ISO 4259-1:2017

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Style Definition
ISO/TC 28
... [1]
Formatted: English (U.S.)
Date: 2017‐10‐02
Field Code Changed
... [2]
Field Code Changed
... [3]
Formatted
... [4]
Field Code Changed
ISO/TC 28/WG 2
Formatted: Font: 12 pt, Bold, English
Secretariat: NEN (U.S.)
Field Code Changed
... [5]
Petroleum and related products — Precision of measurement methods and results —
Formatted
... [6]
Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test
Formatted: Font: 12 pt, Bold,
German (Switzerland)
Produits pétroliers -- Fidélité des méthodes de mesure et des résultats -- Partie 1: Détermination
Deleted: /FDIS
des valeurs de fidélité relatives aux méthodes d'essai
Formatted
... [7]
Document type: International Standard
Document subtype:
Document stage: (50) Approval
Document language: E
STD Version 2.3
Deleted: Copyright notice¶
This ISO document is a Draft International
Standard and is copyright‐protected by ISO.
Except as permitted under the applicable
laws of the user's country, neither this ISO
draft nor any extract from it may be
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be addressed to either ISO at the address
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ISO copyright office¶
Case postale 56 • CH‐1211 Geneva 20¶
Tel. + 41 22 749 01 11¶
Fax + 41 22 749 09 47¶
E‐mail copyright@iso.org¶
Web www.iso.org¶
Reproduction may be subject to royalty
payments or a licensing agreement.¶
Violators may be prosecuted.¶
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ii
Deleted: 1 Scope 1¶
2 Normative references 1¶
3 Terms and definitions 1¶
Stages in the planning of an
Contents Page
Interlaboratory Study for the
determination of the precision of
a test method 4¶
4.1 General 4¶
4.2 Preparing a draft method of
test 4¶
4.3 Planning a pilot study with
at least two laboratories 4¶
4.4 Planning the ILS 5¶
4.5 Executing the ILS 5¶
5 Statistical treatment of ILS
results 6¶
5.1 General recommendation 6¶
5.2 Pre-screen using GESD
technique 7¶
5.3 Transformation of data and
outlier tests 8¶
5.4 Rejection of complete data
(from all laboratories) for a
sample 10¶
5.5 Estimating missing or
rejected values 10¶
5.6 Rejection test for outlying
laboratories 11¶
Confirmation of selected
5.7
transformation 11¶
6 Analysis of variance,
calculation and expression of
precision estimates 12¶
6.1 General 12¶
6.2 Analysis of variance 12¶
6.3 Expectation of mean squares
and calculation of precision
estimates 14¶
6.4 Expression of precision
estimates of a method of test 16¶
6.5 Specification of scope for the
test method 17¶
7 R / r ratio 18¶
Annex A (normative)
Determination of number of
samples required 19¶
Annex B (informative) Derivation
of formula for estimating the
number of labs and samples
required to meet minimum 30
degrees of freedom (Table
A.1) 21¶
B.1 Degrees of freedom 21¶
B.2 Explanation for choice of 30
as Minimum degrees of
freedom 22¶
Annex C (normative) Notation and
tests 23¶
C.1 Introduction 23¶
C.2 Array of duplicate
results 23¶
C.3 Array of sums of duplicate
results 24¶
C.4 Sums of squares and
variances 24¶
C.5 Cochran's test 25¶
C.6 Hawkins' test 25¶
C.7 Variance ratio test (F-
test) 27¶
Annex D (normative) Illustration
of procedures using ILS results
... [8]
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iii
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). Deleted: 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). Deleted: 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 on 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 the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html. Deleted: www.iso.org/iso/foreword.html
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 28, Petroleum and related products, fuels
and lubricants from natural or synthetic sources.
This first edition of ISO 4259‐1, together with ISO 4259‐2, cancels and replaces ISO 4259, which has
been technically revised.
A list of all parts in the ISO 4259 series can be found on the ISO website.
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iv
Introduction
For purposes of quality control and to check compliance with specifications, the properties of
commercial petroleum products are assessed by standard laboratory test methods. Two or more
measurements of the same property of a specific sample by a specific test method, or, by different test
methods that purport to measure the same property, will not usually give exactly the same result. It is,
therefore, necessary to take proper account of this fact, by arriving at statistically based estimates of the
precision for a method, i.e. an objective measure of the degree of agreement expected between two or
more results obtained in specified circumstances.
[1]
This document makes reference to ISO 3534‐2 , which gives a different definition of true value (see
3.23). This document also refers to ISO 5725‐2. The latter is required in particular and unusual
circumstances (see 5.3.1) for the purpose of estimating precision.
The two parts of ISO 4259 encompass both the derivation of precision estimates and the application of
[2]
precision data. They combine the information in ASTM D6300 regarding the determination of the
[3]
precision estimates and the information in ASTM D3244 for the utilization of test data.
A glossary of the variables used in this document and ISO 4259‐2 is included as Annex I in this
document.
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v
Petroleum and related products — Precision of measurement
methods and results — Part 1: Determination and application of
precision data in relation to methods of test
1 Scope
This document specifies the methodology for the design of an Interlaboratory Study (ILS) and
calculation of precision estimates of a test method specified by the study. In particular, it defines the
relevant statistical terms (Clause 3), the procedures to be adopted in the planning of ILS to determine
the precision of a test method (Clause 4), and the method of calculating the precision from the results of
such a study (Clauses 5 and 6).
The procedures in this document have been designed specifically for petroleum and petroleum related
products, which are normally considered as homogeneous. However, the procedures described in this
document can also be applied to other types of homogeneous products. Careful investigations are
necessary before applying this document to products for which the assumption of homogeneity can be
questioned.
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 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
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
Deleted: https://www.iso.org/obp
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/ Deleted: http://www.electropedia.org/
3.1
analysis of variance
ANOVA
technique that enables the total variance of a method to be broken down into its component factors
3.2
accepted reference value
ARV
agreed‐upon reference value for a specific property of a material determined using an accepted
reference method and protocol, e.g. derived from an ILS
3.3
between laboratory variance
component of the total variance attributable to the difference between the means of different
laboratories
Note 1 to entry: When results obtained by more than one laboratory are compared, the scatter is usually wider
than when the same number of tests is carried out by a single laboratory, and there is some variation between
means obtained by different laboratories. These give rise to the between laboratory variance which is that
component of the overall variance due to the difference in the means obtained by different laboratories.
Note 2 to entry: There is a corresponding definition for between operator variance.
Note 3 to entry: The term “between laboratory” is often shortened to “laboratory” when used to qualify
representative parameters of the dispersion of the population of results, for example as “laboratory variance”.
3.4
bias
difference between the population mean of test results from a very large number of
different laboratories for the property of a material obtained using a specific test method versus the
accepted reference value for the property where this is available
Note 1 to entry: See Note 1 to entry in 3.13 for an interpretation of “population mean of test results”.
3.5
blind coding
assignment of a different number to each sample so that no other identification or information on any
sample is given to the operator
3.6
check sample
sample taken at the place where a product is exchanged, i.e. where the responsibility for the product
quality passes from the supplier to the recipient
3.7
degrees of freedom
divisor used in the calculation of variance
Note 1 to entry: The definition applies strictly only in the simplest cases. Definitions for more complex cases are
beyond the scope of this document.
3.8
determination
process of carrying out the series of operations specified in a test method, whereby a single value is
obtained
3.9
interlaboratory study
ILS
study specifically designed to estimate the repeatability and reproducibility of a standard test method
achieved at a fixed point in time by multiple laboratories through the statistical analysis of their test
results obtained on aliquots prepared from multiple materials
3.10
known value
quantitative value for a property that can be theoretically derived or calculated by the preparation of
the sample
Note 1 to entry: The known value does not always exist, for example for empirical tests such as flash point.
3.11
mean
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lxxi
sum of a set of results divided by the number of results
3.12
mean square
sum of squares divided by the degrees of freedom
3.13
normal distribution
probability distribution of a continuous random variable, x, such that, if x is any real number, the
probability density is as shown in Formula (1):

11 x


fxexp ,x (1)


2 
 2

Note 1 to entry: In the context of modelling a distribution of test results, μ is the population mean, or true value
(see 3.23) of the property as determined by a specific test method; σ is the standard deviation of the normal
distribution used to describe the distribution of an infinite number of test results obtained using the same test
method by an infinite number of laboratories (σ > 0).
3.14
operator
person who normally and regularly carries out a particular test
3.15
outlier
result far enough in magnitude from other results to be considered not a part of the set
3.16
precision
closeness of agreement between the results obtained by applying the same test procedure several times
on essentially the same materials and under prescribed conditions
Note 1 to entry: The smaller the random part of the experimental error, the more precise the procedure.
3.17
random error
component of measurement error that in replicate measurements varies in an unpredictable manner
3.18
repeatability
limiting value for the difference between two independent results obtained in the normal and correct
operation of the same method, for test material considered to be the same, within a short interval of
time, under the same test conditions, that is expected to be exceeded with a probability of 5% due to
random variation
Note 1 to entry: Same test conditions are to be considered as same operator, same apparatus, same calibration
and same laboratory.
Note 2 to entry: The representative parameter for the dispersion of the population that can be associated with
these results is repeatability standard deviation or repeatability variance. Repeatability refers to the maximum
difference attributable to random variation between two results obtained under the state of minimum random
variability. Therefore, the period of time during which repeat results are to be obtained should be short enough to
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lxxii
exclude time
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4259-1
Première édition
2017-11
Produits pétroliers et connexes —
Fidélité des méthodes de mesure et de
leurs résultats —
Partie 1:
Détermination des valeurs de fidélité
relatives aux méthodes d'essai
Petroleum and related products — Precision of measurement
methods and results —
Part 1: Determination of precision data in relation to methods of test
Numéro de référence
©
ISO 2017
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Fax +41 22 749 09 47
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Étapes de l'organisation d'un essai interlaboratoires pour la détermination de la
fidélité d'une méthode d'essai . 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Préparation d'un projet de méthode d'essai . 5
4.3 Organisation d'un ILS pilote avec au moins deux laboratoires . 5
4.4 Organisation de l’ILS . 5
4.5 Exécution de l’ILS . 6
5 Traitement statistique des résultats de l’ILS. 7
5.1 Recommandation . 7
5.2 Prévisualisation selon la technique GESD . 8
5.3 Transformation des données et recherche des valeurs aberrantes . 9
5.3.1 Généralités . 9
5.3.2 Identification des valeurs aberrantes après prévisualisation .11
5.3.3 Uniformité de la répétabilité .11
5.3.4 Uniformité de la reproductibilité .11
5.4 Rejet de tous les résultats (de tous les laboratoires) concernant un échantillon .11
5.5 Estimation des valeurs manquantes ou rejetées .12
5.5.1 L'une des valeurs d'une paire de résultats répétés est manquante ou rejetée .12
5.5.2 Les deux valeurs répétées sont manquantes ou rejetées .12
5.6 Test de rejet des résultats des laboratoires aberrants .13
5.7 Confirmation de la transformation sélectionnée .13
5.7.1 Généralités .13
5.7.2 Identification du ou des échantillon(s) excessivement influents .13
6 Analyse de la variance, calcul et expression des estimations de fidélité .14
6.1 Généralités .14
6.2 Analyse de la variance .14
6.2.1 Calcul des sommes des carrés pour la somme des carrés de l'interaction
laboratoires/échantillons .14
6.2.2 Calcul de la somme des carrés pour l'analyse exacte de la variance .15
6.2.3 Degrés de liberté .15
6.2.4 Carrés moyens et analyse de variance .15
6.3 Espérance des carrés moyens et calcul des estimations de fidélité .16
6.3.1 Espérance des carrés moyens sans valeurs estimées .16
6.3.2 Espérance des carrés moyens lorsqu'il y a des valeurs estimées .16
6.3.3 Calcul des estimations de fidélité .17
6.4 Expression de l’estimation de la fidélité dans une méthode d'essai .19
6.5 Spécification du domaine d’application pour la méthode d’essai .20
7 Ratio R/r .20
Annexe A (normative) Détermination du nombre d'échantillons requis .22
Annexe B (informative) Établissement de la formule d’estimation du nombre de
laboratoires et d'échantillons requis pour atteindre les 30 degrés de liberté minimum .24
Annexe C (normative) Notation et essais .26
Annexe D (normative) Représentation des procédures utilisant les résultats de l'ILS pour
l’indice de brome et les tableaux statistiques de brome .31
Annexe E (normative) Types de dépendance et transformations correspondantes .50
Annexe F (normative) Analyse de régression linéaire pondérée .56
Annexe G (normative) Règles d'arrondissage des résultats .63
Annexe H (normative) Technique GESD pour identifier simultanément plusieurs valeurs
aberrantes d’un jeu de donnée .65
Annexe I (informative) Glossaire .74
Bibliographie .78
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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/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 28, Produits pétroliers et connexes,
carburants et lubrifiants d'origine naturelle ou synthétique.
Cette édition de l’ISO 4259-1 annule et remplace, avec l’ISO 4259-2, l’ISO 4259 qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 4259 se trouve sur le site web de l’ISO.
Introduction
Pour les besoins de contrôle de qualité et pour vérifier leur conformité aux spécifications, les
caractéristiques des produits pétroliers commerciaux sont contrôlées au moyen de méthodes d'essai
normalisées de laboratoire. Deux ou plusieurs déterminations de la même caractéristique d'un
échantillon donné, selon une méthode d'essai spécifique ou selon des méthodes d’essai différentes qui
ont pour objet de mesurer la même caractéristique, ne donneront généralement pas exactement le même
résultat. Il est donc nécessaire de tenir compte correctement de ce fait, en parvenant à des estimations
fondées sur les statistiques de la fidélité d'une méthode, qui constituent une mesure objective du degré
de concordance attendu entre deux ou plusieurs résultats obtenus dans des conditions données.
[1]
L’ISO 4259-1 fait référence à l’ISO 3534-2, qui donne une définition différente de la valeur vraie
(voir 3.23). Ce document fait également référence à l’ISO 5725-2. Cette dernière est nécessaire pour
l’estimation de la fidélité dans des circonstances particulières et inhabituelles (voir 5.3.1).
Les deux parties de l’ISO 4259 regroupent toutes deux l’établissement d’évaluations de la fidélité et
[2]
l’application des données de fidélité. Elles combinent les informations de l’ASTM D6300 concernant la
[3]
détermination d’évaluations de la fidélité et les informations de l’ASTM D3244 pour l’utilisation des
données d’essai.
Un glossaire des variables utilisées dans ce document et dans l'ISO 4259-2 est inclus dans l'Annexe I de
ce document.
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 4259-1:2017(F)
Produits pétroliers et connexes — Fidélité des méthodes
de mesure et de leurs résultats —
Partie 1:
Détermination des valeurs de fidélité relatives aux
méthodes d'essai
1 Domaine d'application
Le présent docu
...