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Méthode de conception d'un système technique



  1. #1
    Tibow-57

    Méthode de conception d'un système technique


    ------

    Bonsoir à tout le monde !

    Je rentre en DUT GMP l'année prochaine (normalement) et je me pose des questions quand à la conception d'un système quelconque :


    Quelle est la méthode à suivre pour la conception d'un système ? Par où commencer ?


    Pour m'entraîner et illustrer mes questions, je vais me lancer dans la réalisation (théorique) d'un projet : la conception d'un kart cross.
    Une photo d'un kart cross vous est donnée en pièce jointe pour vous donner une idée du genre de résultat attendu.


    Comme je l'ai dis, je compte réaliser ce projet de manière théorique seulement : plan, maquette 3d, nomenclature et dimensionnement du matériel nécessaire, etc (la réalisation pratique se fera peut-être dans quelques années). J'espère que vous pourrez me conseiller sur les étapes à suivre pour la réalisation de ce projet.



    Par où commencer ?

    Je pense que la première étape est la rédaction d'un cahier des charges ?!
    Si oui, quelles sont les informations qui doivent y figurer ?


    Merci d'avance à ceux qui pourront m'aider.
    Bonne soirée à tous,
    Thibaut.

    -----
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    Dernière modification par Tibow-57 ; 01/04/2010 à 22h02.

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  3. #2
    djodjo44

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonsoir,

    Naturellement il y a le cahier des charges mais fréquemment celui-ci ne vois que le "résultat", le "besoin".

    Il y a aussi la partie réglementations, normes, .....etc.

    Dans le cas de du kart, il y a certainement une réglementation pour faire de la course, si tu veux rouler tout seul dans un champ, tu peux faire ce que tu veux, mais à condition de rester en terrain privé, et que toi seul pilote l'engin. Si tu le prêtes et qu'il y a un mort, même en terrain privé, tu risques les ennuis.

    Par exemple, pour les soudures, il y a des normes de qualité en fonction des usages. Ta soudure représentée sur le dessin ne doit pas être un collage.

    Dans toutes conceptions il y a lieu de regarder "ce qui existe déjà". A partir de là, tu réalises ton projet, éventuellement, en mélangeant les techniques, métal, bois, bateaux, aviation, .........

    Surtout, tu vois beaucoup de catalogues, c'est sources d'inspirations.

    Les catalogues évitent aussi de réinventer " le fil à couper le beurre".

  4. #3
    Tibow-57

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Merci pour ta réponse !

    Quand tu parles de catalogue, tu parle de catalogue de pièce mécanique (engrenages, bielles, ressorts, etc...) ?
    Si oui connais-tu des sites ou trouver de tels catalogues ?
    J'ai cherché et je n'est trouvé que les catalogues de HPC.


    Encore une petite question concernant les étapes de la conception :

    Doit-on d'abord choisir et connaître les caractéristiques des pièces comme le moteur, roues, amortisseurs, etc... et construire le chassis en conséquence ou bien d'abord construire le chassis et choisir le matos en fonction ?


    Merci d'avance.

  5. #4
    Gawel

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonjour,

    Toute activité de conception (quel que soit l'objet conçu) se divise en 4 phases distinctes :

    1- La mise en évidence et la caractérisation d'un problème
    2- La proposition de solutions répondant au problème
    3- La sélection et le développement de la meilleure solution
    4- La validation de la solution sélectionnée

    [Suh, 1990]

    Chacune de ces phases se divise à son tour en différentes sous-phases :
    1a- Etude du Besoin Exprimé
    1b- Analyse des Besoins (Besoin Exprimé, Besoin Réel, Besoins détournés)
    1c- Etude de l'existant (étude des produits répondant à des besoins identiques, similaires ou proches)
    1d- Définition de recommandations et spécifications
    1e- Rédaction du cahier des charges conceptuel

    2a- Recherche de préconcept (Génération spontanée, Approche morphologique, Approche analogique)
    2b- Définition du contexte technique de conception
    2c- Rédaction du cahier des charges fonctionnel et technique
    2d- Sélection de plusieurs concepts et prédéveloppement technique, étude de faisabilité
    2e- Pré-modélisation
    2f- Présentation et confrontation des concepts

    3a- Sélection d'un concept à développer
    3b- Modélisation paramétrée, pré-dimensionnement
    3c- Validation cinématique, fonctionnelle et choix des matériaux
    3d- Calcul de structure, pré-optimisation et dimensionnement définitif
    3e- Analyse de la valeur et optimisation

    4a- Validation mécanique
    4b- Validation de l'ergonomie, du design, des coûts, etc.
    4c- Mise en plan et consultation fournisseur


    Voilà à peu près ce qu'on peut en dire d'un point de vue méthodologie de conception. A partir de là, chaque étape dispose d'outils et de méthodes propres


    Une source intéressante :
    Suh, N-P. [1990]. The Principles of Design, Oxford University Press, Inc. 401p. ISBN: 0-19-504345-6.

    Bon courage pour la suite
    Gaël
    Ing.Dr en Conception Mécanique, Secteurs Horloger, Automobile, Biomédical

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. Comparatifs

    Gagnez du temps et de l'argent grâce à nos comparatifs de produits TV & son. Parmi nos sujets :
  8. #5
    seizetheday

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    ça me fait toujours marrer ces recettes de cuisines théorique faites par des universitaires pour mener un projet même si dans l'ensemble le déroulement est cohérent
    dans l'industrie tout change tous les jours faut s'adapter
    L'élément important sont les spécifications qui evolueront tout le long du projet
    Il est important d'essayer de ratisser le plus large possible pour ne rien oublier
    Dans ton cas ,ça sera la reglementation la taille du pilote la puissance du moteur le diametre mini des tubes .....
    ensuite il faut mettre en place une architecture globale et mettre en concurrence plusieurs solutions; de toutes 9 solutions sur 10 partiront a la poubelle.
    Generalement on essaye de mettre toutes les contraintes et au bout d'un moment on commence a faire des arbitrages et la solution retenue sera celle du meilleur compromis
    l'ideal est de bosser a plusieurs ça booste la créativité
    et ensuite on commence la conception propement dit avec CAO et tout le tintouin

    ensuite on verifie le dimensionnement par calcul et généralement on repart pour un tour
    et ne jamais oublier que les plans ce n'est que 50% du travail
    lors de la mise au point tu verra apparaitre des problemes dont tu ne soupçonne même pas l'existance
    pour les pieces va sur le site emile maurin et telecharge le catalogue de pièces 3D
    " La simplicité est la sophistication suprême" (Leonard de Vinci)

  9. #6
    Gawel

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Citation Envoyé par seizetheday Voir le message
    ça me fait toujours marrer ces recettes de cuisines théorique faites par des universitaires pour mener un projet même si dans l'ensemble le déroulement est cohérent
    dans l'industrie tout change tous les jours faut s'adapter
    Effectivement, et c'est pour cela qu'on appelle ça une Méthodologie. C'est un modèle théorique sur lequel on peut se baser pour s'organiser et organiser son projet de conception.

    Certaines étapes peuvent être zappées, d'autres peuvent être déclinées, ça reste très flexible.

    Mais il est clairement établi que ces phases sont systématiques dans un projet de conception de produits, et il est courant que chaque étape soit traitée, de manière plus ou moins approfondie

    Par contre, comme ça a été dit, ce qui est primordial, c'est de bien définir tes besoins, de réellement faire le tour de ce que tu souhaites (besoin exprimé), et de ce qu'il faut (besoin réel), ce qui est indispensable (contraintes techniques, normes, budget, etc.)

    Il est tout autant important de définir chacun de ces besoins sous forme de spécifications faciles à vérifier (des trucs chiffrés par exemple : "l'assise doit être à une hauteur confortable" doit être transformé en "la hauteur d'assise doit se situer entre 361mm et 396mm")
    Dernière modification par Gawel ; 08/04/2010 à 08h21.
    Ing.Dr en Conception Mécanique, Secteurs Horloger, Automobile, Biomédical

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  11. #7
    Zozo_MP

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonjour Seizetheday

    Bien heureux de te voir parmi nous (tu devrais venir plus souvent )

    Je comprend ce que tu dis vu ton expérience et la mienne.
    Cependant la demande initiale était bien la suivante.

    Je rentre en DUT GMP l'année prochaine (normalement) et je me pose des questions quand à la conception d'un système quelconque :
    et complété par
    Je pense que la première étape est la rédaction d'un cahier des charges ?!
    Si oui, quelles sont les informations qui doivent y figurer ?
    Donc Tibow anticipe un peu ce qui n'est pas facile, puisqu'il est en avance de phase par rapport à justement ce qu'il doit apprendre en DUT.

    Dans ce contexte universitaire ce que propose Gawel est assez cohérent.

    Par contre là où je te rejoint c'est que pour que l'exercice soit fructueux, il faudrait que Tibow élabore son CDC et nous en fasse part régulièrement nous pourrions ainsi le compléter en lui faisant bénéficier de nos expériences.

    Malheureusement ce genre de fil ne dure jamais longtemps car nos jeunes étudiants changent de sujet. ""Ils zappent" comme on dit aujourd'hui.
    Ils se coupent ainsi des éventuels apports des anciens ce qui est bien dommage.
    Nous verrons bien

    Cordialement

  12. #8
    Gawel

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Citation Envoyé par Zozo_MP Voir le message
    Par contre là où je te rejoint c'est que pour que l'exercice soit fructueux, il faudrait que Tibow élabore son CDC et nous en fasse part régulièrement nous pourrions ainsi le compléter en lui faisant bénéficier de nos expériences.
    Effectivement, il pourrait être extrêmement intéressant d'avoir un suivi d'un tel projet, pour à la fois permettre un éventuel accompagnement et une aide en cas de besoin
    mais aussi pour montrer comment s'organise un projet de conception et l'illustrer par un exemple plutôt très concret !

    Tibow-57, si tu nous lis !!!
    Ing.Dr en Conception Mécanique, Secteurs Horloger, Automobile, Biomédical

  13. #9
    Tibow-57

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonjour à tous !

    Alors oui je vous lis et je vous remercie énormément pour vos réponses et conseils !


    Donc Tibow anticipe un peu ce qui n'est pas facile, puisqu'il est en avance de phase par rapport à justement ce qu'il doit apprendre en DUT.
    Oui effectivement j'anticipe un peu sur le programme de l'Université simplement parce que ça m'intéresse énormément et que de cette manière, en ayant déjà quelques connaissances suplémentaires à mon entrée en DUT, j'aurais peut-être un peu plus de facilité à comprendre les cours.


    Malheureusement ce genre de fil ne dure jamais longtemps car nos jeunes étudiants changent de sujet. ""Ils zappent" comme on dit aujourd'hui.
    Ils se coupent ainsi des éventuels apports des anciens ce qui est bien dommage.
    Nous verrons bien
    En ce qui me concerne, je n'ai pas l'intention d'abandonner ce projet car c'est une bonne occasion pour moi de mettre en pratique mes connaissances et surtout d'apprendre plein de nouvelles choses.


    Pour le moment, je fais des recherches sur la méthode de Gaël pour bien comprendre les différentes étapes.
    Je commencerai ensuite la rédaction d'un cahier des charges pour mettre en place le besoin et avoir une base pour commencer les recherches.


    Je vous remercie encore de l'intéret que vous accordé à mon sujet !
    Bonne journée,
    Thibaut.

  14. #10
    Gawel

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Citation Envoyé par Tibow-57 Voir le message
    Je commencerai ensuite la rédaction d'un cahier des charges pour mettre en place le besoin et avoir une base pour commencer les recherches.
    Juste pour chippoter
    Le cahier des charges ne permet pas de mettre en place le besoin, c'est le contraire !
    Le cahier des charges est une traduction technique du besoin
    besoin : solidité => matériau : xx

    Ton analyse du besoin doit arriver avant le cahier des charges. En gros, tu dois te définir et étudier un certain nombre de spécifications avant d'entamer la rédaction de ton cahier des charges
    Ing.Dr en Conception Mécanique, Secteurs Horloger, Automobile, Biomédical

  15. #11
    Tibow-57

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Autant pour moi ! ^^


    Donc si j'ai bien compris, dans un premier temps on définit les besoins (solidité, sécurité, maniabilité, etc...) ; une fois ceci fait on rédige le cahier des charges dans lequel figurera les "solutions" (technique, matériau, caractéristique, etc...) aux besoins posés ?

  16. #12
    Gawel

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Citation Envoyé par Tibow-57 Voir le message
    Donc si j'ai bien compris, dans un premier temps on définit les besoins (solidité, sécurité, maniabilité, etc...) ; une fois ceci fait on rédige le cahier des charges
    Oui, c'est exactement ça

    Citation Envoyé par Tibow-57 Voir le message
    une fois ceci fait on rédige le cahier des charges dans lequel figurera les "solutions" (technique, matériau, caractéristique, etc...) aux besoins posés ?
    Ca par contre non
    Un cahier des charges est constitué de Fonctions (Principales/Secondaire/Contraintes ou Principales/Services/Techniques suivant le point de vue)

    Il faut faire attention, pour permettre une créativité optimale, une fonction doit être totalement indépendante d'une solution.



    Par exemple :

    Besoin > Mon produit doit être rigide et léger

    Fonctions avec "critères de valeur" >
    - Le matériau choisi doit avoir un module de Young compris entre x et y MPa
    - Le matériau choisi doit avoir une masse volumique inférieure à z kg/m3

    Solutions >
    - Le matériau choisi sera de l'aluminium
    - Le matériau choisi sera du carbone
    - etc...
    Ing.Dr en Conception Mécanique, Secteurs Horloger, Automobile, Biomédical

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  18. #13
    Tibow-57

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonjour,
    J'ai commencé à rédiger les besoins concernant le système.
    N'hésitez pas à me donnez des indications sur ce qui ne va pas ou ce qui manque.


    Définition des besoins


    Le Kart-Cross a pour but de procurer des sensations par le pilotage sur tout-terrain.

    • Le véhicule doit être rigide et le moins lourd possible. Il doit avoir une bonne maniabilité : bonne adhérence au terrain, bonne stabilité (ne pas basculer dans les virages)…
    • Les sensations procurées au pilote se feront en fonction du terrain et des performances attendues du système : le Kart-Cross doit pouvoir atteindre facilement les 60km/h, avec une vitesse maximale attendu de 80 à 90km/h.
    • Le système ne sera pas homologué (routes ou concours) ce qui permettra une plus grande liberté de construction mais ne devra pas pour autant mettre le pilote ou un intervenant sur le système en danger. La sécurité est primordial !
    • Le pilote sera de taille relativement grande (jusqu’à 1m90) et devra avoir suffisamment de place pour s’installer dans le véhicule.
    • Le moteur proviendra d’une voiture ou d’une moto.
    • Les feux (phares à l’avant, feux à l’arrière) ne sont pas obligatoires étant donné que les essais et l’utilisation du véhicule se fera exclusivement sur terrain privé et de jour.

  19. #14
    Zozo_MP

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonjour

    Ce ce que vous donnez sont des généralités que je qualifie en général d'intention.
    Devra être léger ne veut rien dire : un char léger est plus lourd qu'un ULM qui est plus lourd lui même que le Solar Impulse au regard de la performance. Nous sommes dans de la logique floue de programmation.

    Raisonnez plutôt par grandes fonctions.

    Par exemple
    1°) Performance recherché vitesse sur le plat et vitesse en montée dans une pente max de 45° sur cent mètres.
    1bis) Masse à déplacer du pilote + kart lui même (pour le poids du kart à vide) regardez ce qui se fait déjà pour avoir un ordre de grandeur.
    2°) "l'énergie à fournir". Je ne parle pas d'essence mais du nbr de KW en fonction de la performance recherchée.
    3°) fonctionnalité générale. puisque vous parlez de kart cela sous entend embrayage + freins mais pas de système de variation via une boite de vitesse mécanique ou à variateur.
    Nombre de roues motrices, etc...

    Pour le moteur ne faites de présupposé (voiture ou moto) car par exemple vous ne dites pas moteur de kart et comme c'est à la mode l'électrique etc...

    Utilisez un document en pièce jointe cela vous éviteras un pénible mise à jour.

    Essayez de trouver sur le net des descriptifs techniques de kart, cross-kart motos, ULM, etc... Regardez les têtes de chapitre et faites en une synthèse et votre plan des grandes fonctionnalités et sous-fonctions sera presque terminé.
    En plus vous aurez déjà un ordre de grandeur des valeurs à utiliser.

    Cordialement

    PS: le but c'est de vous aider à réfléchir et pas de faire à votre place (vous dites ; ""qu'est-ce que j'ai oublié ?? "")

  20. #15
    Gawel

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    J'ajoute (et du coup, j'appuie le "Essayez de trouver sur le net des descriptifs techniques de kart, cross-kart motos, ULM,..." de Zozo_MP) qu'une étude des besoins est étroitement liée à une étude de l'existant.

    En gros, deux questions :
    Est-ce que ce que tu veux faire existe déjà ?
    * Si oui, pourquoi n'utilises-tu pas quelque chose qui existe déjà ? (problème de coût, de fonctionnalité, etc...)
    * Si non, que manque-t-il dans l'existant pour pouvoir avoir ton produit ?

    Dans les deux cas, tu te retrouveras avec une évolution du besoin par rapport aux besoins qui ont donné les produits existants !


    Et sinon, tu l'as déjà fait et c'est très bien : continue à essayer de quantifier le plus possible tes données de contrôle
    - atteindre facilement les 60km/h
    - vitesse maximale attendu de 80 à 90km/h
    - pilote jusqu'à 1m90

    Il faut que tu le fasses pour toutes tes valeurs cibles :
    - Le véhicule doit être le moins lourd possible > poids maxi ?
    - Il doit avoir une bonne stabilité (ne pas basculer dans les virages) > f(angle;vitesse) ?
    - La sécurité est primordial > ?

    Bon courage
    Gaël
    Ing.Dr en Conception Mécanique, Secteurs Horloger, Automobile, Biomédical

  21. #16
    Tibow-57

    Re : Méthode de conception d'un système technique

    Bonsoir à tous !

    Je viens simplement vous informer que je n'oublie pas ce projet !
    Mon inactivité de ces derniers temps s'explique pour plusieurs raisons :

    - tout d'abord c'est les vacances ! Et non je ne suis pas en train de me faire dorer au soleil mais plutôt en train de commencer mes révisions pour le bac ...
    - je continue à faire des recherches sur les projets existants et à établir mes besoins.
    - j'ai commencé à apprendre à me servir du LaTex pour pouvoir rédiger un document propre.


    Donc voilà j'essayerai de poster mon étude des besoins d'ici une à deux semaines...

    En attendant je vous souhaite à tous une bonne continuation !

    Thibaut.

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