ISO/TR 14253-6:2012
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment — Part 6: Generalized decision rules for the acceptance and rejection of instruments and workpieces
Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment — Part 6: Generalized decision rules for the acceptance and rejection of instruments and workpieces
ISO/TR 14253-6:2012 expands the scope of decision rules to industrial situations where the default rule of ISO 14253-1 might not be economically optimal. (ISO 14253-1 provides a default decision rule having a very high probability that a measured value resulting in product acceptance also yields a product with the corresponding measurand conforming to specifications.) ISO/TR 14253-6:2012 does not address how to determine the cost of correct decisions (accepting conforming workpieces or rejecting nonconforming workpieces) or incorrect decisions (rejecting conforming workpieces or accepting nonconforming workpieces) as this is a business concern. However, the terminology and requirements to communicate and implement the particular decision rules desired by an organization are provided along with examples to guide the reader.
Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et des équipements de mesure — Partie 6: Règles de décision générales pour l'acceptation ou le rejet d'instruments et de pièces
L'ISO/TR 14253?6:2012 étend le domaine des règles de décision aux situations industrielles pour lesquelles la règle par défaut de l'ISO 14253-1 pourrait ne pas être optimale sur le plan économique. (L'ISO 14253-1 présente une règle de décision par défaut avec une très forte probabilité qu'une valeur mesurée entraînant l'acceptation du produit donne également un produit dont le mesurage correspondant soit conforme aux spécifications.) L'ISO/TR 14253-6:2012 ne traite pas de la manière de déterminer le coût des décisions correctes (acceptation de pièces conformes ou rejet de pièces non conformes) ou incorrectes (rejet de pièces conformes ou acceptation de pièces non conformes), étant donné qu'il s'agit là d'une question d'ordre commercial. Néanmoins, la terminologie et les exigences destinées à communiquer et mettre en ?uvre les règles de décision particulières requises par une organisation sont fournies avec des exemples afin de guider le lecteur.
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 14253-6
First edition
2012-11-15
Geometrical product specifications
(GPS) — Inspection by measurement
of workpieces and measuring
equipment —
Part 6:
Generalized decision rules for
the acceptance and rejection of
instruments and workpieces
Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la
mesure des pièces et des équipements de mesure —
Partie 6: Règles de décision générales pour l’acceptation ou le rejet
d’instruments et de pièces
Reference number
ISO/TR 14253-6:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
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Published in Switzerland
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 General . 5
5 Decision rules . 6
5.1 Guard bands . 6
5.2 Acceptance zones . 6
5.3 Rejection zones . 9
5.4 Transition zones . 9
5.5 Decision rule requirements . 9
6 Examples of decision rules.10
6.1 General .10
6.2 Process capability index = 2/3 and measurement capability index = 2 .10
6.3 Process capability index = 1 and measurement capability index = 4 .12
6.4 Measurements without production distributions .13
Annex A (informative) Relation to the GPS matrix model .14
Bibliography .16
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ISO/TR 14253-6:2012(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from
that which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for example), it may
decide by a simple majority vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical
Report is entirely informative in nature and does not have to be reviewed until the data it provides are
considered to be no longer valid or useful.
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.
ISO/TR 14253-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
ISO 14253 consists of the following parts, under the general title Geometrical product specifications
(GPS) — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment:
— Part 1: Decision rules for proving conformance or non-conformance with specifications
— Part 2: Guidance for the estimation of uncertainty in GPS measurement, in calibration of measuring
equipment and in product verification
— Part 3: Guidelines for achieving agreements on measurement uncertainty statements [Technical
Specification]
— Part 4: Background on functional limits and specification limits in decision rules [Technical Specification]
— Part 6: Generalized decision rules for the acceptance and rejection of instruments and workpieces
[Technical Report]
The following part is under preparation:
— Part 5: Uncertainty in testing indicating measuring instruments
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
Introduction
This part of ISO 14253 is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as
a general GPS standard (see ISO 14638). It influences the measurement, measurement equipment and
calibration chain links of the chains of standards in the general GPS matrix.
The ISO/GPS Masterplan given in ISO 14638 gives an overview of the ISO/GPS system of which this
document is a part. The fundamental rules of ISO/GPS given in ISO 8015 apply to this document and
the default decision rules given in ISO 14253-1 apply to specifications made in accordance with this
document, unless otherwise indicated.
For more detailed information on the relation of this part of ISO 14253 to other standards and to the GPS
matrix model, see Annex A.
This document is based on the ISO 14253-1 concept of a decision rule, and expands the terminology
beyond the default rule (stringent acceptance with a 100 % expanded uncertainty guard band) to allow
the communication of other possible rules that can be adapted for different industrial needs.
This document follows the guidance provided in ISO/IEC Guide 98-4. Decision rules determine where the
gauging limits are set and do not affect the workpiece tolerance; they address the (always present) uncertainty
in measurement and explicitly state how this uncertainty will impact acceptance or rejection decisions.
The selection of the decision rule typically involves the designer, who can provide information on the
function relative to the dimensional specification, the metrologist, who can provide information on
the accuracy of the dimensional measurements, and management, who can provide information on the
economic consequences of various acceptance or rejection scenarios.
The selection of a decision rule is only one element of a manufacturing effort, other activities that also
affect the number or conforming (or nonconforming) workpieces include the specification of tolerances,
the selection of the manufacturing process, and the selection of the measurement process; all of these
issues are interconnected and should be considered together.
Both parties (the manufacturer and the customer) should discuss and agree on the decision rule as it
affects the economics of the product.
© ISO 2012 – All rights reserved v
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 14253-6:2012(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by
measurement of workpieces and measuring equipment —
Part 6:
Generalized decision rules for the acceptance and rejection
of instruments and workpieces
1 Scope
This part of ISO 14253 expands the scope of decision rules to industrial situations where the default rule
of ISO 14253-1 might not be economically optimal.
NOTE 1 ISO 14253-1 provides a default decision rule having a very high probability that a measured value
resulting in product acceptance also yields a product with the corresponding measurand conforming to
specifications.
NOTE 2 Changing the decision rule from the default case to a more task-specific case requires agreement
between the two parties.
This part of ISO 14253 does not address how to determine the cost of correct decisions (accepting
conforming workpieces or rejecting nonconforming workpieces) or incorrect decisions (rejecting
conforming workpieces or accepting nonconforming workpieces) as this is a business concern. However,
the terminology and requirements to communicate and implement the particular decision rules desired
by an organization are provided along with examples to guide the reader.
NOTE 3 The decision rules in this part of ISO 14253 pertain to a single metrological characteristic under
consideration. Unless otherwise stated, all probability distributions discussed in this document are Gaussian and
centrally located and the cost functions are simple step functions; however, the principles of this document can
be applied to any probability distribution function or cost function.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 14253-1:1998, Geometrical Product Specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces
and measuring equipment — Part 1: Decision rules for proving conformance or non-conformance with
specifications
ISO 14978:2006, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts and requirements for GPS
measuring equipment
ISO 17450-2:2012, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — Part 2: Basic tenets,
specifications, operators and uncertainties
ISO 21747:2006, Statistical methods — Process performance and capability statistics for measured quality
characteristics
ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and
associated terms (VIM)
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
3 Terms and definitions
For the purpose of this International document, the terms and definitions given in ISO 14253-1, ISO 14978,
ISO 17450-2, ISO/IEC Guide 98-3, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
3.1
acceptance limit
upper or lower bound of permissible measured quantity values
NOTE 1 For workpieces, the acceptance limits are often called the gauging limits.
NOTE 2 In the case of a simple-acceptance decision rule, the acceptance limits equal the specification limits.
3.2
acceptance zone
acceptance interval
interval of permissible measured quantity values
NOTE 1 Unless otherwise stated in the specification, the acceptance limits belong to the acceptance interval.
NOTE 2 In ISO 14253-1, the stringent acceptance zone defined by the default decision rule is (loosely speaking)
called the conformance zone because of the high probability that a measurement result in this zone corresponds
to a conforming product.
NOTE 3 A measured value that is in the acceptance zone does not necessarily correspond to a (truly) conforming
characteristic due to measurement uncertainty.
3.3
binary decision rule
decision rule with only two possible outcomes, either acceptance or rejection
3.4
conforming
having the quality that its true value lies within or on the boundary of the tolerance zone or
specification zone
NOTE In this part of ISO 14253, it is assumed that the true value of the measurand is essentially unique.
3.5
consumer’s risk
probability that a particular accepted item is nonconforming
NOTE In ISO/IEC Guide 98-4, this is called “specific consumer’s risk”.
3.6
decision rule
documented rule that describes how measurement uncertainty will be allocated with regard to accepting
or rejecting a product according to its specification and the result of a measurement
3.7
guard band
interval between a tolerance limit and a corresponding acceptance limit
NOTE In this part of ISO 14253, the term “tolerance limit” is synonymous with “specification limit”.
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
3.8
measurement capability index
C
m
tolerance divided by a multiple of the standard measurement uncertainty associated with the measured
value of a property of an item
NOTE 1 In this part of ISO 14253, the multiple is taken to be 4; hence, in the case of measuring a characteristic
for conformance to a two-sided tolerance zone of width T, C = T/4u , where u is the standard uncertainty
m m m
associated with the measurement of the characteristic.
NOTE 2 In this part of ISO 14253, the term “tolerance limit” is synonymous with “specification limit”.
3.9
nonconforming
having the quality that its true value lies outside the boundary of the tolerance zone or specification zone
NOTE In this part of ISO 14253, it is assumed that the true value of the measurand is essentially unique.
3.10
process distribution
probability distribution characterizing reasonable belief in values of a characteristic resulting from a
manufacturing process
NOTE The form of this distribution can be inferred from a frequency distribution (usually displayed in a
histogram) of measured characteristics from a large sample of items.
3.11
process capability index
C
p
index describing process capability in relation to a specified tolerance
NOTE 1 This definition is specific to this part of ISO 14253 and is a special case of the more general definition
given in ISO 21747.
NOTE 2 In this part of ISO 14253, the process distribution is centred in the middle of the tolerance (i.e.
specification) zone, and the index is the ratio of the zone width to 6 standard deviations of the production
distribution.
3.12
producer’s risk
probability that a particular rejected item is conforming
NOTE In ISO/IEC Guide 98-4, this is called “specific producer’s risk”.
3.13
relaxed acceptance
situation when the acceptance zone is increased, and partially outside, the specification limit by the
amount of a guard band
NOTE 1 Relaxed acceptance should be used with caution as it increases the size of the acceptance zone and
hence decreases the probability that an accepted product is a conforming product.
NOTE 2 Relaxed acceptance and stringent rejection occur together in a binary decision rule.
NOTE 3 The magnitude (in mm) of the relaxed guard band should be specified instead of % U to avoid poor
metrology (large U) increasing the number of acceptable workpieces.
NOTE 4 See Figure 2 as an example of relaxed acceptance.
© ISO 2012 – All rights reserved 3
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
3.14
relaxed rejection
situation when the rejection zone is increased, and partially inside, the specification limit by the amount
of a guard band
NOTE 1 Relaxed rejection increases the size of the rejection zone and hence decreases the probability that a
rejected product is a nonconforming product.
NOTE 2 Stringent acceptance and relaxed rejection occur together in a binary decision rule.
NOTE 3 See Figure 1 as an example of relaxed rejection.
3.15
rejection zone
rejection interval
interval of non-permissible measured quantity values
NOTE In ISO 14253-1, the stringent rejection zone defined by the default decision rule is (loosely speaking)
called the nonconformance zone because of the high probability that a measurement result in this zone corresponds
to a nonconforming product.
3.16
simple acceptance
acceptance criterion where the specification zone equals the acceptance zone
NOTE A common binary decision rule combines simple acceptance with simple rejection.
3.17
simple rejection
rejection criterion rule where the rejection zone equals everything outside of the specification zone
NOTE A common binary decision rule combines simple acceptance with simple rejection.
3.18
stringent acceptance
guarded acceptance
situation when the acceptance zone is decreased, and completely inside, the specification limit by the
amount of a guard band
NOTE 1 Stringent acceptance decreases the size of the acceptance zone and hence increases the probability
that an accepted product is a conforming product.
NOTE 2 Stringent acceptance and relaxed rejection occur together in a binary decision rule.
NOTE 3 The default rule ISO 14253-1 is an example of stringent acceptance with a 100 % U guard band.
NOTE 4 See Figure 1 as an example of stringent acceptance.
3.19
stringent rejection
situation when the rejection zone is decreased, and completely outside, the specification limit by the
amount of a guard band
NOTE 1 Stringent rejection decreases the size of the rejection zone and hence increases the probability that a
rejected product is a nonconforming product.
NOTE 2 Relaxed acceptance and stringent rejection occur together in a binary decision rule.
NOTE 3 See Figure 2 as an example of stringent rejection.
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
3.20
transition zone
range of values of a characteristic that is neither in the acceptance zone nor rejection zone
NOTE 1 There may be more than one transition zone; each should be separately labelled.
NOTE 2 A binary decision rule does not have a transition zone.
3.21
uncertainty interval
interval about the result of a measurement that may be expected to encompass a
large fraction of the distribution of values that could reasonably be attributed to the measurand
NOTE 1 The width of the uncertainty interval is typically twice the expanded uncertainty.
NOTE 2 The uncertainty interval is also known as the coverage interval [ISO/IEC Guide 99:2007, 2.36].
NOTE 3 The uncertainty interval for the mean of repeated measurements may decrease with increasing
numbers of measurements.
4 General
ISO 14253-1 raised the awareness of the metrology community to the importance of uncertainty in
decision rules for the acceptance and rejection decisions of products. This part of ISO 14253 expands
the scope of applications to include cases where the default rule of ISO 14253-1 might not be the optimal
choice. The procedure and terminology follow that of recent developments in risk analysis.
While the ISO 14253-1 default rule provides a high probability that an accepted product actually
conforms to specifications, in some less critical applications, the economic optimal decision rule may be
less stringent. For example, consider a workpiece production distribution where the true values of the
measurand form a Gaussian distribution such that six standard deviations of the distribution lie within
the specification zone (C = 1). Then using the ISO 14253-1 default rule with a measurement system
p
having a measurement capability index of four (C = 4) will have only a 0,000 02 probability of accepting
m
a nonconforming product. Hence, in this case, using the ISO 14253-1 default rule yields an acceptance
decision that almost certainly results in accepting a conforming product.
In contrast, if a simple-acceptance decision rule is used in this example, which allows acceptance up to
(and including) the specification limits, then there is a 0,000 74 probability of accepting a nonconforming
product – a factor of more than 30 times as large as the default case. In safety-critical situations or
situations with very high consequences for defective products, the ISO 14253-1 default rule is often
economically justified as it provides very high assurance that an accepted product is actually conforming
and hence reduces costly mistakes. The price of this high assurance is that a significant fraction of
conforming products will not be accepted; in the above example, the ISO 14253-1 default rule rejects
3,3 % of conforming production, in contrast to rejecting 0,3 % of conforming product for the simple
acceptance rule.
For less critical products where the economic cost of accepting a nonconforming product is less significant,
a decision rule that accepts more product may be economically optimal. This is often cost driven
because the requirement of accepting a low number of nonconforming products usually necessitates
rejecting many times as many conforming products. The factors associated with the cost of accepting a
nonconforming product are many; they include replacement of the product, increased warranty costs,
company reputational damage, and potential legal actions (lawsuits). In particular, where safety-critical
factors might result in the injury or loss of human life, such an outcome may be very expensive and justify
the costs associated with unintentionally rejecting conforming products to increase the probability that
the products that are accepted are conforming. The financial risk of accepting a nonconforming product
in this situation is usually calculated as the sum of all expected (probability × cost) value outcomes; for
a case involving human safety, the costs may be very high. Ultimately, the choice of the decision rule is
a business decision that is based on all of the relevant costs associated with the product. Additionally, it
should be clear (but beyond the scope of this part of ISO 14253) that many other factors can be optimized.
In particular, changing the manufacturing or the measurement process may be more economical than
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ISO/TR 14253-6:2012(E)
changing the decision rule. In practice, all of these factors should be considered and optimized; in this
document, only the decision-rule factor is considered.
Given a specified process capability (C ), measurement capability (C ), and a particular decision rule, the
p m
outcome matrix is completely determined (e.g. see Table 2). Hence, these three quantities determine the
four probabilities associated with accepting or rejecting either conforming or nonconforming products.
Once the output matrix probabilities are known, the economic outcome is computed by multiplying the
output matrix probabilities by the associated costs (e.g. see Table 1) to determine the net profit of that
particular scenario.
NOTE If the production or measurement probability distribution function (pdf) is not Gaussian and centrally
located, then the actual pdf is needed to compute the output matrix probabilities.
5 Decision rules
5.1 Guard bands
When considering the economic implications of decision rules, there exists a continuum of possibilities
ranging from very stringent (conservative) acceptance criteria to very relaxed acceptance rules. To
discuss this continuum, the concept of the guard band is introduced. The guard band, g, offsets the
measurement acceptance limits, also known as the gauging limits, from the specification (i.e. tolerance)
limits, see Figure 1. For convenience, this offset is often expressed as a percentage of the associated
expanded uncertainty associated with the measurement result. It is important to note that the calculation
of measurement uncertainty is a technical activity depending on the metrology system whereas the
calculation of the guard band is a business activity depending on the economics of the measurement.
NOTE For purposes of acceptance and rejection, a guard band could include an uncorrected bias term in
addition to the measurement uncertainty. This inclusion is not allowed for the measurement uncertainty
statement in a calibration report but can be included in acceptance / rejection decisions, because the assignment
of a value and uncertainty to the measurand is not passed on to any subsequent measurement activities.
5.2 Acceptance zones
The situation where increasing the guard band increases the probability that the accepted product
is conforming to specifications is called “stringent acceptance”; see Figure 1. The default ISO 14253-1
decision rule is an example of stringent acceptance with the guard band equal to 100 % of the expanded
uncertainty. It is worth noting the terminology attempts to convey the concept that stringent acceptance
reduces the size of the acceptance interval while increasing the confidence that the accepted product is
conforming to specifications.
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ab a
g g
L U
G G
L U
c
T T
L U
Key
a relaxed rejection zone
b stringent acceptance zone
c specification zone
NOTE A stringent acceptance zone for measured workpieces, defined by the upper (G ) and lower (G ) gauging
U L
limits that lie inside the tolerance limits T and T which define the specification (tolerance) zone. Also shown are
U L
two relaxed rejection zones. The offsets between the tolerance limits and the gauging limits are the guard bands
g and g . A stringent-acceptance decision rule reduces the probability of accepting a nonconforming workpiece.
U L
Figure 1 — Stringent acceptance zone for measured workpieces
While many guard bands are designed to produce stringent acceptance, in some situations, the opposite
effect is desired. In order to increase the quantity of accepted product, the guard band shown in
Figure 2 could be used; this is known as “relaxed acceptance”. This situation might occur if a product
specification has been assigned a value that is beyond the state of the art in metrology. In such a situation,
a stringent acceptance guard band could result in no acceptance zone and thus zero product would be
accepted. Hence, in order to accept a reasonable fraction of the product, it may be necessary to use
relaxed acceptance. Similarly, if the cost of accepting a nonconforming product is approximately that
of the production cost, then relaxed acceptance increases profits by accepting more product. Note that
the terminology of relaxed acceptance conveys an increase in the size of the acceptance interval and a
decrease in the confidence that an accepted product is conforming to specifications.
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ab a
g g
L U
G G
L U
c
T T
L U
Key
a stringent rejection zone
b relaxed acceptance zone
c specification zone
NOTE A relaxed acceptance zone for measured workpieces, defined by the upper (G ) and lower (G ) gauging
U L
limits that lie outside the tolerance limits. Also shown are two stringent rejection zones. The offsets between the
tolerance limits and the gauging limits are the guard bands g and g .
U L
Figure 2 — Relaxed acceptance zone for measured workpieces
Historically, the most common acceptance criterion is to accept product with a measurement result up
to, and including, the speci
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 14253-6
Première édition
2012-11-15
Spécification géométrique des produits
(GPS) — Vérification par la mesure des
pièces et des équipements de mesure —
Partie 6:
Règles de décision générales
pour l’acceptation ou le rejet
d’instruments et de pièces
Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by
measurement of workpieces and measuring equipment —
Part 6: Generalized decision rules for the acceptance and rejection of
instruments and workpieces
Numéro de référence
ISO/TR 14253-6:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, 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 et les microfilms, sans
l’accord écrit de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .2
4 Généralités .5
5 Règles de décision .6
5.1 Bandes de garde . 6
5.2 Zones d’acceptation . 6
5.3 Zones de rejet . 9
5.4 Zones de transition . 9
5.5 Exigences de règle de décision . 9
6 Exemples de règles de décision .10
6.1 Généralités .10
6.2 Indice de capabilité du processus = 2∕3 et indice de capabilité à la mesure = 2 .10
6.3 Indice de capabilité du processus = 1 et indice de capabilité à la mesure = 4 .12
6.4 Mesures sans distribution de production .12
Annexe A (informative) Relation avec la matrice GPS .14
Bibliographie .16
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO/TR 14253-6:2012(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 (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
Exceptionnellement, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui
sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations
sur l’état de la technique par exemple), il peut décider, à la majorité simple de ses membres, de publier
un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas
nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
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.
L’ISO/TR 14253-6 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
L’ISO 14253 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Spécification géométrique
des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et des équipements de mesure:
— Partie 1: Règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité à la spécification
— Partie 2: Lignes directrices pour l’estimation de l’incertitude dans les mesures GPS, dans l’étalonnage des
équipements de mesure et dans la vérification des produits
— Partie 3: Lignes directrices pour l’obtention d’accords sur la déclaration des incertitudes de mesure
[Spécification technique]
— Partie 4: Informations de base sur les limites fonctionnelles et les limites de spécification dans les règles
de décision [Spécification technique]
— Partie 6: Règles de décision générales pour l’acceptation ou le rejet d’instruments et de pièces
[Rapport technique]
La partie suivante est en préparation:
— Partie 5: Incertitude dans les essais des instruments de mesure d’indication
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
Introduction
La présente partie de l’ISO 14253 traite de la spécification géométrique des produits (GPS) et est
considérée comme une norme GPS générale (voir l’ISO 14638). Elle influence les maillons mesurage,
équipement de mesure et calibrage de toutes les chaînes de normes de la matrice GPS générale.
Le schéma directeur ISO/GPS de l’ISO 14638 donne une vue d’ensemble du système ISO/GPS, dont le
présent document fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO/GPS donnés dans l’ISO 8015
s’appliquent au présent document et les règles de décision par défaut données dans l’ISO 14253-1
s’appliquent aux spécifications faites conformément au présent document, sauf indication contraire.
Pour plus d’informations sur les relations de la présente partie de l’ISO 14253 avec les autres normes et
la matrice GPS, voir l’Annexe A.
Le présent document se fonde sur le concept de règle de décision de l’ISO 14253-1 et élargit la
terminologie au-delà de la règle par défaut (acceptation stricte avec une bande de garde d’incertitude
élargie à 100 %) afin de permettre la communication d’autres règles possibles pouvant être adaptées à
différents besoins industriels.
Le présent document suit les indications du Guide ISO/CEI 98-4. Les règles de décision déterminent les
limites de calibrage et n’ont aucune influence sur la tolérance de la pièce; elles répondent à l’incertitude
de mesure (constamment présente), et définissent explicitement l’impact qu’aura cette incertitude sur
les décisions d’acceptation ou de rejet.
Le choix de la règle de décision implique généralement le concepteur, qui peut donner des informations sur
la fonction concernant la spécification dimensionnelle, le métrologue, qui peut donner des informations
sur la précision des mesures dimensionnelles, et la direction, qui peut donner des informations sur les
conséquences économiques des différents scénarios d’acceptation ou de rejet.
Le choix d’une règle de décision n’est qu’un élément parmi d’autres de l’effort de fabrication; d’autres
activités ont également une incidence sur le nombre de pièces conformes (ou non conformes), y compris
la spécification des tolérances et la sélection des processus de fabrication et de mesure; tous ces points
sont liés entre eux et sont à prendre en compte dans leur ensemble.
Les deux parties (fabricant et client) étudient et s’accordent sur la règle de décision dans la mesure où
celle-ci à une incidence sur les aspects économiques du produit.
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 14253-6:2012(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification
par la mesure des pièces et des équipements de mesure —
Partie 6:
Règles de décision générales pour l’acceptation ou le rejet
d’instruments et de pièces
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 14253 étend le domaine des règles de décision aux situations industrielles
pour lesquelles la règle par défaut de l’ISO 14253-1 pourrait ne pas être optimale sur le plan économique.
NOTE 1 L’ISO 14253-1 présente une règle de décision par défaut avec une très forte probabilité qu’une valeur
mesurée entraînant l’acceptation du produit donne également un produit dont le mesurage correspondant soit
conforme aux spécifications.
NOTE 2 La modification de la règle de décision du cas par défaut à un cas plus adapté à une tâche donnée
nécessite un accord entre les deux parties.
La présente partie de l’ISO 14253 ne traite pas de la manière de déterminer le coût des décisions correctes
(acceptation de pièces conformes ou rejet de pièces non conformes) ou incorrectes (rejet de pièces
conformes ou acceptation de pièces non conformes), étant donné qu’il s’agit là d’une question d’ordre
commercial. Néanmoins, la terminologie et les exigences destinées à communiquer et mettre en œuvre
les règles de décision particulières requises par une organisation sont fournies avec des exemples afin
de guider le lecteur.
NOTE 3 Les règles de décision dans la présente partie de l’ISO 14253 s’appliquent à une seule caractéristique
métrologique considérée. Sauf indication contraire, toutes les distributions de probabilités abordées dans la
présente partie de l’ISO 14253 sont gaussiennes et situées au centre, et les fonctions de coûts sont des fonctions à
un échelon. Les principes de ce document peuvent toutefois être appliqués à toutes les fonctions de distribution
de probabilités ou de coûts.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. 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 14253-1:1998, Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et
équipements de mesure — Partie 1: Règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité à la
spécification
ISO 14978:2006, Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts et exigences généraux pour les
équipements de mesure GPS
ISO 17450-2:2012, Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts généraux — Partie 2: Principes
de base, spécifications, opérateurs et incertitudes
ISO 21747:2006, Méthodes statistiques — Performance de processus et statistiques d’aptitude pour les
caractéristiques de qualité mesurées
Guide ISO/CEI 98–3:2008, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude
de mesure (GUM)
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
Guide ISO/CEI 99:2007, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 14253-1, l’ISO 14978,
l’ISO 17450-2, le Guide ISO/CEI 98-3, le Guide ISO/CEI 99 ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
limite d’acceptation
borne supérieure ou inférieure des valeurs mesurées admissibles
NOTE 1 Les limites d’acceptation des pièces sont souvent appelées limites de calibrage.
NOTE 2 Dans le cas d’une simple règle de décision d’acceptation, les limites d’acceptation sont égales aux
limites de spécification.
3.2
zone d’acceptation
intervalle d’acceptation
intervalle de valeurs mesurées admissibles
NOTE 1 Sauf indication contraire dans la spécification, les limites d’acceptation s’inscrivent dans l’intervalle
d’acceptation.
NOTE 2 Dans l’ISO 14253-1, la zone d’acceptation stricte définie par la règle de décision par défaut est appelée
(au sens large) la zone de conformité, en raison de la forte probabilité qu’un résultat de mesurage dans cette zone
corresponde à un produit conforme.
NOTE 3 Une valeur mesurée se trouvant dans la zone d’acceptation ne correspond pas nécessairement à une
caractéristique (réellement) conforme en raison de l’incertitude de mesure.
3.3
règle de décision binaire
règle de décision n’ayant que deux résultats possibles, acceptation ou rejet
3.4
conforme
caractérisé par le fait que sa valeur vraie se trouve entre ou sur les bornes de la zone de tolérance ou de
spécification
NOTE Dans la présente partie de l’ISO 14253, on part du principe que la valeur vraie du mesurage est
essentiellement unique.
3.5
risque du consommateur
probabilité qu’un article accepté particulier soit non conforme
NOTE Dans le Guide ISO/CEI 98-4, cela est appelé «risque spécifique du consommateur».
3.6
règle de décision
règle documentée décrivant comment l’incertitude de mesure sera attribuée quant à l’acceptation ou le
rejet d’un produit suivant sa spécification et le résultat d’un mesurage
3.7
bande de garde
intervalle entre une limite de tolérance et la limite d’acceptation correspondante
NOTE Dans la présente partie de l’ISO 14253, le terme «limite de tolérance» est synonyme de «limite de
spécification».
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
3.8
indice de capabilité à la mesure
C
m
tolérance divisée par un multiple de l’incertitude-type de mesure associée à la valeur mesurée d’une
propriété d’un article
NOTE 1 Dans la présente partie de l’ISO 14253, le multiple est supposé être 4; en conséquence, dans le cas
où l’on mesure une caractéristique pour vérifier sa conformité à une zone de tolérance bilatérale de largeur T,
C = T∕4u , où u est l’incertitude-type associée à la mesure de la caractéristique.
m m m
NOTE 2 Dans la présente partie de l’ISO 14253, le terme «limite de tolérance» est synonyme de «limite de
spécification».
3.9
non conforme
caractérisé par le fait que sa valeur vraie se trouve hors des bornes de la zone de tolérance ou de
spécification
NOTE Dans la présente partie de l’ISO 14253, on part du principe que la valeur vraie du mesurage est
essentiellement unique.
3.10
distribution de processus
distribution de probabilités qui caractérise une croyance raisonnable quant aux valeurs d’une
caractéristique découlant d’un processus de fabrication
NOTE La forme de cette distribution peut être déduite d’une distribution de fréquences (généralement
représentée dans un histogramme) de caractéristiques mesurées à partir d’un échantillon important d’articles.
3.11
indice de capabilité du processus
C
p
indice décrivant l’aptitude du processus par rapport à une tolérance spécifiée
NOTE 1 Cette définition est spécifique à la présente partie de l’ISO 14253 et constitue un cas particulier de la
définition plus générale donnée dans l’ISO 21747.
NOTE 2 Dans la présente partie de l’ISO 14253, la distribution du processus est centrée au milieu de la zone de
tolérance (c’est-à-dire de la zone de spécification), et l’indice est le rapport entre la largeur de la zone et 6 écarts-
types de la distribution de production.
3.12
risque du fournisseur
probabilité qu’un article rejeté particulier soit conforme
NOTE Dans le Guide ISO/CEI 98-4, cela est appelé «risque spécifique du fournisseur».
3.13
acceptation assouplie
situation dans laquelle la zone d’acceptation est élargie, en partie hors des limites de spécification, à
hauteur de la largeur d’une bande de garde
NOTE 1 Il convient d’utiliser avec prudence l’acceptation assouplie, car elle augmente la taille de la zone
d’acceptation et réduit la probabilité qu’un produit accepté soit conforme.
NOTE 2 L’acceptation assouplie et le rejet strict font tous les deux l’objet d’une règle de décision binaire.
NOTE 3 Il convient que l’étendue (en mm) de la bande de garde assouplie soit précisée plutôt que le % U afin
d’éviter que la métrologie ne soit insuffisante (grand U), ce qui augmente le nombre de pièces acceptables.
NOTE 4 Voir un exemple d’acceptation assouplie à la Figure 2.
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3.14
rejet assoupli
situation dans laquelle la zone de rejet est élargie, en partie à l’intérieur des limites de spécification, à
hauteur de la largeur d’une bande de garde
NOTE 1 Le rejet assoupli augmente la taille de la zone de rejet, et réduit ainsi la probabilité qu’un produit rejeté
soit non conforme.
NOTE 2 L’acceptation stricte et le rejet assoupli font tous les deux l’objet d’une règle de décision binaire.
NOTE 3 Voir un exemple de rejet assoupli à la Figure 1.
3.15
zone de rejet
intervalle de rejet
intervalle de valeurs mesurées non admissibles
NOTE Dans l’ISO 14253-1, la zone de rejet stricte définie par la règle de décision par défaut est appelée (au
sens large) la zone de non-conformité, en raison de la forte probabilité qu’un résultat de mesurage dans cette zone
corresponde à un produit non conforme.
3.16
acceptation simple
critère d’acceptation selon lequel la zone de spécification est égale à la zone d’acceptation
NOTE Une règle de décision binaire commune combine l’acceptation simple au rejet simple.
3.17
rejet simple
règle de critère de rejet selon laquelle la zone de rejet est égale à tout ce qui se trouve en dehors de la
zone de spécification
NOTE Une règle de décision binaire commune combine l’acceptation simple au rejet simple.
3.18
acceptation stricte
acceptation avec réserves
situation dans laquelle la zone d’acceptation est réduite et comprise entièrement à l’intérieur des limites
de spécification, à hauteur de la largeur d’une bande de garde
NOTE 1 L’acceptation stricte réduit la taille de la zone d’acceptation, et augmente ainsi la probabilité qu’un
produit accepté soit conforme.
NOTE 2 L’acceptation stricte et le rejet assoupli font tous les deux l’objet d’une règle de décision binaire.
NOTE 3 La règle par défaut ISO 14253-1 constitue un exemple d’acceptation stricte avec une bande de
garde 100 % U.
NOTE 4 Voir un exemple d’acceptation stricte à la Figure 1.
3.19
rejet strict
situation dans laquelle la zone de rejet est réduite et située entièrement en dehors des limites de
spécification à hauteur de la largeur d’une bande de garde
NOTE 1 Le rejet strict réduit la taille de la zone de rejet, et augmente ainsi la probabilité qu’un produit rejeté
soit non conforme.
NOTE 2 L’acceptation assouplie et le rejet strict font tous les deux l’objet d’une règle de décision binaire.
NOTE 3 Voir un exemple de rejet strict à la Figure 2.
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
3.20
zone de transition
plage de valeurs d’une caractéristique ne se trouvant ni dans la zone d’acceptation, ni dans la zone de rejet
NOTE 1 Il peut y avoir plusieurs zones de transition; il convient que chacune soit légendée séparément.
NOTE 2 Une règle de décision binaire n’a pas de zone de transition.
3.21
intervalle d’incertitude
intervalle autour du résultat d’un mesurage, dont on puisse s’attendre à ce qu’il comprenne
une fraction élevée de la distribution des valeurs qui pourraient être attribuées raisonnablement au mesurage
NOTE 1 La largeur de l’intervalle d’incertitude est généralement égale à deux fois l’incertitude élargie.
NOTE 2 L’intervalle d’incertitude est également appelé intervalle élargi [Guide ISO/CEI 99:2007, 2.36].
NOTE 3 L’intervalle d’incertitude de la moyenne des mesurages répétés peut décroître avec un nombre
accru de mesures.
4 Généralités
L’ISO 14253-1 a sensibilisé la communauté des métrologues à l’importance de l’incertitude en ce
qui concerne les règles de décision pour l’acceptation ou le rejet des produits. La présente partie de
l’ISO 14253 étend le domaine d’application en vue d’inclure des cas pour lesquels la règle par défaut de
l’ISO 14253-1 pourrait ne pas être le meilleur choix. La procédure et la terminologie suivent celles des
développements les plus récents en analyse de risque.
Si la règle par défaut de l’ISO 14253-1 offre une forte probabilité qu’un produit accepté soit bien conforme
aux spécifications, pour certaines applications moins critiques, la règle de décision économique optimale
peut être éventuellement moins stricte. Considérons par exemple une distribution de production de
pièces dont les valeurs vraies du mesurage forment une distribution gaussienne telles que six écarts-
types de cette distribution sont situées à l’intérieur de la zone de spécification (C = 1). Utiliser la règle
p
par défaut de l’ISO 14253-1, avec un système de mesure ayant un indice de capabilité à la mesure de
quatre (C = 4), implique une probabilité de 0,000 02 d’accepter un produit non conforme. Dans ce cas
m
particulier, l’application de la règle par défaut de l’ISO 14253-1 donne une décision qui mènera presque
certainement à l’acceptation d’un produit conforme.
En revanche, si une règle de décision d’acceptation simple est utilisée dans cet exemple, qui permet
l’acceptation jusqu’aux limites de spécification comprises, alors la probabilité d’accepter un produit non
conforme est de 0,000 74, ce qui représente un facteur plus de 30 fois supérieur au cas par défaut. Dans
des situations à sécurité critique ou ayant de sérieuses conséquences pour les produits défectueux, la
règle par défaut de l’ISO 14253-1 se justifie souvent pour des raisons économiques, car elle offre un
niveau d’assurance très élevé qui garantit qu’un produit accepté est bien conforme, et réduit ainsi le
nombre d’erreurs coûteuses. Ce niveau d’assurance élevé implique toutefois qu’un pourcentage non
négligeable de produits conformes ne sera pas accepté; dans l’exemple ci-dessus, la règle par défaut de
l’ISO 14253-1 donne un rejet de 3,3 % de produits conformes, tandis que la règle d’acceptation simple
donne un rejet de 0,3 % de produits conformes.
Dans le cas de produits moins critiques, pour lesquels le coût économique de l’acceptation d’un produit
non conforme est moins important, une règle de décision se traduisant par l’acceptation de plus de
produits peut être optimale sur le plan économique. Cela est souvent déterminé par les coûts, car la
nécessité d’accepter un faible nombre de produits non conformes implique généralement le rejet d’un
nombre bien supérieur de produits conformes. Les facteurs relatifs au coût de l’acceptation d’un produit
non conforme sont nombreux; ils comprennent le remplacement du produit, des coûts de garantie plus
élevés, l’atteinte à la réputation de la société et les actions en justice possibles (procès). En particulier,
lorsque des facteurs de sécurité critiques peuvent entraîner des dommages corporels ou des pertes
en vies humaines, cela peut s’avérer très onéreux et justifier les coûts associés au rejet involontaire de
produits conformes afin d’augmenter la probabilité que les produits acceptés sont conformes. Le risque
financier d’acceptation d’un produit non conforme dans cette situation est généralement calculé comme
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ISO/TR 14253-6:2012(F)
étant la somme de tous les résultats attendus (probabilité × coût) en termes de valeur; dans un cas où
la sécurité humaine est impliquée, le coût peut être très élevé. En fin de compte, le choix de la règle
de décision est une décision économique fondée sur l’ensemble des coûts correspondants associés au
produit. En outre, il convient de noter que de nombreux autres facteurs peuvent être optimisés, mais
cela dépasse le cadre de la présente partie de l’ISO 14253. En particulier, il peut être plus économique de
modifier le processus de fabrication ou de mesure que de changer la règle de décision. Dans la pratique, il
convient que tous ces facteurs soient pris en compte et optimisés; dans la présente partie de l’ISO 14253,
seul le facteur de règle de décision est considéré.
Étant donnés un indice de capabilité du processus (C ), un indice de capabilité à la mesure (C ) et une
p m
règle de décision particulière, la matrice de résultat est entièrement déterminée (voir exemple dans le
Tableau 2). Ainsi, ces trois valeurs déterminent les quatre probabilités associées à l’acceptation ou au
rejet de produits conformes ou non conformes. Une fois que les probabilités de la matrice de résultat
sont connues, le résultat économique est calculé en multipliant les probabilités de la matrice de résultat
par les coûts associés (par exemple, voir le Tableau 1) afin de déterminer le bénéfice net de ce scénario.
NOTE Si la fonction de distribution de probabilités de production ou de mesure (PDF, Probability Distribution
Function) n’est ni gaussienne, ni centrée, alors la fonction PDF elle-même est nécessaire pour le calcul des
probabilités de la matrice de résultat.
5 Règles de décision
5.1 Bandes de garde
Lorsque l’on considère les implications économiques des règles de décision, on constate qu’il existe
une gamme complète de possibilités allant de critères d’acceptation très stricts (prudents) à des règles
d’acceptation très assouplies. Le concept de bande de garde a été introduit pour examiner cette gamme.
La bande de garde, g, contrebalance les limites d’acceptation de mesure, également appelées limites de
calibrage, par rapport aux limites de spécification (c’est-à-dire de tolérance) (voir Figure 1). Pour des
raisons pratiques, ce décalage est souvent exprimé sous forme de pourcentage de l’incertitude élargie
associée au résultat de la mesure. Il est important de noter que le calcul de l’incertitude de mesure est
une activité technique qui dépend du système de métrologie, alors que le calcul de la bande de garde est
une activité commerciale qui dépend de l’aspect économique de la mesure.
NOTE Pour les besoins d’acceptation et de rejet, une bande de garde peut inclure une condition d’erreur de
justesse non corrigée en plus de l’incertitude de mesure. Cet ajout n’est pas autorisé pour l’expression d’incertitude
de mesure dans un rapport d’étalonnage, mais il peut être inclus dans les décisions d’acceptation/rejet, étant
donné que l’attribution d’une valeur et d’une incertitude au mesurage n’a aucune répercussion sur les activités de
mesure ultérieures.
5.2 Zones d’acceptation
La situation dans le cadre de laquelle un élargissement de la bande de garde augmente la probabilité que
le produit accepté soit conforme aux spécifications est appelée «acceptation stricte» (voir Figure 1). La
règle de décision par défaut de l’ISO 14253-1 constitue un exemple d’acceptation stricte, avec une bande
de garde égale à 100 % de l’incertitude élargie. Il est à noter que la terminologie tente d’exprimer l’idée
que l’acceptation stricte réduit la taille de l’intervalle d’accepta
...
Questions, Comments and Discussion
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