Reproduzierbarkeit in der Werkstoffforschung

Reproduzierbarkeit bezeichnet in der Werkstoffforschung die Fähigkeit, Messungen, Experimente oder Berechnungen unter veränderten, aber klar definierten Bedingungen zu wiederholen und dabei innerhalb vorgegebener Unsicherheiten zum gleichen Ergebnis zu gelangen. Dies umfasst insbesondere die Wiederholung durch unabhängige Arbeitsgruppen, mit anderer Ausrüstung oder zu anderen Zeitpunkten.

Es ist hilfreich, zwischen Wiederholbarkeit (repeatability: gleiche Person, gleiche Apparatur, kurze Zeitabstände) und Reproduzierbarkeit (reproducibility: unterschiedliche Labore, Betreiber, Geräte) zu unterscheiden. Normen wie ISO 5725 oder GUM definieren entsprechende Kenngrößen, beispielsweise die Reproduzierbarkeitsstandardabweichung.

In der Materialwissenschaft umfasst Reproduzierbarkeit mehrere Ebenen: experimentelle Reproduzierbarkeit (z.B. mechanische Prüfungen, elektrochemische Messungen), analytische Reproduzierbarkeit (z.B. Auswertung von Diffraction- oder Spektroskopiedaten) und Datenreproduzierbarkeit (Nachvollziehbarkeit von Datenverarbeitung, Simulationen und Auswerteskripten). Für numerische Methoden bedeutet Reproduzierbarkeit u.a. die eindeutige Angabe von Randbedingungen, Materialmodellen, Solver-Einstellungen und Zufalls-Saatwerten.

Hohe Reproduzierbarkeit ist Voraussetzung für robuste Werkstoffmodelle, verlässliche Eigenschaftsdatenbanken und die Übertragbarkeit von Ergebnissen in Normen und industrielle Anwendungen. Sie erfordert detaillierte Dokumentation von Probenherstellung, Prüfbedingungen, Kalibrierungen sowie die Bereitstellung von Rohdaten, Metadaten und Auswertealgorithmen im Sinne reproduzierbarer Forschung.

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