait de bloc diagramme fonctionnel pour un aspirateur ménager.

Résolution par satisfaction de contraintes pour l'aide à la décision en conception architecturale

Ces diagrammes ou ces organigrammes permettent ainsi au concepteur d'obtenir l'ensemble des principales caractéristiques fonctionnelles d'un produit conformément à une hiérarchie et une topologie fonctionnelle basées sur un cahier des charges.

Ces diagrammes sont établis pour chaque situation de vie importante rencontrée par le produit. Les situations de vie les plus importantes sont identifiées par le concepteur au début de la phase de recherche de concepts par retour d’expérience. Elles sont choisies en fonction de leur pertinence par rapport au besoin fonctionnel sur tout le cycle de vie du produit. Il faut alors noter que ces situations de vie peuvent mener à des décompositions fonctionnelles très différentes, en particulier lorsqu'il ne s'agit pas de situations de vie liées au fonctionnement du produit (par exemple : assemblage, recyclage).

A la fin de la phase de recherche de concepts, le concepteur, ayant établi une décomposition fonctionnelle satisfaisante (au moins) pour chaque situation de vie importante, doit tester la faisabilité du ou des concepts correspondants pendant la phase de conception architecturale. Il obtient ainsi une hiérarchie et une topologie de fonctions, mais aussi de variables définissant les caractéristiques clés du produit. Ces variables seront alors utilisées dans les modèles définis en conception architecturale et correspondent la plupart du temps à des variables de conception (voir section suivante) ou à des variables dont les valeurs identifiées traduisent des critères. Quelques autres variables peuvent être définies, simplement parce qu'elles sont utilisées communément pour qualifier ou évaluer d'autres caractéristiques pertinentes pour le concepteur (par exemple des caractéristiques liées aux phénomènes et technologies en relation avec des flux identifiés).

III.3.1 - Connaissance formalisée à l'aide du cahier des charges