ISO 22514-5:2019
(Main)Statistical methods in process management — Capability and performance — Part 5: Process capability estimates and performance for attributive characteristics
Statistical methods in process management — Capability and performance — Part 5: Process capability estimates and performance for attributive characteristics
This document describes a method to calculate process capability and performance indices for attribute characteristics. This method can be used as a supplement to the commonly used capability calculations for variable characteristics.
Méthodes statistiques dans la gestion des processus — Aptitude et performance — Partie 5: Estimations de l'aptitude du processus et performance pour les caractéristiques de type attribut
Le présent document décrit une méthode de calcul des indices d'aptitude et de performance du processus pour des caractéristiques de type attribut. Cette méthode peut être utilisée en complément des calculs d'aptitude communément utilisés pour les caractéristiques variables.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22514-5
First edition
2019-08
Statistical methods in process
management — Capability and
performance —
Part 5:
Process capability estimates
and performance for attributive
characteristics
Méthodes statistiques dans la gestion des processus — Aptitude et
performance —
Partie 5: Estimations de l'aptitude du processus et performance pour
les caractéristiques par attributs
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 1
5 Pre-conditions for application . 2
5.1 General . 2
5.2 Aspects about establishing specifications . 3
5.3 Sample size . 3
6 Process analysis . 3
6.1 Process variation . 3
6.2 Data sources . 4
6.3 Estimation of Q , the process quality level . 4
P
7 Process performance . 6
7.1 General . 6
7.2 Confidence interval in case of nonconforming parts . 7
8 Process capability. 8
Bibliography .10
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 69, Applications of statistical methods,
Subcommittee SC 4, Applications of statistical methods in product and process management.
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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Introduction
Organizations need to evaluate the capability and performance of their key processes including
processes where the key characteristics only can be evaluated based on attributes. The methods
described in this document are intended to assist any organization in this respect.
Process capability and performance evaluations are also necessary to enable organizations to assess
the capability and performance of their suppliers. Those organizations will find the indices contained
within this document useful in this endeavour.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22514-5:2019(E)
Statistical methods in process management — Capability
and performance —
Part 5:
Process capability estimates and performance for
attributive characteristics
1 Scope
This document describes a method to calculate process capability and performance indices for attribute
characteristics. This method can be used as a supplement to the commonly used capability calculations
for variable characteristics.
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 3534-2, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 2: Applied statistics
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3534-2 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
4 Symbols and abbreviated terms
average number of nonconformities
c
* * * * process capability indices
C , C , C , and C
p pk pk pk
L U
FRC first run capability
n subgroup size
NHU nonconformities per hundred units
NMU number of nonconformities per million
average proportions of nonconforming units
p
p fraction of nonconforming units over upper specification limits
U
p fraction of nonconforming units under lower specification limits
L
PCI process capability index
Q process quality level
P
* * * * process performance indices
P , P , P , and P
p pk pk pk
L U
average proportions of nonconformities
u
z quantile of the standardized normal distribution from −∞ to α
α
5 Pre-conditions for application
5.1 General
Attributes data represent (categorized or countable) observations obtained by noting the presence
(or absence), or the frequency of occurrence of one or more characteristics or attributes in each of the
items. A count is made of the number of units possessing the attribute or the frequency of occurrence
of the characteristic on the item. Results are then expressed in terms of frequencies or proportions
and either the binomial or the Poisson distribution is assumed. Each of these distributions has a single
parameter that must be monitored for stability of the process. Because the standard deviation of the
proportion or count may be estimated once the sample size is known and the proportion or count in the
sample is determined, the control limits on the attributes chart can be determined (see Figure 1).
Key
X subgroup number
Y number nonconforming
1 L
CL
np
3 U
CL
Figure 1 — np Chart (see ISO 7870-2)
In case that products are manufactured at more than one location, product from each line or system of
production shall be considered separately.
The percent of nonconformities can be calculated based on one of the four different charts.
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5.2 Aspects about establishing specifications
The product specifications shall be defined in a way that allows the organization to judge between
parts or characteristics fulfilling the requirements, and parts or characteristics not acceptable within
an acceptable measurement uncertainty (see ISO 22514-7).
5.3 Sample size
Samples are subgroups of collected items obtained from the process. Attributive data from the
characteristics of these items should be computed and plotted on a control chart. It can be the number
of nonconformities using a c-chart or a u-chart, or the proportion of nonconforming units using a np
chart or a p chart.
No general rules can be laid down for the frequency of subgroups or the subgroup size. The frequency
can depend upon the cost of taking and analysing samples and the size of the subgroup can depend
upon practical considerations.
A cumulative chart can indicate when enough data has been collected to provide a stable estimate of
the process quality level (NHU), see Figure 2.
Key
X number of samples
Y nonconformances per hundred units (NHU)
1 average NHU
Figure 2 — Cumulative NHU (see ISO/TR 18532)
6 Process analysis
6.1 Process variation
Process capability is a measure of inherent process variability. It represents the variation that remains
after all known removable assignable causes have been eliminated. If the process is monitored using a
control chart, the control chart shows an in-control state (see ISO 7870-1 for further information).
Capability of attribute characteristics is regarded as being related to the proportion of output that occurs
within the product specification tolerances. Since a process in statistical control can be described by a
predictable distribution, the proportion of out-of-specification outputs can be estimated. As long as the
process remains in statistical control, it continues to produce the same proportion out-of-specification.
In case of calculation of capability, it is necessary to plot data on an attribute control chart and to check
the chart for statistical control.
When statistical stability has not been obtained or process stability has not been demonstrated to be
in a state of statistical control, the calculation results in process performance (P ) instead of process
pk
capability (C ).
pk
6.2 Data sources
The estimation of process quality levels can be based on:
a) results from a Shewhart control chart;
b) results from audit samples that are drawn at random from the population; and/or
c) lot acceptance data.
Data from lots that fail a lot acceptance procedure, whether audit sample data or lot acceptance data,
may not be excluded from the calculations.
6.3 Estimation of Q , the process quality level
P
The process quality level Q can be seen as equal to the centre-line of the attribute control chart of a
P
stable process.
— When a process is monitored using a np chart or a p chart, the process quality level Q can be
P
described by the average level p or np once the process is shown to be statistically stable [see
Formula (1)].
Qp=
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22514-5
Première édition
2019-08
Méthodes statistiques dans la
gestion des processus — Aptitude et
performance —
Partie 5:
Estimations de l'aptitude du
processus et performance pour les
caractéristiques de type attribut
Statistical methods in process management — Capability and
performance —
Part 5: Process capability estimates and performance for attributive
characteristics
Numéro de référence
©
ISO 2019
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et termes abrégés . 1
5 Conditions préalables à l'application . 2
5.1 Généralités . 2
5.2 Aspects relatifs à la détermination des spécifications . 3
5.3 Effectif de l'échantillon . 3
6 Analyse du processus . 3
6.1 Variation du processus . 3
6.2 Sources des données . 4
6.3 Estimation du niveau de qualité du processus, Q .
P 4
7 Performances du processus . 7
7.1 Généralités . 7
7.2 Intervalle de confiance si l’on relève des pièces non conformes . 8
8 Aptitude du processus .10
Bibliographie .12
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/avant -propos .html.
Le présent document 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 peut être consultée 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/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Introduction
Les organismes ont besoin d'évaluer l'aptitude et la performance de leurs processus clés, y compris ceux
dont les caractéristiques clés ne peuvent être évaluées qu'en se fondant sur des attributs. Pour ce faire,
les organismes peuvent s'appuyer sur les méthodes décrites dans le présent document.
Les évaluations de l'aptitude et de la performance des processus sont également nécessaires pour
permettre aux organismes d'évaluer l'aptitude et la performance de leurs fournisseurs. Lesdits
organismes trouveront dans le présent document les indices utiles à cette fin.
NORME INTERNATIONALE ISO 22514-5:2019(F)
Méthodes statistiques dans la gestion des processus —
Aptitude et performance —
Partie 5:
Estimations de l'aptitude du processus et performance
pour les caractéristiques de type attribut
1 Domaine d'application
Le présent document décrit une méthode de calcul des indices d’aptitude et de performance du
processus pour des caractéristiques de type attribut. Cette méthode peut être utilisée en complément
des calculs d’aptitude communément utilisés pour les caractéristiques variables.
2 Références normatives
Les documents suivants sont référencés dans le texte de sorte qu’une partie ou la totalité de leur
contenu constitue les 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 3534-2, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 2: Statistique appliquée
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 3534-2 ainsi que les
suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http: //www .electropedia .org/
4 Symboles et termes abrégés
nombre moyen de non-conformités
c
* * * * indices d’aptitude du processus
C , C , C , et C
p pk pk pk
L U
FRC capacité du processus, parfois dénommée aptitude de premier jet
n effectif d'échantillon
NHU pourcentage de non-conformités par unité
NMU nombre de non-conformités pour un million
proportion moyenne d’unités non-conformes
p
proportion d’unités non conformes au-dessus de la limite de spécifi-
p
U
cation supérieure
proportion d’unités non conformes en-deçà de la limite de spécifica-
p
L
tion inférieure
PCI indice d’aptitude du processus
Qp niveau de qualité du processus
* * * * indices de performance du processus
P , P , P , et P
p pk pk pk
L U
proportions moyennes de non-conformités
u
z fractile de la loi normale réduite de −∞ à α
α
5 Conditions préalables à l'application
5.1 Généralités
Les données de type attribut constituent des observations (qu'il est possible de compter ou de
classer) obtenues en notant la présence (ou l'absence) ou la fréquence d'apparition d'une ou plusieurs
caractéristiques ou d'un ou plusieurs attributs pour chacun des individus. Un comptage quantifie
les unités qui possèdent l'attribut ou une détermination établit la fréquence d'apparition de la
caractéristique pour l'individu. Les résultats sont alors exprimés en termes de fréquences ou de
proportions et l'on suppose que la loi de distribution binomiale ou la loi de Poisson s'applique. Chacune
de ces lois de distribution comporte un paramètre unique qui doit être surveillé eu égard à la stabilité
du processus. Puisque l'écart-type de la proportion ou du comptage peut être estimé une fois connus
l'effectif de l'échantillon et la proportion ou le comptage dans l'échantillon, il est possible de déterminer
les limites de contrôle sur la carte par attributs (voir Figure 1).
Légende
X nombre de sous-groupes
Y nombre de non-conformes
1 L
CL
np
3 U
CL
Figure 1 — Carte np (voir l'ISO 7870-2)
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
Lorsque des produits sont fabriqués sur plusieurs sites, les produits de chaque ligne ou système de
production doivent être considérés séparément.
Le pourcentage de non-conformités peut être calculé à partir de l'une des quatre cartes.
5.2 Aspects relatifs à la détermination des spécifications
Les spécifications du produit doivent être définies de manière que l'organisme puisse faire la distinction
entre les pièces ou les caractéristiques conformes aux exigences, et les pièces ou les caractéristiques
non acceptables en considérant une incertitude de mesure acceptable (voir l'ISO 22514-7).
5.3 Effectif de l'échantillon
Des échantillons sont des sous-groupes d'individus recueillis, issus du processus. Il convient de
calculer et de reporter sur une carte de contrôle des données de type attribut définies à partir des
caractéristiques de ces individus. Il peut s’agir du nombre de non conformités, en utilisant une carte c
ou une carte u, ou de la proportion d’unités non conformes, en utilisant une carte np ou une carte p.
Aucune règle générale ne peut être établie concernant la fréquence d'échantillonnage ou l'effectif
d'échantillon (sous-groupe). La fréquence d'échantillonnage peut dépendre du coût de prélèvement et
d'analyse des échantillons et il se peut que l'effectif de l'échantillon dépende de considérations pratiques.
Une carte à somme cumulée peut indiquer que la quantité de données recueillies est suffisante pour
fournir une estimation stable du niveau de qualité du processus (NHU), voir Figure 2.
Légende
X nombre d’échantillons
Y pourcentage de non-conformités par unité (NHU)
1 pourcentage moyen de non-conformités par unité - NHU moyen
Figure 2 — NHU à somme cumulée (voir l’ISO/TR 18532)
6 Analyse du processus
6.1 Variation du processus
L'aptitude du processus est une mesure de la variabilité intrinsèque dudit processus. Elle représente
la variation qui subsiste après élimination de toutes les causes assignables connues, qui peuvent être
supprimées. Si le processus est surveillé à l'aide d'une carte de contrôle, cette carte montre un état de
maîtrise statistique (voir l'ISO 7870-1 pour de plus amples informations).
L'aptitude des caractéristiques de type attribut est considérée comme étant liée à la proportion
de données de sortie qui est présente dans les tolérance
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.