ISO/DIS 22514-7

Statistical methods in process management -- Capability and performance

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

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 22514-7
ISO/TC 69/SC 4 Secretariat: DIN
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2020-04-16 2020-07-09
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
ICS: 03.120.30
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ISO/DIS 22514-7:2020(E)
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ISO/DIS 22514-7:2020(E)
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ISO/DIS 22514-7:2020(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 ................................................................................................................................................................................................11

5.3 MPE known and used .....................................................................................................................................................................11

5.4 Capability and performance limits for measuring system and measurement process .........11

6 Implementation ..................................................................................................................................................................................................11

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................11

6.2 Factors that influence the measurement process ..................................................................................................11

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................11

6.2.2 Uncertainty components that belong to the measuring system ..........................................12

6.2.3 Additional uncertainty components belonging to the measurement process ........14

7 Studies for calculating the uncertainty components ...................................................................................................17

7.1 Measuring system ..............................................................................................................................................................................17

7.1.1 General...................................................................................................................................................................................17

7.1.2 Repeatability and bias based on one reference standard ..........................................................18

7.1.3 Linearity analysis based on a minimum of three reference standards ..........................19

7.1.4 Estimation on the uncertainty components (Table 8) .................................................................21

7.2 Uncertainty components of the measurement process ....................................................................................22

7.2.1 General...................................................................................................................................................................................22

7.2.2 Uncertainty components from analysis of variance .......................................................................22

8 Calculation of combined uncertainty ...........................................................................................................................................22

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................22

8.2 Calculation of expanded uncertainty ................................................................................................................................24

9 Capability ..................................................................................................................................................................................................................24

9.1 Performance ratios ...........................................................................................................................................................................24

9.1.1 General...................................................................................................................................................................................24

9.1.2 Performance ratio of the measuring system .........................................................................................25

9.1.3 Performance ratio of the measurement process ...............................................................................25

9.2 Capability indices ...............................................................................................................................................................................25

9.3 Capability of a measurement process with one-sided specifications ...................................................25

9.3.1 Specifications with natural boundaries ....................................................................................................25

9.3.2 One-sided specification ...........................................................................................................................................26

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

production process .........................................................................................................................................................................................27

10.1 Relation between observed process capability and measurement capability ratio ................27

10.2 Relation between observed process capability and measurement capability ..............................29

11 Ongoing review of the measurement process stability .............................................................................................29

11.1 Ongoing review of the stability ..............................................................................................................................................29

11.2 Monit oring linearity ........................................................................................................................................................................30

12 Capability of attribute measurement processes ..............................................................................................................31

12.1 General ........................................................................................................................................................................................................31

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ISO/DIS 22514-7:2020(E)

12.2 Capability calculations without using reference values ...................................................................................31

12.3 Capability calculations using reference values ........................................................................................................32

12.3.1 Calculation of the uncertainty range ...........................................................................................................32

12.3.2 Symbols .................................................................................................................................................................................33

12.3.3 Working steps for determining the uncertainty range ................................................................33

12.4 Ongoing review ....................................................................................................................................................................................35

Annex A (informative) Examples ...........................................................................................................................................................................37

Annex B (informative) Statistical methods used ...................................................................................................................................43

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................49

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ISO/DIS 22514-7:2020(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.
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/DIS 22514-7:2020(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 have to be estimated

before the indices can be meaningful. The actual measurement uncertainty needs to 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 has to be compared to the specification

itself. If the measurement process is used for process control of a characteristic, the uncertainty needs

to be compared with the process variation. Limits of acceptability have to be 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 described in this part of ISO 22514 only 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 part of ISO 22514 describes methods to define and calculate

capability indices for measurement processes based on estimated uncertainties. The approach given

in ISO/IEC Guide 98-3, Guide to the expression of uncertainty in measurements (GUM), is the basis of this

approach.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 22514-7:2020(E)
Statistical methods in process management — Capability
and performance —
Part 7:
Capability of measurement processes
1 Scope

This part of ISO 22514 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 ) or a capability ratio (Q ).
MS MS

NOTE 1 This part of ISO 22514 follows the approach taken in ISO/IEC Guide 98-3, Guide to the expression of

the uncertainty in measurement (GUM), and establishes a basic, simplified procedure for stating and combining

uncertainty components used to estimate a capability index for an actual measurement process.

NOTE 2 This part of ISO 22514 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, form, orientation 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, 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 7870-1, Control charts — Part 1: General guidelines
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ISO/DIS 22514-7:2020(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 http:// www .iso .org/ obp
IEC Electropedia: available at http:// 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, 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” can not be used to designate ‘maximum permissible error’.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.26, modified abbreviation "MPE" was 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 will be

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]
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ISO/DIS 22514-7:2020(E)
3.3
measurement uncertainty
uncertainty of measurement
uncertainty

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

measurand, 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 (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 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, 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 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, ISO 13528, ISO/TS 21748, ISO 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 determined by means other than a Type A

evaluation of measurement uncertainty
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 2020 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 22514-7:2020(E)
3.6
standard uncertainty of measurement
standard uncertainty of measurement
standard uncertainty
measurement uncertainty 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 that is obtained using the individual standard measurement

uncertainties associated with the input quantities in a measurement model

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 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 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 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 may be more representative of the measurand than others. This may 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. 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 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 2020 – All rights reserved
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ISO/DIS 22514-7:2020(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 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 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]
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 examp
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 22514-7
ISO/TC 69/SC 4 Secrétariat: DIN
Début de vote: Vote clos le:
2020-04-16 2020-07-09
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
ICS: 03.120.30
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 22514-7:2020(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2020
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ISO/DIS 22514-7:2020(F)
ISO/DIS 22514-7:2020(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 abréviations .............................................................................................................................. 7

4.1 Symboles ............................................................................................................................................................. 7

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

5 Principes de base .......................................................................................................................................... 10

5.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 10

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

5.3 Erreur maximale tolérée (MPE) connue et utilisée .......................................................................... 12

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

mesure .............................................................................................................................................................. 12

6 Mise en œuvre ................................................................................................................................................ 12

6.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 12

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 ................................................................ 13

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

7 Études pour le calcul des composantes d’incertitude ..................................................................... 19

7.1 Système de mesure ...................................................................................................................................... 19

7.1.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 19

7.1.2 Répétabilité et biais fondés sur un étalon de référence ................................................................. 19

7.1.3 Analyse de linéarité basée sur un nombre minimal de trois étalons de référence .............. 20

7.1.4 Estimation des composantes d’incertitude (Tableau 8) ................................................................. 23

7.2 Composantes d’incertitude du processus de mesure ...................................................................... 24

7.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 24

7.2.2 Composantes d’incertitude à partir de l’analyse de la variance .................................................. 24

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

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

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

9 Aptitude ............................................................................................................................................................ 26

9.1 Ratios de performance ............................................................................................................................... 26

9.1.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 26

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

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

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

© ISO 2020

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

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

9.3 Aptitude d’un processus de mesure associé à des spécifications unilatérales ...................... 27

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

9.3.1 Spécifications dotées de limites naturelles ......................................................................................... 27

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

9.3.2 Spécification unilatérale ............................................................................................................................ 28

ISO copyright office

Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8 10 Aptitude du processus de mesure par rapport à l’aptitude du processus de

CH-1214 Vernier, Geneva

production ....................................................................................................................................................... 29

Tél.: [phone]

10.1 Relation entre l’aptitude du processus observée et le ratio d’aptitude de mesure ............. 29

Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
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iii
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 22514-7:2020(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 abréviations .............................................................................................................................. 7

4.1 Symboles ............................................................................................................................................................. 7

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

5 Principes de base .......................................................................................................................................... 10

5.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 10

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

5.3 Erreur maximale tolérée (MPE) connue et utilisée .......................................................................... 12

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

mesure .............................................................................................................................................................. 12

6 Mise en œuvre ................................................................................................................................................ 12

6.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 12

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 ................................................................ 13

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

7 Études pour le calcul des composantes d’incertitude ..................................................................... 19

7.1 Système de mesure ...................................................................................................................................... 19

7.1.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 19

7.1.2 Répétabilité et biais fondés sur un étalon de référence ................................................................. 19

7.1.3 Analyse de linéarité basée sur un nombre minimal de trois étalons de référence .............. 20

7.1.4 Estimation des composantes d’incertitude (Tableau 8) ................................................................. 23

7.2 Composantes d’incertitude du processus de mesure ...................................................................... 24

7.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 24

7.2.2 Composantes d’incertitude à partir de l’analyse de la variance .................................................. 24

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

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

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

9 Aptitude ............................................................................................................................................................ 26

9.1 Ratios de performance ............................................................................................................................... 26

9.1.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 26

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 ...................... 27

9.3.1 Spécifications dotées de limites naturelles ......................................................................................... 27

9.3.2 Spécification unilatérale ............................................................................................................................ 28

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

production ....................................................................................................................................................... 29

10.1 Relation entre l’aptitude du processus observée et le ratio d’aptitude de mesure ............. 29

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iii
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ISO/DIS 22514-7:2020(F)

10.2 Relation entre aptitude de processus observée et aptitude de mesure ................................... 31

11 Revue continue de la stabilité du processus de mesure ................................................................ 31

11.1 Revue continue de la stabilité ................................................................................................................. 31

11.2 Surveillance de la linéarité ....................................................................................................................... 32

12 Aptitude des processus de contrôle par attributs ............................................................................ 33

12.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 33

12.2 Calculs d’aptitude n’utilisant pas de valeurs de référence ........................................................... 33

12.3 Calculs d’aptitude utilisant des valeurs de référence ..................................................................... 35

12.3.1 Calcul de la plage d’incertitude ............................................................................................................... 35

12.3.2 Symboles ......................................................................................................................................................... 36

12.3.3 Étapes de travail pour déterminer la plage d’incertitude ............................................................. 36

12.4 Suivi en continu ............................................................................................................................................ 38

Annexe A (informative) Exemples ......................................................................................................................... 39

Annexe B (informative) Méthodes statistiques utilisées .............................................................................. 45

Bibliographie ............................................................................................................................................................... 51

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ISO/DIS 22514-7:2020(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 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.

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/DIS 22514-7:2020(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 à estimer avant que les indicateurs ne soient significatifs. Il est nécessaire 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 à comparer à la spécification proprement

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

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

énoncer dans les deux cas.

La qualité des résultats de mesure est donnée par l’incertitude du processus de mesure. Ceci 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 décrites dans la présente partie de l’ISO 22514 ne portent que sur l’incertitude de mise en

œuvre. (Pour obtenir des informations complémentaires 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. La présente partie de l’ISO 22514 décrit 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, Guide pour l’expression de l’incertitude de

mesure (GUM).
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 22514-7:2020(F)
Méthodes statistiques dans la gestion de processus —
Aptitude et performance — Partie 7 : Aptitude des processus
de mesure
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 22514 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 un mesurage spécifique avec une recommandation de critères d’acceptation. Les critères

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

MS MS

NOTE 1 La présente partie de l’ISO 22514 utilise une approche fondée sur celle employée dans

l’ISO/IEC Guide 98-3, Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (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.

NOTE 2 La présente partie de l’ISO 22514 est essentiellement destinée à être utilisée 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. Elle peut être également

utilisée dans des cas similaires, lorsque les mesures sont utilisées pour estimer l’aptitude ou la performance d’un

processus. Elle ne s’applique pas à des processus de mesures géométriques complexes, tels que les processus de

mesure d’état de surface, de forme, d’orientation 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, 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.

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ISO/DIS 22514-7:2020(F)

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

dans la pratique des valeurs d’exactitude.
ISO 7870-1, Cartes de contrôle — Partie 1 : Lignes directrices générales.

ISO/ IEC Guide 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 http://www.iso.org/obp ;
IEC Electropedia : disponible à l’adresse http://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 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 : Il convient de ne pas utiliser le terme «tolérance» pour désigner « l’erreur maximale tolérée ».

[SOURCE : ISO/IEC Guide 99:2007, 4.26, modifié : ajout de l’abréviation « 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 d’acier 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/DIS 22514-7:2020(F)
3.3
incertitude de mesure
incertitude

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

...