Statistical methods in process management -- Capability and performance

This document defines a procedure to validate measuring systems and a measurement process in order to state whether a given measurement process can satisfy the requirements for a specific measurement task with a recommendation of acceptance criteria. The acceptance criteria are defined as a capability figure (CMS, CMP) or a capability ratio (QMS, QMP). NOTEÂ Â Â Â Â Â This document follows the approach taken in ISO/IEC Guide 98-3 (GUM), and establishes a basic, simplified procedure for stating and combining uncertainty components used to estimate a capability index for an actual measurement process. This document is primarily developed to be used for simple one-dimensional measurement processes, where it is known that the method uncertainty and the specification uncertainty are small compared to the implementation uncertainty. It can also be used in similar cases, where measurements are used to estimate process capability or process performance. It is not suitable for complex geometrical measurement processes, such as surface texture and position measurements that rely on several measurement points or simultaneous measurements in several directions.

Méthodes statistiques dans la gestion de processus -- Aptitude et performance

Le présent document définit une procédure pour valider des systèmes de mesure et un processus de mesure dans le but de déterminer si le processus de mesure peut satisfaire aux exigences relatives à une opération de mesure spécifique avec une recommandation de critères d’acceptation. Les critères d’acceptation sont définis par une valeur d’aptitude (CMS, CMP) ou par un ratio d’aptitude (QMS, QMP). NOTE           Le présent document utilise une approche fondée sur celle employée dans l’ISO/IEC Guide 98-3 (GUM), et établit une procédure de base simplifiée permettant d’énoncer et de combiner les composantes d’incertitude utilisées pour estimer un indicateur d’aptitude pour un processus de mesure donné. Le présent document est essentiellement destiné à être utilisé pour des processus de mesure simples à une dimension lorsque l’on sait que l’incertitude liée à la méthode de mesure et l’incertitude engendrée par la spécification sont faibles par rapport à l’incertitude de mise en œuvre. Il peut être également utilisé dans des cas similaires, lorsque les mesures sont utilisées pour estimer l’aptitude ou la performance d’un processus. Il ne s’applique pas à des processus de mesures géométriques complexes, tels que les processus de mesure d’état de surface et de position qui s’appuient sur plusieurs points de mesure ou sur des mesures simultanées dans plusieurs directions.

General Information

Status
Published
Publication Date
24-Aug-2021
Current Stage
5060 - Close of voting Proof returned by Secretariat
Start Date
16-Jul-2021
Completion Date
15-Jul-2021
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ISO 22514-7:2021 - Statistical methods in process management -- Capability and performance
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ISO 22514-7:2021 - Méthodes statistiques dans la gestion de processus -- Aptitude et performance
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22514-7
Second edition
2021-08
Statistical methods in process
management — Capability and
performance —
Part 7:
Capability of measurement processes
Méthodes statistiques dans la gestion de processus — Aptitude et
performance —
Partie 7: Aptitude des processus de mesure
Reference number
ISO 22514-7:2021(E)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 6

4.1 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 6

4.2 Abbreviated terms ............................................................................................................................................................................... 9

5 Basic principles ...................................................................................................................................................................................................... 9

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 9

5.2 Resolution ................................................................................................................................................................................................12

5.3 Maximum permissible error known and used .........................................................................................................12

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................12

5.3.2 MPE, maximum permissible deviation of the measuring system — u .................12

MPE

5.4 Capability and performance limits for a measuring system and measurement process .....13

6 Implementation ..................................................................................................................................................................................................13

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................13

6.2 Factors that influence the measurement process ..................................................................................................13

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................13

6.2.2 Uncertainty components that belong to the measuring system ..........................................14

6.2.3 Additional uncertainty components belonging to the measurement process ........16

7 Studies for calculating the uncertainty components ...................................................................................................19

7.1 Measuring system ..............................................................................................................................................................................19

7.1.1 General...................................................................................................................................................................................19

7.1.2 Repeatability and bias based on one reference standard ..........................................................19

7.1.3 Standard uncertainty from the linearity deviation — u .....................................................20

LIN

8 Calculation of combined uncertainty ...........................................................................................................................................23

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................23

8.2 Calculation of expanded uncertainty ................................................................................................................................25

9 Capability ..................................................................................................................................................................................................................26

9.1 Performance ratios ...........................................................................................................................................................................26

9.1.1 General...................................................................................................................................................................................26

9.1.2 Performance ratio of the measuring system .........................................................................................26

9.1.3 Performance ratio of the measurement process ...............................................................................26

9.2 Capability indices ...............................................................................................................................................................................26

9.3 Capability of a measurement process with one-sided specifications ...................................................27

10 Capability of the measurement process compared to the capability of the

production process .........................................................................................................................................................................................31

10.1 Relation between observed process capability and measurement capability ratios ..............31

10.2 Relation between observed process capability and measurement capability ..............................32

11 Ongoing review of the measurement process stability .............................................................................................33

11.1 Ongoing review of the stability ..............................................................................................................................................33

12 Capability of attribute measurement processes ..............................................................................................................34

12.1 General ........................................................................................................................................................................................................34

12.2 Capability calculations without using reference values ...................................................................................34

12.3 Capability calculations using reference values ........................................................................................................35

12.3.1 Calculation of the uncertainty range ...........................................................................................................35

12.3.2 Symbols .................................................................................................................................................................................36

12.3.3 Working steps for determining the uncertainty range ................................................................37

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)

12.4 Ongoing review ....................................................................................................................................................................................38

Annex A (informative) Examples ...........................................................................................................................................................................40

Annex B (informative) Statistical methods used ...................................................................................................................................46

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................51

iv © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 69, Applications of statistical methods,

Subcommittee SC 4, Applications of statistical methods in product and process management.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 22514-7:2012), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— use of the MPE values in the calculations;

— revision of the calculation of the linearity, with amendments in the example in Clause A.1;

— addition of a method to calculate the capability when the specifications of the characteristic of

interest is defined as a one-sided specification (new 9.3).
A list of all parts in the ISO 22514 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
© ISO 2021 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
Introduction

The purpose of a measurement process is to produce measurement results obtained from defined

characteristics on parts or processes. The capability of a measurement process is derived from the

statistical properties of measurements from a measurement process that is operating in a predictable

manner.

Calculations of capability and performance indices are based on measurement results. The uncertainty

of the measurement process used to generate capability and performance indices are estimated before

the indices can be meaningful. The actual measurement uncertainty should be adequately small.

If the measurement process is used to judge whether a characteristic of a product conforms to a

specification or not, the uncertainty of the measurement process is compared to the specification itself.

If the measurement process is used for process control of a characteristic, the uncertainty should be

compared with the process variation. Limits of acceptability are stated for both cases.

The quality of measurement results is given by the uncertainty of the measurement process. This is

defined by the statistical properties of multiple measurements, or estimates of properties, based on the

knowledge of the measurement process.

The methods specified in this document address the implementation uncertainty (for more information

on implementation uncertainty, see ISO 17450-2). Therefore, they are only useful if it is known that

the method uncertainty and the specification uncertainty are small compared to the implementation

uncertainty. This document specifies methods to define and calculate capability indices for

measurement processes based on estimated uncertainties. The approach given in ISO/IEC Guide 98-3

(GUM) is the basis of this approach.
vi © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22514-7:2021(E)
Statistical methods in process management — Capability
and performance —
Part 7:
Capability of measurement processes
1 Scope

This document defines a procedure to validate measuring systems and a measurement process in order

to state whether a given measurement process can satisfy the requirements for a specific measurement

task with a recommendation of acceptance criteria. The acceptance criteria are defined as a capability

figure (C , C ) or a capability ratio (Q , Q ).
MS MP MS MP

NOTE This document follows the approach taken in ISO/IEC Guide 98-3 (GUM), and establishes a basic,

simplified procedure for stating and combining uncertainty components used to estimate a capability index for

an actual measurement process.

This document is primarily developed to be used for simple one-dimensional measurement processes,

where it is known that the method uncertainty and the specification uncertainty are small compared

to the implementation uncertainty. It can also be used in similar cases, where measurements are

used to estimate process capability or process performance. It is not suitable for complex geometrical

measurement processes, such as surface texture and position measurements that rely on several

measurement points or simultaneous measurements in several directions.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 3534-1, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 1: General statistical terms and terms used in

probability

ISO 3534-2:2006, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 2: Applied statistics

ISO 5725-1, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 1: General

principles and definitions

ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method

for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method

ISO 5725-3, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 3: Intermediate

measures of the precision of a standard measurement method

ISO 5725-4, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 4: Basic

methods for the determination of the trueness of a standard measurement method

ISO 5725-5, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 5: Alternative

methods for the determination of the precision of a standard measurement method

ISO 5725-6, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 6: Use in

practice of accuracy values
© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)

ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in

me a s ur ement (GUM: 1995)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3534-1, ISO 3534-2 and

ISO 5725 (all parts), and the following apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
maximum permissible measurement error
maximum permissible error
limit of error
MPE

extreme value of measurement error, with respect to a known reference quantity value (3.15), permitted

by specifications or regulations for a given measurement, measuring instrument, or measuring system

Note 1 to entry: Usually, the term “maximum permissible errors” or “limits of error” is used where there are two

extreme values.

Note 2 to entry: The term “tolerance” cannot be used to designate “maximum permissible error”.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.26, modified — The abbreviated term "MPE" has been added.]

3.2
measurand
quantity intended to be measured

Note 1 to entry: The specification of a measurand requires knowledge of the kind of quantity, description of the

state of the phenomenon, body, or substance carrying the quantity, including any relevant component, and the

chemical entities involved.

Note 2 to entry: In the second edition of the VIM and in IEC 60050-300:2001, the measurand is defined as the

“quantity subject to measurement”.

Note 3 to entry: The measurement, including the measuring system and the conditions under which the

measurement is carried out, might change the phenomenon, body, or substance such that the quantity being

measured may differ from the measurand as defined. In this case, adequate correction is necessary.

EXAMPLE 1 The potential difference between the terminals of a battery may decrease when using a voltmeter

with a significant internal conductance to perform the measurement. The open-circuit potential difference can

be calculated from the internal resistances of the battery and the voltmeter.

EXAMPLE 2 The length of a steel rod in equilibrium with the ambient Celsius temperature of 23 °C is different

from the length at the specified temperature of 20 °C, which is the measurand. In this case, a correction is

necessary.

Note 4 to entry: In chemistry, “analyte”, or the name of a substance or compound, are terms sometimes used for

“measurand”. This usage is erroneous because these terms do not refer to quantities.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
2 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
3.3
measurement uncertainty
uncertainty of measurement
uncertainty

non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to a

measurand (3.2), based on the information used

Note 1 to entry: Measurement uncertainty includes components arising from systematic effects, such as

components associated with corrections and the assigned quantity values of measurement standards, as well

as the definitional uncertainty. Sometimes estimated systematic effects are not corrected for but, instead,

associated measurement uncertainty components are incorporated.

Note 2 to entry: The parameter may be, for example, a standard deviation called standard measurement uncertainty

(3.6) (or a specified multiple of it), or the half-width of an interval, having a stated coverage probability.

Note 3 to entry: Measurement uncertainty comprises, in general, many components. Some of these may be

evaluated by Type A evaluation of measurement uncertainty (3.4) from the statistical distribution of the quantity

values from series of measurements and can be characterized by standard deviations. The other components,

which may be evaluated by Type B evaluation of measurement uncertainty (3.5), can also be characterized by

standard deviations, evaluated from probability density functions based on experience or other information.

Note 4 to entry: In general, for a given set of information, it is understood that the measurement uncertainty is

associated with a stated quantity value attributed to the measurand. A modification of this value results in a

modification of the associated uncertainty.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.26]
3.4
Type A evaluation of measurement uncertainty
Type A evaluation

evaluation of a component of measurement uncertainty (3.3) by statistical analysis of measurement

quantity values obtained under defined measurement conditions

Note 1 to entry: For various types of measurement conditions, see repeatability condition of measurement,

intermediate precision condition of measurement, and reproducibility condition of measurement.

Note 2 to entry: For information about statistical analysis, see e.g. ISO/IEC Guide 98-3.

Note 3 to entry: See also ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.2, ISO 5725 (all Parts), ISO 13528, ISO 21748, ISO/TS 21749.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.28]
3.5
Type B evaluation of measurement uncertainty
Type B evaluation

evaluation of a component of measurement uncertainty (3.3) determined by means other than a Type A

evaluation of measurement uncertainty (3.4)
EXAMPLE Evaluation based on information
— associated with authoritative published quantity values,
— associated with the quantity value of a certified reference material,
— obtained from a calibration certificate,
— about drift,
— obtained from the accuracy class of a verified measuring instrument,
— obtained from limits deduced through personal experience.
Note 1 to entry: See also ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.3.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.29]
© ISO 2021 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
3.6
standard measurement uncertainty
standard uncertainty of measurement
standard uncertainty
measurement uncertainty (3.3) expressed as a standard deviation
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.30]
3.7
combined standard measurement uncertainty
combined standard uncertainty

standard measurement uncertainty (3.6) that is obtained using the individual standard measurement

uncertainties associated with the input quantities in a measurement model (3.11)

Note 1 to entry: In case of correlations of input quantities in a measurement model, covariances must

also be taken into account when calculating the combined standard measurement uncertainty; see also

ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.31]
3.8
expanded measurement uncertainty
expanded uncertainty

product of a combined standard measurement uncertainty (3.7) and a factor larger than the number one

Note 1 to entry: The factor depends upon the type of probability distribution of the output quantity in a

measurement model (3.11) and on the selected coverage probability.

Note 2 to entry: The term “factor” in this definition refers to a coverage factor.

Note 3 to entry: Expanded measurement uncertainty is termed “overall uncertainty” in paragraph 5 of

Recommendation INC-1 (1980) (see the GUM) and simply “uncertainty” in IEC documents.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.35]
3.9
measurement bias
bias
estimate of a systematic measurement error
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.18]
3.10
measurement result

set of quantity values being attributed to a measurand (3.2), together with any other available relevant

information

Note 1 to entry: A measurement result generally contains “relevant information” about the set of quantity values,

such that some can be more representative of the measurand than others. This can be expressed in the form of a

probability density function (PDF).

Note 2 to entry: A measurement result is generally expressed as a single measured quantity value and a

measurement uncertainty (3.3). If the measurement uncertainty is considered to be negligible for some purpose,

the measurement result may be expressed as a single measured quantity value. In many fields, this is the common

way of expressing a measurement result.

Note 3 to entry: In the traditional literature and in the previous edition of the ISO/IEC Guide 99 (VIM),

measurement result was defined as a value attributed to a measurand and explained to mean an indication, or an

uncorrected result, or a corrected result, according to the context.
4 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 22514-7:2021(E)
3.11
measurement model
model of measurement
model
mathematical relation among all quantities known to be involved in a measurement

Note 1 to entry: A general form of a measurement model is the equation h(Y, X , …, X ) = 0, where Y, the output

1 n

quantity in the measurement model, is the measurand (3.2), the quantity value of which is to be inferred from

information about input quantities in the measurement model X , …, X .
1 n

Note 2 to entry: In more complex cases, where there are two or more output quantities in a measurement model,

the measurement model consists of more than one equation.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.48]
3.12
measurement task
quantification of a measurand (3.2) according to its definition

Note 1 to entry: The measurement task is synonymous with the purpose of applying the measurement procedure.

Note 2 to entry: The measurement task can be used, e.g.:

— to compare the measurement results (3.10) with one or two specification limits in order to state whether the

value of the measurand is an admissible value;

— to state whether the measurand characterizing a manufacturing process is within the specifications given;

— to obtain a confidence interval of given average length for the difference between two values of the same

measurand.
3.13
measurement process
set of operations to determine the value of a quantity
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.11.5]
3.14
resolution

smallest change in a quantity being measured that causes a perceptible change in the corresponding

indication provided by a measuring equipment

Note 1 to entry: Resolution can depend on, for example, noise (internal or external) or friction. It may also depend

on the value of a quantity being measured.

Note 2 to entry: For a digital displaying device, the resolution is equal to the digital step.

Note 3 to entry: Resolution not necessarily linear.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.14 modified - "provided by a measuring equipment" has been added

in the definition, Notes 2 and 3 to entry have been added.]
3.15
reference quantity value
reference value

quantity value used as a basis for comparison with values of quantities of the same kind

Note 1 to entry: A reference quantity value can be a true quantity value of a measurand (3.2), in which case it is

unknown, or a conventional quantity value, in which case it is known.

Note 2 to entry: A reference quantity value with associated measurement uncertainty (3.3) is usually provided

with reference to:
a) a material, e.g. a certified reference material,
© ISO 2021 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 22514-7:2021(E)
b) a device, e.g. a stabilized laser,
c) a reference measurement procedure,
d) a comparison of measurement standards.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 5.18]
3.16
measurement repeatability
repeatability
measurement precision under repeatability conditions of measurement
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.2
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22514-7
Deuxième édition
2021-08
Méthodes statistiques dans la
gestion de processus — Aptitude et
performance —
Partie 7:
Aptitude des processus de mesure
Statistical methods in process management — Capability and
performance —
Part 7: Capability of measurement processes
Numéro de référence
ISO 22514-7:2021(F)
ISO 2021
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ISO 22514-7:2021(F)
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22514-7:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Symboles et termes abrégés ..................................................................................................................................................................... 6

4.1 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 6

4.2 Abréviations .............................................................................................................................................................................................. 9

5 Principes de base ................................................................................................................................................................................................. 9

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

5.2 Résolution ................................................................................................................................................................................................12

5.3 Erreur maximale tolérée connue et utilisée ...............................................................................................................12

5.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................12

5.3.2 MPE, écart maximal toléré du système de mesure — u ....................................................12

MPE

5.4 Limites d’aptitude et de performance pour un système de mesure et un processus

de mesure .................................................................................................................................................................................................13

6 Mise en œuvre ......................................................................................................................................................................................................13

6.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................13

6.2 Facteurs qui influencent le processus de mesure ..................................................................................................13

6.2.1 Généralités .........................................................................................................................................................................13

6.2.2 Composantes d’incertitude liées au système de mesure............................................................14

6.2.3 Composantes d’incertitude supplémentaires liées au processus de mesure ...........16

7 Études pour le calcul des composantes d’incertitude ................................................................................................20

7.1 Système de mesure ...........................................................................................................................................................................20

7.1.1 Généralités .........................................................................................................................................................................20

7.1.2 Répétabilité et biais fondés sur un étalon de référence ..............................................................20

7.1.3 Incertitude-type due à l’écart de linéarité — u ..........................................................................21

LIN

8 Calcul de l’incertitude composée .....................................................................................................................................................24

8.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................24

8.2 Calcul de l’incertitude élargie ..................................................................................................................................................26

9 Aptitude ......................................................................................................................................................................................................................27

9.1 Ratios de performance ..................................................................................................................................................................27

9.1.1 Généralités .........................................................................................................................................................................27

9.1.2 Ratio de performance du système de mesure .....................................................................................27

9.1.3 Ratio de performance du processus de mesure .................................................................................27

9.2 Indicateurs d’aptitude ...................................................................................................................................................................27

9.3 Aptitude d’un processus de mesure associé à des spécifications unilatérales .............................28

10 Aptitude du processus de mesure par rapport à l’aptitude du processus de production .....32

10.1 Relation entre l’aptitude du processus observée et les ratios d’aptitude de mesure .............32

10.2 Relation entre aptitude de processus observée et aptitude de mesure..............................................33

11 Revue continue de la stabilité du processus de mesure ...........................................................................................34

11.1 Revue continue de la stabilité .................................................................................................................................................34

12 Aptitude des processus de contrôle par attributs ..........................................................................................................35

12.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................35

12.2 Calculs d’aptitude n’utilisant pas de valeurs de référence .............................................................................35

12.3 Calculs d’aptitude utilisant des valeurs de référence .........................................................................................36

12.3.1 Calcul de la plage d’incertitude ........................................................................................................................36

12.3.2 Symboles ..............................................................................................................................................................................37

12.3.3 Étapes de travail pour déterminer la plage d’incertitude .........................................................38

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ISO 22514-7:2021(F)

12.4 Suivi en continu ...................................................................................................................................................................................40

Annexe A (informative) Exemples ........................................................................................................................................................................41

Annexe B (informative) Méthodes statistiques utilisées ..............................................................................................................47

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................52

iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 22514-7:2021(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 69, Application des méthodes

statistiques, sous-comité SC 4, Application de méthodes statistiques au management de produits et de

processus.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 22514-7:2012), qui a fait l’objet

d’une révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— utilisation des valeurs MPE dans les calculs;

— révision du calcul de la linéarité, avec des amendements apportés à l’exemple donné en A.1;

— ajout d’une méthode pour calculer l’aptitude lorsque la spécification de la caractéristique d’intérêt

est définie comme une spécification unilatérale (nouveau paragraphe 9.3).

Une liste de toutes les parties de la série ISO 22514 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 22514-7:2021(F)
Introduction

Le but d’un processus de mesure est de produire des résultats de mesure obtenus à partir de

caractéristiques définies sur des parties ou des processus. L’aptitude d’un processus de mesure

est déterminée à partir des propriétés statistiques de mesures issues d’un processus de mesure

fonctionnant d’une manière prévisible.

Les calculs des indicateurs d’aptitude et de performance sont fondés sur les résultats de mesure.

L’incertitude du processus de mesure utilisé pour produire des indicateurs d’aptitude et de performance

est estimée avant que les indicateurs ne soient significatifs. Il convient que l’incertitude de mesure

réelle soit suffisamment faible.

Si le processus de mesure est utilisé pour juger si une caractéristique d’un produit est conforme ou non

à une spécification, l’incertitude du processus de mesure est comparée à la spécification proprement

dite. Si le processus de mesure est utilisé pour la maîtrise de processus d’une caractéristique, il convient

de comparer l’incertitude à la variation du processus. Les limites d’acceptabilité sont énoncées dans les

deux cas.

La qualité des résultats de mesure est donnée par l’incertitude du processus de mesure. Cela est défini

par les propriétés statistiques de mesures multiples, ou par les estimations des propriétés, sur la base

de la connaissance du processus de mesure.

Les méthodes spécifiées dans le présent document portent sur l’incertitude de mise en œuvre (pour

plus d’informations sur l’incertitude de mise en œuvre, voir l’ISO 17450-2). En conséquence, elles ne

sont utiles que si l’on sait que l’incertitude liée à la méthode de mesure et l’incertitude engendrée par

la spécification sont faibles par rapport à l’incertitude de mise en œuvre. Le présent document spécifie

des méthodes pour définir et calculer des indicateurs d’aptitude relatifs à des processus de mesure

sur la base d’incertitudes estimées. La présente approche est fondée sur l’approche donnée dans

l’ISO/IEC Guide 98-3 (GUM).
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NORME INTERNATIONALE ISO 22514-7:2021(F)
Méthodes statistiques dans la gestion de processus —
Aptitude et performance —
Partie 7:
Aptitude des processus de mesure
1 Domaine d’application

Le présent document définit une procédure pour valider des systèmes de mesure et un processus de

mesure dans le but de déterminer si le processus de mesure peut satisfaire aux exigences relatives à

une opération de mesure spécifique avec une recommandation de critères d’acceptation. Les critères

d’acceptation sont définis par une valeur d’aptitude (C , C ) ou par un ratio d’aptitude (Q , Q ).

MS MP MS MP

NOTE Le présent document utilise une approche fondée sur celle employée dans l’ISO/IEC Guide 98-3 (GUM),

et établit une procédure de base simplifiée permettant d’énoncer et de combiner les composantes d’incertitude

utilisées pour estimer un indicateur d’aptitude pour un processus de mesure donné.

Le présent document est essentiellement destiné à être utilisé pour des processus de mesure simples à

une dimension lorsque l’on sait que l’incertitude liée à la méthode de mesure et l’incertitude engendrée

par la spécification sont faibles par rapport à l’incertitude de mise en œuvre. Il peut être également

utilisé dans des cas similaires, lorsque les mesures sont utilisées pour estimer l’aptitude ou la

performance d’un processus. Il ne s’applique pas à des processus de mesures géométriques complexes,

tels que les processus de mesure d’état de surface et de position qui s’appuient sur plusieurs points de

mesure ou sur des mesures simultanées dans plusieurs directions.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 3534-1, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 1: Termes statistiques généraux et termes

utilisés en calcul des probabilités

ISO 3534-2:2006, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 2: Statistique appliquée

ISO 5725-1, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 1: Principes

généraux et définitions

ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode de

base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-3, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 3: Mesures

intermédiaires de la fidélité d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-4, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 4: Méthodes de

base pour la détermination de la justesse d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-5, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 5: Méthodes

alternatives pour la détermination de la fidélité d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-6, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 6: Utilisation

dans la pratique des valeurs d'exactitude
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ISO 22514-7:2021(F)

Guide ISO/IEC 98-3:2008, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de

mesure (GUM: 1995)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 3534-1, l’ISO 3534-2 et

l’ISO 5725 (toutes les parties) ainsi que les suivants, s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
erreur de mesure maximale tolérée
erreur maximale tolérée
limite d’erreur
MPE

valeur extrême de l’erreur de mesure, par rapport à une valeur de référence (3.15) connue, qui est

tolérée par les spécifications ou règlements pour un mesurage, un instrument de mesure ou un système

de mesure donné

Note 1 à l'article: Les termes «erreurs maximales tolérées» ou «limites d’erreur» sont généralement utilisés

lorsqu’il y a deux valeurs extrêmes.

Note 2 à l'article: Le terme «tolérance» ne peut pas être utilisé pour désigner «l’erreur maximale tolérée».

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.26, modifiée — ajout du terme abrégé «MPE».]
3.2
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer

Note 1 à l'article: La spécification d’un mesurande nécessite la connaissance de la nature de grandeur et la

description de l’état du phénomène, du corps ou de la substance dont la grandeur est une propriété, incluant tout

constituant pertinent, et les entités chimiques en jeu.

Note 2 à l'article: Dans la deuxième édition du VIM et dans l’IEC 60050-300:2001, le mesurande est défini comme

la «grandeur particulière soumise à mesurage».

Note 3 à l'article: Il se peut que le mesurage, incluant le système de mesure et les conditions sous lesquelles le

mesurage est effectué, modifie le phénomène, le corps ou la substance de sorte que la grandeur mesurée peut

différer du mesurande. Dans ce cas, une correction appropriée est nécessaire.

EXEMPLE 1 La différence de potentiel entre les bornes d’une batterie peut diminuer lorsqu’on la mesure en

employant un voltmètre ayant une conductance interne importante. La différence de potentiel en circuit ouvert

peut alors être calculée à partir des résistances internes de la batterie et du voltmètre.

EXEMPLE 2 La longueur d’une tige en équilibre avec la température ambiante de 23 °C sera différente de la

longueur à la température spécifiée de 20 °C, qui est le mesurande. Dans ce cas, une correction est nécessaire.

Note 4 à l'article: En chimie, l’expression «substance à analyser», ou le nom d’une substance ou d’un composé,

sont quelquefois utilisés à la place de «mesurande». Cet usage est erroné puisque ces termes ne désignent pas des

grandeurs.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
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ISO 22514-7:2021(F)
3.3
incertitude de mesure
incertitude

paramètre non négatif qui caractérise la dispersion des valeurs attribuées à un mesurande (3.2), à

partir des informations utilisées

Note 1 à l'article: L’incertitude de mesure comprend des composantes provenant d’effets systématiques, telles

que les composantes associées aux corrections et aux valeurs assignées des étalons, ainsi que l’incertitude

définitionnelle. Parfois, on ne corrige pas des effets systématiques estimés, mais on insère plutôt des composantes

associées de l’incertitude.

Note 2 à l'article: Le paramètre peut être, par exemple, un écart-type appelé incertitude-type (3.6) (ou un de ses

multiples) ou la demi-étendue d’un intervalle ayant une probabilité de couverture déterminée.

Note 3 à l'article: L’incertitude de mesure comprend en général de nombreuses composantes. Certaines peuvent

être évaluées par une évaluation de type A de l’incertitude (3.4) à partir de la distribution statistique des valeurs

provenant de séries de mesurages et peuvent être caractérisées par des écarts-types. Les autres composantes,

qui peuvent être évaluées par une évaluation de type B de l’incertitude (3.5), peuvent aussi être caractérisées

par des écarts-types, évalués à partir de fonctions de densité de probabilité fondées sur l’expérience ou d’autres

informations.

Note 4 à l'article: En général, pour des informations données, on sous-entend que l’incertitude de mesure est

associée à une valeur déterminée attribuée au mesurande. Une modification de cette valeur entraîne une

modification de l’incertitude associée.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.26]
3.4
évaluation de type A de l’incertitude
évaluation de type A

évaluation d’une composante de l’incertitude de mesure (3.3) par une analyse statistique des valeurs

mesurées obtenues dans des conditions définies de mesurage

Note 1 à l'article: Pour divers types de conditions de mesurage, voir condition de répétabilité, condition de fidélité

intermédiaire et condition de reproductibilité.

Note 2 à l'article: Voir par exemple l’ISO/IEC Guide 98-3 pour des informations sur l’analyse statistique.

Note 3 à l'article: Voir aussi l’ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.2, l’ISO 5725 (toutes les parties), l’ISO 13528,

l’ISO 21748, l’ISO/TS 21749.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.28]
3.5
évaluation de type B de l’incertitude
évaluation de type B

évaluation d’une composante de l’incertitude de mesure (3.3) par d’autres moyens qu’une évaluation de

type A de l’incertitude (3.4)
EXEMPLE Évaluation fondée sur des informations:
— associées à des valeurs publiées faisant autorité;
— associées à la valeur d’un matériau de référence certifié;
— obtenues à partir d’un certificat d’étalonnage;
— concernant la dérive;
— obtenues à partir de la classe d’exactitude d’un instrument de mesure vérifié;
— obtenues à partir de limites déduites de l’expérience personnelle.
Note 1 à l'article: Voir aussi l’ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.3.
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ISO 22514-7:2021(F)
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.29]
3.6
incertitude-type
incertitude de mesure (3.3) exprimée sous la forme d’un écart-type
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.30]
3.7
incertitude-type composée

incertitude-type (3.6) obtenue en utilisant les incertitudes-types individuelles associées aux grandeurs

d’entrée dans un modèle de mesure (3.11)

Note 1 à l'article: Lorsqu’il existe des corrélations entre les grandeurs d’entrée dans un modèle de mesure,

il faut aussi prendre en compte des covariances dans le calcul de l’incertitude-type composée; voir aussi

l’ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.31]
3.8
incertitude élargie

produit d’une incertitude-type composée (3.7) et d’un facteur supérieur au nombre un

Note 1 à l'article: Le facteur dépend du type de la loi de probabilité de la grandeur de sortie dans un modèle de

mesure (3.11) et de la probabilité de couverture choisie.

Note 2 à l'article: Le facteur qui intervient dans la définition est un facteur d’élargissement.

Note 3 à l'article: L’incertitude élargie est appelée «incertitude globale» au paragraphe 5 de la Recommandation

INC-1 (1980) (voir le GUM) et simplement «incertitude» dans les documents de l’IEC.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.35]
3.9
biais de mesure
biais,
erreur de justesse
estimation d’une erreur systématique
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.18]
3.10
résultat de mesure

ensemble de valeurs attribuées à un mesurande (3.2), complété par toute autre information pertinente

disponible

Note 1 à l'article: Un résultat de mesure contient généralement des informations pertinentes sur l’ensemble de

valeurs, certaines pouvant être plus représentatives du mesurande que d’autres. Cela peut s’exprimer sous la

forme d’une fonction de densité de probabilité.

Note 2 à l'article: Le résultat de mesure est généralement exprimé par une valeur mesurée unique et une

incertitude de mesure (3.3). Si l’on considère l’incertitude de mesure comme négligeable dans un certain but,

le résultat de mesure peut être exprimé par une seule valeur mesurée. Dans de nombreux domaines, c’est la

manière la plus usuelle d’exprimer un résultat de mesure.

Note 3 à l'article: Dans la littérature traditionnelle et dans l’édition précédente de l’ISO/IEC Guide 99 (VIM), le

résultat de mesure était défini comme une valeur attribuée à un mesurande et pouvait se référer à une indication,

un résultat brut ou un résultat corrigé, selon le contexte.
4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 22514-7:2021(F)
3.11
modèle de mesure
modèle

relation mathématique entre toutes les grandeurs qui interviennent dans un mesurage

Note 1 à l'article: Une forme générale d’un modèle de mesure est l’équation h(Y, X , …, X ) = 0, où Y, la grandeur

1 n

de sortie dans le modèle de mesure, est le mesurande (3.2), dont la valeur est à déduire de l’information sur les

grandeurs d’entrée dans le modèle de mesure X , …, X .
1 n

Note 2 à l'article: Dans les cas plus complexes où il y a deux grandeurs de sortie ou plus, le modèle de mesure

comprend plus d’une seule équation.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.48]
3.12
opération de mesure
quantification d’un mesurande (3.2) selon sa définition

Note 1 à l'article: L’opération de mesure est synonyme d’application de la procédure de mesure.

Note 2 à l'article: L’opération de mesure peut être utilisée, par exemple, pour:

— comparer les résultats de mesure (3.10) à une ou deux limites de spécification afin de déterminer si la valeur

du mesurande est une valeur admissible;

— déterminer si le mesurande caractérisant un processus de fabrication est conforme aux spécifications

données;

— obtenir un intervalle de confiance pour juger de la significativité de la différence entre deux valeurs du même

mesurande.
3.13
processus de mesure
ensemble d’opérations permettant de déterminer la valeur d’une grandeur
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.11.5]
3.14
résolution

plus petite variation de la grandeur mesurée qui produit une variation perceptible de l’indication

correspondante fournie par un instrument de mesure

Note 1 à l'article: La résolution peut dépendre, par exemple, du bruit (interne ou externe) ou du frottement. Elle

peut aussi dépendre de la valeur de la grandeur mesurée.
Note 2 à l'artic
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 22514-7
ISO/TC 69/SC 4
Statistical methods in process
Secretariat: DIN
management — Capability and
Voting begins on:
2021-05-20 performance —
Voting terminates on:
Part 7:
2021-07-15
Capability of measurement processes
Méthodes statistiques dans la gestion de processus — Aptitude et
performance —
Partie 7: Aptitude des processus de mesure
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
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Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 6

4.1 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 6

4.2 Abbreviated terms ............................................................................................................................................................................... 9

5 Basic principles ...................................................................................................................................................................................................... 9

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 9

5.2 Resolution ................................................................................................................................................................................................12

5.3 Maximum permissible error known and used .........................................................................................................12

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................12

5.3.2 MPE, maximum permissible deviation of the measuring system — u ....................

MPE 12

5.4 Capability and performance limits for a measuring system and measurement process .....13

6 Implementation ..................................................................................................................................................................................................13

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................13

6.2 Factors that influence the measurement process ..................................................................................................13

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................13

6.2.2 Uncertainty components that belong to the measuring system ..........................................14

6.2.3 Additional uncertainty components belonging to the measurement process ........16

7 Studies for calculating the uncertainty components ...................................................................................................19

7.1 Measuring system ..............................................................................................................................................................................19

7.1.1 General...................................................................................................................................................................................19

7.1.2 Repeatability and bias based on one reference standard ..........................................................19

7.1.3 Standard uncertainty from the linearity deviation — u ........................................................

LIN 20

8 Calculation of combined uncertainty ...........................................................................................................................................23

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................23

8.2 Calculation of expanded uncertainty ................................................................................................................................25

9 Capability ..................................................................................................................................................................................................................26

9.1 Performance ratios ...........................................................................................................................................................................26

9.1.1 General...................................................................................................................................................................................26

9.1.2 Performance ratio of the measuring system .........................................................................................26

9.1.3 Performance ratio of the measurement process ...............................................................................26

9.2 Capability indices ...............................................................................................................................................................................26

9.3 Capability of a measurement process with one-sided specifications ...................................................27

10 Capability of the measurement process compared to the capability of the

production process .........................................................................................................................................................................................31

10.1 Relation between observed process capability and measurement capability ratios ..............31

10.2 Relation between observed process capability and measurement capability ..............................32

11 Ongoing review of the measurement process stability .............................................................................................33

11.1 Ongoing review of the stability ..............................................................................................................................................33

12 Capability of attribute measurement processes ..............................................................................................................34

12.1 General ........................................................................................................................................................................................................34

12.2 Capability calculations without using reference values ...................................................................................34

12.3 Capability calculations using reference values ........................................................................................................35

12.3.1 Calculation of the uncertainty range ...........................................................................................................35

12.3.2 Symbols .................................................................................................................................................................................36

12.3.3 Working steps for determining the uncertainty range ................................................................37

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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)

12.4 Ongoing review ....................................................................................................................................................................................38

Annex A (informative) Examples ...........................................................................................................................................................................40

Annex B (informative) Statistical methods used ...................................................................................................................................46

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................51

iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 69, Applications of statistical methods,

Subcommittee SC 4, Applications of statistical methods in process management.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 22514-7:2012), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— use of the MPE values in the calculations;

— revision of the calculation of the linearity, with amendments in the example in Clause A.1;

— addition of a method to calculate the capability when the specifications of the characteristic of

interest is defined as a one-sided specification (new 9.3).
A list of all parts in the ISO 22514 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
Introduction

The purpose of a measurement process is to produce measurement results obtained from defined

characteristics on parts or processes. The capability of a measurement process is derived from the

statistical properties of measurements from a measurement process that is operating in a predictable

manner.

Calculations of capability and performance indices are based on measurement results. The uncertainty

of the measurement process used to generate capability and performance indices are estimated before

the indices can be meaningful. The actual measurement uncertainty should be adequately small.

If the measurement process is used to judge whether a characteristic of a product conforms to a

specification or not, the uncertainty of the measurement process is compared to the specification itself.

If the measurement process is used for process control of a characteristic, the uncertainty should be

compared with the process variation. Limits of acceptability are stated for both cases.

The quality of measurement results is given by the uncertainty of the measurement process. This is

defined by the statistical properties of multiple measurements, or estimates of properties, based on the

knowledge of the measurement process.

The methods specified in this document address the implementation uncertainty (for more information

on implementation uncertainty, see ISO 17450-2). Therefore, they are only useful if it is known that

the method uncertainty and the specification uncertainty are small compared to the implementation

uncertainty. This document specifies methods to define and calculate capability indices for

measurement processes based on estimated uncertainties. The approach given in ISO/IEC Guide 98-3

(GUM) is the basis of this approach.
vi © ISO 2021 – All rights reserved
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
Statistical methods in process management — Capability
and performance —
Part 7:
Capability of measurement processes
1 Scope

This document defines a procedure to validate measuring systems and a measurement process in order

to state whether a given measurement process can satisfy the requirements for a specific measurement

task with a recommendation of acceptance criteria. The acceptance criteria are defined as a capability

figure (C , C ) or a capability ratio (Q , Q ).
MS MP MS MP

NOTE This document follows the approach taken in ISO/IEC Guide 98-3 (GUM), and establishes a basic,

simplified procedure for stating and combining uncertainty components used to estimate a capability index for

an actual measurement process.

This document is primarily developed to be used for simple one-dimensional measurement processes,

where it is known that the method uncertainty and the specification uncertainty are small compared

to the implementation uncertainty. It can also be used in similar cases, where measurements are

used to estimate process capability or process performance. It is not suitable for complex geometrical

measurement processes, such as surface texture and position measurements that rely on several

measurement points or simultaneous measurements in several directions.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 3534-1, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 1: General statistical terms and terms used in

probability

ISO 3534-2:2006, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 2: Applied statistics

ISO 5725-1, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 1: General

principles and definitions

ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method

for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method

ISO 5725-3, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 3: Intermediate

measures of the precision of a standard measurement method

ISO 5725-4, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 4: Basic

methods for the determination of the trueness of a standard measurement method

ISO 5725-5, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 5: Alternative

methods for the determination of the precision of a standard measurement method

ISO 5725-6, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 6: Use in

practice of accuracy values
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)

ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in

me a s ur ement (GUM: 1995)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3534-1, ISO 3534-2 and

ISO 5725 (all parts), and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
maximum permissible measurement error
maximum permissible error
limit of error
MPE

extreme value of measurement error, with respect to a known reference quantity value (3.15), permitted

by specifications or regulations for a given measurement, measuring instrument, or measuring system

Note 1 to entry: Usually, the term “maximum permissible errors” or “limits of error” is used where there are two

extreme values.

Note 2 to entry: The term “tolerance” cannot be used to designate “maximum permissible error”.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.26, modified – The abbreviated term "MPE" has been added.]

3.2
measurand
quantity intended to be measured

Note 1 to entry: The specification of a measurand requires knowledge of the kind of quantity, description of the

state of the phenomenon, body, or substance carrying the quantity, including any relevant component, and the

chemical entities involved.

Note 2 to entry: In the second edition of the VIM and in IEC 60050-300:2001, the measurand is defined as the

“quantity subject to measurement”.

Note 3 to entry: The measurement, including the measuring system and the conditions under which the

measurement is carried out, might change the phenomenon, body, or substance such that the quantity being

measured may differ from the measurand as defined. In this case, adequate correction is necessary.

EXAMPLE 1 The potential difference between the terminals of a battery may decrease when using a voltmeter

with a significant internal conductance to perform the measurement. The open-circuit potential difference can

be calculated from the internal resistances of the battery and the voltmeter.

EXAMPLE 2 The length of a steel rod in equilibrium with the ambient Celsius temperature of 23 °C is different

from the length at the specified temperature of 20 °C, which is the measurand. In this case, a correction is

necessary.

Note 4 to entry: In chemistry, “analyte”, or the name of a substance or compound, are terms sometimes used for

“measurand”. This usage is erroneous because these terms do not refer to quantities.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
3.3
measurement uncertainty
uncertainty of measurement
uncertainty

non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to a

measurand (3.2), based on the information used

Note 1 to entry: Measurement uncertainty includes components arising from systematic effects, such as

components associated with corrections and the assigned quantity values of measurement standards, as well

as the definitional uncertainty. Sometimes estimated systematic effects are not corrected for but, instead,

associated measurement uncertainty components are incorporated.

Note 2 to entry: The parameter may be, for example, a standard deviation called standard measurement uncertainty

(3.6) (or a specified multiple of it), or the half-width of an interval, having a stated coverage probability.

Note 3 to entry: Measurement uncertainty comprises, in general, many components. Some of these may be

evaluated by Type A evaluation of measurement uncertainty (3.4) from the statistical distribution of the quantity

values from series of measurements and can be characterized by standard deviations. The other components,

which may be evaluated by Type B evaluation of measurement uncertainty (3.5), can also be characterized by

standard deviations, evaluated from probability density functions based on experience or other information.

Note 4 to entry: In general, for a given set of information, it is understood that the measurement uncertainty is

associated with a stated quantity value attributed to the measurand. A modification of this value results in a

modification of the associated uncertainty.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.26]
3.4
Type A evaluation of measurement uncertainty
Type A evaluation

evaluation of a component of measurement uncertainty (3.3) by statistical analysis of measurement

quantity values obtained under defined measurement conditions

Note 1 to entry: For various types of measurement conditions, see repeatability condition of measurement,

intermediate precision condition of measurement, and reproducibility condition of measurement.

Note 2 to entry: For information about statistical analysis, see e.g. ISO/IEC Guide 98-3.

Note 3 to entry: See also ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.2, ISO 5725 (all Parts), ISO 13528, ISO 21748, ISO/TS 21749.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.28]
3.5
Type B evaluation of measurement uncertainty
Type B evaluation

evaluation of a component of measurement uncertainty (3.3) determined by means other than a Type A

evaluation of measurement uncertainty (3.4)
EXAMPLE Evaluation based on information
— associated with authoritative published quantity values,
— associated with the quantity value of a certified reference material,
— obtained from a calibration certificate,
— about drift,
— obtained from the accuracy class of a verified measuring instrument,
— obtained from limits deduced through personal experience.
Note 1 to entry: See also ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.3.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.29]
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
3.6
standard measurement uncertainty
standard uncertainty of measurement
standard uncertainty
measurement uncertainty (3.3) expressed as a standard deviation
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.30]
3.7
combined standard measurement uncertainty
combined standard uncertainty

standard measurement uncertainty (3.6) that is obtained using the individual standard measurement

uncertainties associated with the input quantities in a measurement model (3.11)

Note 1 to entry: In case of correlations of input quantities in a measurement model, covariances must

also be taken into account when calculating the combined standard measurement uncertainty; see also

ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.31]
3.8
expanded measurement uncertainty
expanded uncertainty

product of a combined standard measurement uncertainty (3.7) and a factor larger than the number one

Note 1 to entry: The factor depends upon the type of probability distribution of the output quantity in a

measurement model (3.11) and on the selected coverage probability.

Note 2 to entry: The term “factor” in this definition refers to a coverage factor.

Note 3 to entry: Expanded measurement uncertainty is termed “overall uncertainty” in paragraph 5 of

Recommendation INC-1 (1980) (see the GUM) and simply “uncertainty” in IEC documents.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.35]
3.9
measurement bias
bias
estimate of a systematic measurement error
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.18]
3.10
measurement result

set of quantity values being attributed to a measurand (3.2), together with any other available relevant

information

Note 1 to entry: A measurement result generally contains “relevant information” about the set of quantity values,

such that some can be more representative of the measurand than others. This can be expressed in the form of a

probability density function (PDF).

Note 2 to entry: A measurement result is generally expressed as a single measured quantity value and a

measurement uncertainty (3.3). If the measurement uncertainty is considered to be negligible for some purpose,

the measurement result may be expressed as a single measured quantity value. In many fields, this is the common

way of expressing a measurement result.

Note 3 to entry: In the traditional literature and in the previous edition of the ISO/IEC Guide 99 (VIM),

measurement result was defined as a value attributed to a measurand and explained to mean an indication, or an

uncorrected result, or a corrected result, according to the context.
4 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 22514-7:2021(E)
3.11
measurement model
model of measurement
model
mathematical relation among all quantities known to be involved in a measurement

Note 1 to entry: A general form of a measurement model is the equation h(Y, X , …, X ) = 0, where Y, the output

1 n

quantity in the measurement model, is the measurand (3.2), the quantity value of which is to be inferred from

information about input quantities in the measurement model X , …, X .
1 n

Note 2 to entry: In more complex cases, where there are two or more output quantities in a measurement model,

the measurement model consists of more than one equation.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.48]
3.12
measurement task
quantification of a measurand (3.2) according to its definition

Note 1 to entry: The measurement task is synonymous with the purpose of applying the measurement procedure.

Note 2 to entry: The measurement task can be used, e.g.:

— to compare the measurement results (3.10) with one or two specification limits in order to state whether the

value of the measurand is an admissible value.

— to state whether the measurand characterizing a manufacturing process is within the specifications given.

— to obtain a confidence interval of given average length for the difference between two values of the same

measurand.
3.13
measurement process
set of operations to determine the value of a quantity
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.11.5]
3.14
resolution

smallest change in a quantity being measured that causes a perceptible change in the corresponding

indication provided by a measuring equipment

Note 1 to entry: Resolution can depend on, for example, noise (internal or external) or friction. It may also depend

on the value of a quantity being measured.

Note 2 to entry: For a digital displaying device, the resolution is equal to the digital step.

Note 3 to entry: Resolution not necessarily linear.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.14 modified - "provided by a measuring equipment" has been added

in the definition, Notes 2 and 3 to entry have been added.]
3.15
reference quantity value
reference value

quantity value used as a basis for comparison with values of quantities of the same kind

Note 1 to entry: A reference quantity value can be a true quantity value of a measurand (3.2), in which case it is

unknown, or a conventional quantity val
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 22514-7
ISO/TC 69/SC 4
Méthodes statistiques dans la
Secrétariat: DIN
gestion de processus — Aptitude et
Début de vote:
2021-05-20 performance —
Vote clos le:
Partie 7:
2021-07-15
Aptitude des processus de mesure
Statistical methods in process management — Capability and
performance —
Part 7: Capability of measurement processes
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 22514-7:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2021
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ISO/FDIS 22514-7:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
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ISO/FDIS 22514-7:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Symboles et termes abrégés ..................................................................................................................................................................... 6

4.1 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 6

4.2 Abréviations .............................................................................................................................................................................................. 9

5 Principes de base ................................................................................................................................................................................................. 9

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

5.2 Résolution ................................................................................................................................................................................................12

5.3 Erreur maximale tolérée connue et utilisée ...............................................................................................................12

5.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................12

5.3.2 MPE, écart maximal toléré du système de mesure — u .......................................................

MPE 12

5.4 Limites d’aptitude et de performance pour un système de mesure et un processus

de mesure .................................................................................................................................................................................................13

6 Mise en œuvre ......................................................................................................................................................................................................13

6.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................13

6.2 Facteurs qui influencent le processus de mesure ..................................................................................................13

6.2.1 Généralités .........................................................................................................................................................................13

6.2.2 Composantes d’incertitude liées au système de mesure............................................................14

6.2.3 Composantes d’incertitude supplémentaires liées au processus de mesure ...........16

7 Études pour le calcul des composantes d’incertitude ................................................................................................20

7.1 Système de mesure ...........................................................................................................................................................................20

7.1.1 Généralités .........................................................................................................................................................................20

7.1.2 Répétabilité et biais fondés sur un étalon de référence ..............................................................20

7.1.3 Incertitude-type due à l’écart de linéarité — u .............................................................................

LIN 21

8 Calcul de l’incertitude composée .....................................................................................................................................................24

8.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................24

8.2 Calcul de l’incertitude élargie ..................................................................................................................................................26

9 Aptitude ......................................................................................................................................................................................................................27

9.1 Ratios de performance ..................................................................................................................................................................27

9.1.1 Généralités .........................................................................................................................................................................27

9.1.2 Ratio de performance du système de mesure .....................................................................................27

9.1.3 Ratio de performance du processus de mesure .................................................................................27

9.2 Indicateurs d’aptitude ...................................................................................................................................................................27

9.3 Aptitude d’un processus de mesure associé à des spécifications unilatérales .............................28

10 Aptitude du processus de mesure par rapport à l’aptitude du processus de production .....32

10.1 Relation entre l’aptitude du processus observée et les ratios d’aptitude de mesure .............32

10.2 Relation entre aptitude de processus observée et aptitude de mesure..............................................33

11 Revue continue de la stabilité du processus de mesure ...........................................................................................34

11.1 Revue continue de la stabilité .................................................................................................................................................34

12 Aptitude des processus de contrôle par attributs ..........................................................................................................35

12.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................35

12.2 Calculs d’aptitude n’utilisant pas de valeurs de référence .............................................................................35

12.3 Calculs d’aptitude utilisant des valeurs de référence .........................................................................................36

12.3.1 Calcul de la plage d’incertitude ........................................................................................................................36

12.3.2 Symboles ..............................................................................................................................................................................37

12.3.3 Étapes de travail pour déterminer la plage d’incertitude .........................................................38

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 22514-7:2021(F)

12.4 Suivi en continu ...................................................................................................................................................................................40

Annexe A (informative) Exemples ........................................................................................................................................................................41

Annexe B (informative) Méthodes statistiques utilisées ..............................................................................................................47

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................52

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ISO/FDIS 22514-7:2021(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 69, Application des méthodes

statistiques, sous-comité SC 4, Application de méthodes statistiques au management de produits et de

processus.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 22514-7:2012), qui a fait l’objet

d’une révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— utilisation des valeurs MPE dans les calculs;

— révision du calcul de la linéarité, avec des amendements apportés à l’exemple donné en A.1;

— ajout d’une méthode pour calculer l’aptitude lorsque la spécification de la caractéristique d’intérêt

est définie comme une spécification unilatérale (nouveau paragraphe 9.3).

Une liste de toutes les parties de la série ISO 22514 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO/FDIS 22514-7:2021(F)
Introduction

Le but d’un processus de mesure est de produire des résultats de mesure obtenus à partir de

caractéristiques définies sur des parties ou des processus. L’aptitude d’un processus de mesure

est déterminée à partir des propriétés statistiques de mesures issues d’un processus de mesure

fonctionnant d’une manière prévisible.

Les calculs des indicateurs d’aptitude et de performance sont fondés sur les résultats de mesure.

L’incertitude du processus de mesure utilisé pour produire des indicateurs d’aptitude et de performance

est estimée avant que les indicateurs ne soient significatifs. Il convient que l’incertitude de mesure

réelle soit suffisamment faible.

Si le processus de mesure est utilisé pour juger si une caractéristique d’un produit est conforme ou non

à une spécification, l’incertitude du processus de mesure est comparée à la spécification proprement

dite. Si le processus de mesure est utilisé pour la maîtrise de processus d’une caractéristique, il convient

de comparer l’incertitude à la variation du processus. Les limites d’acceptabilité sont énoncées dans les

deux cas.

La qualité des résultats de mesure est donnée par l’incertitude du processus de mesure. Cela est défini

par les propriétés statistiques de mesures multiples, ou par les estimations des propriétés, sur la base

de la connaissance du processus de mesure.

Les méthodes spécifiées dans le présent document portent sur l’incertitude de mise en œuvre (pour

plus d’informations sur l’incertitude de mise en œuvre, voir l’ISO 17450-2). En conséquence, elles ne

sont utiles que si l’on sait que l’incertitude liée à la méthode de mesure et l’incertitude engendrée par

la spécification sont faibles par rapport à l’incertitude de mise en œuvre. Le présent document spécifie

des méthodes pour définir et calculer des indicateurs d’aptitude relatifs à des processus de mesure

sur la base d’incertitudes estimées. La présente approche est fondée sur l’approche donnée dans

l’ISO/IEC Guide 98-3 (GUM).
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 22514-7:2021(F)
Méthodes statistiques dans la gestion de processus —
Aptitude et performance —
Partie 7:
Aptitude des processus de mesure
1 Domaine d’application

Le présent document définit une procédure pour valider des systèmes de mesure et un processus de

mesure dans le but de déterminer si le processus de mesure peut satisfaire aux exigences relatives à

une opération de mesure spécifique avec une recommandation de critères d’acceptation. Les critères

d’acceptation sont définis par une valeur d’aptitude (C , C ) ou par un ratio d’aptitude (Q , Q ).

MS MP MS MP

NOTE Le présent document utilise une approche fondée sur celle employée dans l’ISO/IEC Guide 98-3 (GUM),

et établit une procédure de base simplifiée permettant d’énoncer et de combiner les composantes d’incertitude

utilisées pour estimer un indicateur d’aptitude pour un processus de mesure donné.

Le présent document est essentiellement destiné à être utilisé pour des processus de mesure simples à

une dimension lorsque l’on sait que l’incertitude liée à la méthode de mesure et l’incertitude engendrée

par la spécification sont faibles par rapport à l’incertitude de mise en œuvre. Il peut être également

utilisé dans des cas similaires, lorsque les mesures sont utilisées pour estimer l’aptitude ou la

performance d’un processus. Il ne s’applique pas à des processus de mesures géométriques complexes,

tels que les processus de mesure d’état de surface et de position qui s’appuient sur plusieurs points de

mesure ou sur des mesures simultanées dans plusieurs directions.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 3534-1, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 1: Termes statistiques généraux et termes

utilisés en calcul des probabilités

ISO 3534-2:2006, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 2: Statistique appliquée

ISO 5725-1, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 1: Principes

généraux et définitions

ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode de

base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-3, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 3: Mesures

intermédiaires de la fidélité d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-4, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 4: Méthodes de

base pour la détermination de la justesse d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-5, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 5: Méthodes

alternatives pour la détermination de la fidélité d'une méthode de mesure normalisée

ISO 5725-6, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 6: Utilisation

dans la pratique des valeurs d'exactitude
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ISO/FDIS 22514-7:2021(F)

Guide ISO/IEC 98-3:2008, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de

mesure (GUM: 1995)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 3534-1, l’ISO 3534-2 et

l’ISO 5725 (toutes les parties) ainsi que les suivants, s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
3.1
erreur de mesure maximale tolérée
erreur maximale tolérée
limite d’erreur
MPE

valeur extrême de l’erreur de mesure, par rapport à une valeur de référence (3.15) connue, qui est

tolérée par les spécifications ou règlements pour un mesurage, un instrument de mesure ou un système

de mesure donné

Note 1 à l'article: Les termes «erreurs maximales tolérées» ou «limites d’erreur» sont généralement utilisés

lorsqu’il y a deux valeurs extrêmes.

Note 2 à l'article: Le terme «tolérance» ne peut pas être utilisé pour désigner «l’erreur maximale tolérée».

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.26, modifié: ajout du terme abrégé «MPE».]
3.2
mesurande
grandeur que l’on veut mesurer

Note 1 à l'article: La spécification d’un mesurande nécessite la connaissance de la nature de grandeur et la

description de l’état du phénomène, du corps ou de la substance dont la grandeur est une propriété, incluant tout

constituant pertinent, et les entités chimiques en jeu.

Note 2 à l'article: Dans la deuxième édition du VIM et dans l’IEC 60050-300:2001, le mesurande est défini comme

la «grandeur particulière soumise à mesurage».

Note 3 à l'article: Il se peut que le mesurage, incluant le système de mesure et les conditions sous lesquelles le

mesurage est effectué, modifie le phénomène, le corps ou la substance de sorte que la grandeur mesurée peut

différer du mesurande. Dans ce cas, une correction appropriée est nécessaire.

EXEMPLE 1 La différence de potentiel entre les bornes d’une batterie peut diminuer lorsqu’on la mesure en

employant un voltmètre ayant une conductance interne importante. La différence de potentiel en circuit ouvert

peut alors être calculée à partir des résistances internes de la batterie et du voltmètre.

EXEMPLE 2 La longueur d’une tige en équilibre avec la température ambiante de 23 °C sera différente de la

longueur à la température spécifiée de 20 °C, qui est le mesurande. Dans ce cas, une correction est nécessaire.

Note 4 à l'article: En chimie, l’expression «substance à analyser», ou le nom d’une substance ou d’un composé,

sont quelquefois utilisés à la place de «mesurande». Cet usage est erroné puisque ces termes ne désignent pas des

grandeurs.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.3]
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3.3
incertitude de mesure
incertitude

paramètre non négatif qui caractérise la dispersion des valeurs attribuées à un mesurande (3.2), à

partir des informations utilisées

Note 1 à l'article: L’incertitude de mesure comprend des composantes provenant d’effets systématiques, telles

que les composantes associées aux corrections et aux valeurs assignées des étalons, ainsi que l’incertitude

définitionnelle. Parfois, on ne corrige pas des effets systématiques estimés, mais on insère plutôt des composantes

associées de l’incertitude.

Note 2 à l'article: Le paramètre peut être, par exemple, un écart-type appelé incertitude-type (3.6) (ou un de ses

multiples) ou la demi-étendue d’un intervalle ayant une probabilité de couverture déterminée.

Note 3 à l'article: L’incertitude de mesure comprend en général de nombreuses composantes. Certaines peuvent

être évaluées par une évaluation de type A de l’incertitude (3.4) à partir de la distribution statistique des valeurs

provenant de séries de mesurages et peuvent être caractérisées par des écarts-types. Les autres composantes,

qui peuvent être évaluées par une évaluation de type B de l’incertitude (3.5), peuvent aussi être caractérisées

par des écarts-types, évalués à partir de fonctions de densité de probabilité fondées sur l’expérience ou d’autres

informations.

Note 4 à l'article: En général, pour des informations données, on sous-entend que l’incertitude de mesure est

associée à une valeur déterminée attribuée au mesurande. Une modification de cette valeur entraîne une

modification de l’incertitude associée.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.26]
3.4
évaluation de type A de l’incertitude
évaluation de type A

évaluation d’une composante de l’incertitude de mesure (3.3) par une analyse statistique des valeurs

mesurées obtenues dans des conditions définies de mesurage

Note 1 à l'article: Pour divers types de conditions de mesurage, voir condition de répétabilité, condition de fidélité

intermédiaire et condition de reproductibilité.

Note 2 à l'article: Voir par exemple l’ISO/IEC Guide 98-3 pour des informations sur l’analyse statistique.

Note 3 à l'article: Voir aussi l’ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.2, l’ISO 5725 (toutes les parties), l’ISO 13528,

l’ISO 21748, l’ISO/TS 21749.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.28]
3.5
évaluation de type B de l’incertitude
évaluation de type B

évaluation d’une composante de l’incertitude de mesure (3.3) par d’autres moyens qu’une évaluation de

type A de l’incertitude (3.4)
EXEMPLE Évaluation fondée sur des informations:
— associées à des valeurs publiées faisant autorité;
— associées à la valeur d’un matériau de référence certifié;
— obtenues à partir d’un certificat d’étalonnage;
— concernant la dérive;
— obtenues à partir de la classe d’exactitude d’un instrument de mesure vérifié;
— obtenues à partir de limites déduites de l’expérience personnelle.
Note 1 à l'article: Voir aussi l’ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.3.
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[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.29]
3.6
incertitude-type
incertitude de mesure (3.3) exprimée sous la forme d’un écart-type
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.30]
3.7
incertitude-type composée

incertitude-type (3.6) obtenue en utilisant les incertitudes-types individuelles associées aux grandeurs

d’entrée dans un modèle de mesure (3.11)

Note 1 à l'article: Lorsqu’il existe des corrélations entre les grandeurs d’entrée dans un modèle de mesure,

il faut aussi prendre en compte des covariances dans le calcul de l’incertitude-type composée; voir aussi

l’ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.31]
3.8
incertitude élargie

produit d’une incertitude-type composée (3.7) et d’un facteur supérieur au nombre un

Note 1 à l'article: Le facteur dépend du type de la loi de probabilité de la grandeur de sortie dans un modèle de

mesure (3.11) et de la probabilité de couverture choisie.

Note 2 à l'article: Le facteur qui intervient dans la définition est un facteur d’élargissement.

Note 3 à l'article: L’incertitude élargie est appelée «incertitude globale» au paragraphe 5 de la Recommandation

INC-1 (1980) (voir le GUM) et simplement «incertitude» dans les documents de l’IEC.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.35]
3.9
biais de mesure
biais,
erreur de justesse
estimation d’une erreur systématique
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.18]
3.10
résultat de mesure

ensemble de valeurs attribuées à un mesurande (3.2), complété par toute autre information pertinente

disponible

Note 1 à l'article: Un résultat de mesure contient généralement des informations pertinentes sur l’ensemble de

valeurs, certaines pouvant être plus représentatives du mesurande que d’autres. Cela peut s’exprimer sous la

forme d’une fonction de densité de probabilité.

Note 2 à l'article: Le résultat de mesure est généralement exprimé par une valeur mesurée unique et une

incertitude de mesure (3.3). Si l’on considère l’incertitude de mesure comme négligeable dans un certain but,

le résultat de mesure peut être exprimé par une seule valeur mesurée. Dans de nombreux domaines, c’est la

manière la plus usuelle d’exprimer un résultat de mesure.

Note 3 à l'article: Dans la littérature traditionnelle et dans l’édition précédente de l’ISO/IEC Guide 99 (VIM), le

résultat de mesure était défini comme une valeur attribuée à un mesurande et pouvait se référer à une indication,

un résultat brut ou un résultat corrigé, selon le contexte.
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3.11
modèle de mesure
modèle

relation mathématique entre toutes les grandeurs qui interviennent dans un mesurage

Note 1 à l'article: Une forme générale d’un modèle de mesure est l’équation h(Y, X , …, X ) = 0, où Y, la grandeur

1 n

de sortie dans le modèle de mesure, est le mesurande (3.2), dont la valeur est à déduire de l’information sur les

grandeurs d’entrée dans le modèle de mesure X , …, X .
1 n

Note 2 à l'article: Dans les cas plus complexes où il y a deux grandeurs de sortie ou plus, le modèle de mesure

comprend plus d’une seule équation.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.48]
3.12
opération de mesure
quantification d’un mesurande (3.2) selon sa définition

Note 1 à l'article: L’opération de mesure est synonyme d’application de la procédure de mesure.

Note 2 à l'article: L’opération de mesure peut être utilisée, par exemple, pour:

— comparer les résultats de mesure (3.10) à une ou deux limites de spécification afin de déterminer si

...

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