Das Endziel der Metrologie, wie auch in der Fertigung und vielen anderen Branchen, ist Genauigkeit. Auf Messgeräte kann man sich nur verlassen, wenn sie genaue Zahlen liefern, und bearbeitete Teile müssen genau dem Modell entsprechen, nach dem sie entworfen wurden. Doch wenn wir über Genauigkeit sprechen, reden wir oft über den Unterschied zur Präzision. Es gibt unzählige Artikel, die die Frage „Was ist der Unterschied zwischen Genauigkeit und Präzision“ stellen und ähnliche Antworten geben. Wenn Sie Genauigkeit in Google eingeben, ist „Genauigkeit vs. Präzision“ der zweite Vorschlag zur automatischen Vervollständigung. Die vorherrschende Meinung ist, dass Genauigkeit und Präzision zwei unterschiedliche Konzepte sind, wie wir die Korrektheit von etwas messen.
Es mag Sie also überraschen, so wie es mich überrascht hat, zu erfahren, dass Präzision kein separates Maß ist, sondern tatsächlich eine Schlüsselkomponente der Messgenauigkeit, und dass wir, wenn wir über Genauigkeit vs. Präzision diskutieren, auf die falsche Weise über Genauigkeit sprechen. Was wir wirklich vergleichen, sind Präzision und Richtigkeit, die die wesentlichen Komponenten der Genauigkeit sind.
Wenn wir diese Begriffe falsch benannt haben, dann müssen wir neu definieren, was jeder einzelne bedeutet, damit wir untersuchen können, wie sie alle zusammenwirken, um die Qualität eines beliebigen Messobjekts sicherzustellen. Und dafür wenden wir uns an die Arbeitsgruppe 2 des Joint Committee for Guides in Metrology und ihr Dictionary of Metrology Vocabulary 2008.
1. Messrichtigkeit (Measurement Trueness/Trueness of Measurement/Trueness)
– Ähnlichkeit der Übereinstimmung zwischen dem Mittelwert einer unendlichen Anzahl von Wiederholungsmesswerten und einem Referenzmesswert (S.21).
Die Messrichtigkeit ist der durchschnittliche Abstand zwischen den aufgenommenen Messpunkten und der genauen Position des Punktes im Referenzmodell. Dies klingt zwar wie unsere traditionelle Definition von Genauigkeit, aber das Wörterbuch macht eine Anmerkung unter der Definition, die besagt: „Messgenauigkeit sollte nicht für Messrichtigkeit verwendet werden und umgekehrt“ (S.21). Was wir traditionell als Genauigkeit im Vergleich zur Präzision definiert haben, ist eigentlich die Richtigkeit der Messung.
2. Messpräzision/Präzision
– Grad der Übereinstimmung zwischen Angaben oder Messgrößenwerten, die durch Wiederholungsmessungen an gleichen oder ähnlichen Objekten unter festgelegten Bedingungen erhalten werden (S.22).
Die Messgenauigkeit gibt an, wie nahe alle gemessenen Punkte, die zur Ermittlung der durchschnittlichen Richtigkeit verwendet werden, beieinander liegen. Auch hier macht das Wörterbuch darauf aufmerksam, dass „manchmal ‚Messpräzision‘ fälschlicherweise für die Messgenauigkeit verwendet wird“ (S.22). Dieser Hinweis zeigt, dass es eine enge Beziehung zwischen Genauigkeit und Präzision gibt, auch wenn wir die beiden Begriffe normalerweise gegenüberstellen.
3. Messgenauigkeit/Genauigkeit der Messung/Genauigkeit
– Nähe der Übereinstimmung zwischen einem gemessenen Mengenwert und einem wahren Mengenwert einer Messgröße (S.21).
Diese Definition klingt sehr nah an der von “ Richtigkeit“, was erklärt, warum wir die beiden im Laufe der Jahre so oft miteinander vermischt haben. In den Anmerkungen wird diese Unterscheidung noch einmal deutlicher. In der zweiten bzw. dritten Anmerkung heißt es: „‚Messgenauigkeit‘ sollte nicht für Messrichtigkeit und der Begriff Messpräzision nicht für ‚Messgenauigkeit‘ verwendet werden, die jedoch mit diesen beiden Begriffen verwandt ist“, und „‚Messgenauigkeit‘ wird manchmal als enge Übereinstimmung zwischen gemessenen Mengenwerten verstanden, die der Messgröße zugeordnet werden“ (S. 21).
Der zweite Hinweis erklärt, dass Genauigkeit (Accuracy) sowohl mit Präzision (Precision) als auch mit Richtigkeit (Trueness) zusammenhängt, auch wenn er nicht anstelle eines der beiden Begriffe verwendet werden sollte. Der dritte Hinweis zeigt, dass für die Genauigkeit eine „enge Übereinstimmung“ zwischen den Messwerten bestehen muss, d. h. die gemessenen Punkte müssen sowohl nahe beieinander (Precise) als auch nahe am Referenzmodell (True) liegen, um genau zu sein.
Im Wesentlichen gilt: Genauigkeit = Präzision + Richtigkeit.
Und wenn wir diese Definitionen auf ein praktisches Beispiel anwenden, sehen wir, wie sie zusammenarbeiten, nicht nur für die Messung, sondern auch für die Produktion. Wenn ich Beine für einen Tisch bearbeite, der genau 730,25 mm hoch sein muss, müssen meine Produktions- und Qualitätsprüfungsmethoden präzise und richtig sein, damit die Tischbeine genau dem Design entsprechen. Wenn alle Tischbeine mit einer Höhe von 717,25 mm gefertigt werden, war die Maschine zwar präzise (weil sie alle gleich sind), aber meine Tische werden zu kurz sein; die Maschine hat sich nicht an das Design gehalten, und deshalb ist der Tisch nicht genau. Ähnlich verhält es sich, wenn einige der Beine bei 717,25 mm (28,25″) und andere bei 742,95 mm (29,25″) herauskommen. Die durchschnittliche Genauigkeit zwischen den Beinen wird gleich sein [+/- 12,7 mm], aber der Mangel an Präzision zwischen den Beinen wird ungleichmäßige, wackelige Tische produzieren, die nicht genau dem Design entsprechen. Nur wenn die Beine so gefertigt sind, dass sie sowohl mit dem Design (True) als auch untereinander (Precise) übereinstimmen, haben wir einen Tisch hergestellt, der als genau bezeichnet werden kann.
Um es noch einmal zusammenzufassen: Normalerweise diskutieren wir Genauigkeit und Präzision im Vergleich zueinander, um die feinen Unterschiede zu zeigen, die wir zwischen ihnen wahrnehmen. Unsere Definitionen dieser beiden Begriffe waren jedoch fehlerhaft.
Die Genauigkeit, die wir dort definiert haben, ist eigentlich die Richtigkeit, und die Präzision (weit davon entfernt, mit der Genauigkeit kontrastiert zu werden) ist eine entscheidende Komponente der genauen Produktion und Messung. Um genau zu sein, müssen bearbeitete Teile und ihre Kontrollmessungen nahe beieinander liegen (präzise) und mit dem Modell verglichen werden, nach dem sie hergestellt wurden (richtig).
