Ziel
Frühwarnindikatoren und Systemreaktionen nachvollziehbar untersuchen, ohne jede Analysepipeline von Grund auf neu programmieren zu müssen.
Research software · Open science
BenchEWS Studio
Vom reproduzierbaren Analysewerkzeug zur integrierten ECHO-Forschungsumgebung für die Frage, wann komplexe Systeme ihre Fähigkeit zur Selbstkorrektur verlieren.
VERÖFFENTLICHT · VERSION 1.4.0
01 / Jetzt verfügbar
Ein zugänglicher Einstieg in vergleichende Frühwarnanalysen
BenchEWS Studio 1.4.0 bündelt Analyse, Parametrisierung und Ergebnisdarstellung in einer grafischen Forschungsumgebung. Die veröffentlichte Zenodo-Fassung enthält Software und Dokumentation; für macOS ist ein installierbares DMG-Paket abrufbar.
Nutzen
Ein strukturierter Einstieg in reproduzierbare Experimente, vergleichbare Auswertungen und dokumentierte Forschungsabläufe.
Oberfläche
Zwölf funktionale Panels führen von System- und Datenwahl über Analyseparameter bis zu Diagnostik, Visualisierung und Export.
Wissenschaftlicher Status
Die Software unterstützt Forschung und Exploration. Ihre Ergebnisse sind indikativ und ersetzen weder domänenspezifische Validierung noch eine sichere Vorhersage von Kipppunkten.
02 / Plattform- und Versionsstatus
Was heute nutzbar ist – und was noch nicht.
Die Bezeichnungen BenchEWS, ECHO und Studio stehen für unterschiedliche Ebenen: Forschungsprogramm, mathematische Architektur und konkrete Software-Implementierung.
| Ebene | Plattform / Stand | Status | Geltungsgrenze |
|---|---|---|---|
| BenchEWS Studio 1.4.0 | macOS auf Apple Silicon (arm64) | VERÖFFENTLICHT | Vom Projektinhaber auf realer Hardware geprüft; keine unabhängige Reproduktion behauptet. |
| Studio 1.4.0 | Windows / Linux | NICHT FREIGEGEBEN | Kein offizielles Paket und kein hardwarevalidierter Plattformstand dieser Version. |
| ECHO Architecture 2.0 | Spezifikation / Entwicklung | IN ENTWICKLUNG | Architekturziel, kein bereits universell validiertes Messinstrument. |
| Studio 3.0 | Forschungsausblick | VORGESCHLAGEN | Keine implementierte oder terminierte Produktversion. |
Einblick in die veröffentlichte Oberfläche
Echte Ansichten der laufenden Version 1.4.0, entnommen aus dem BenchEWS Studio User Manual Rev. 3. Die Screenshots dokumentieren die Oberfläche; sie sind keine Simulation und kein Design-Mock-up.
03 / Leistungsumfang
Vom wissenschaftlichen Einfall zum zitierfähigen Forschungsartefakt
BenchEWS Studio verhält sich wie ein wissenschaftliches Instrument: Es verbindet Konfiguration, Ausführung, Ergebnis und Provenienz, statt diese über Skripte, Tabellen und Notebooks zu verstreuen.
- 01Idee & Projekt
Eine Forschungsfrage wird als Objekt angelegt und mit Konfigurationen und Läufen verbunden.
- 02Konfiguration
Beobachtungsdaten und Indikatoren werden explizit festgelegt.
- 03Validierung
Interne Regeln prüfen, ob eine Konfiguration ausgeführt werden darf.
- 04Ausführung
Der Lauf berechnet populationsbezogene Varianz und Lag-1-Autokorrelation.
- 05Verifikation
Ergebnisse, Parameter und Zustandsfolge bleiben nachvollziehbar.
- 06Interpretation
Die wissenschaftliche Deutung bleibt bewusst beim Forschenden.
- 07Publikation
Ein prüfbares Knowledge Package kann erzeugt und für Zenodo vorbereitet werden.
Zwei ausführbare Referenzindikatoren
Die veröffentlichte Fassung berechnet populationsbezogene Varianz und Lag-1-Autokorrelation für univariate Beobachtungszeitreihen. Beide Module tragen den transparenten Status Experimental, weil Messunsicherheit und Kalibrierung noch nicht implementiert sind.
Abgrenzung zu CRTI: CRTI gehört zum wissenschaftlichen BenchEWS-Forschungsprogramm und ist Gegenstand eines revidierten, derzeit bei AIP Advances geprüften Manuskripts. Im veröffentlichten Frozen Kernel von Studio 1.4.0 ist CRTI noch nicht als ausführbares Indikatormodul integriert. Die spätere Softwareintegration wird getrennt als Implementierung, Rechenverifikation und empirische Validierung ausgewiesen.
Installation mit Sollwerten prüfen
Eine fest eingebaute synthetische 20-Punkte-Reihe muss 0,8310 für die Varianz und 0,7753 für die Lag-1-Autokorrelation reproduzieren. Damit wird der Kernlauf zu einem konkreten, falsifizierbaren Funktionstest.
Keine stillen Zustandswechsel
Ein deterministischer Zehn-Zustände-Workflow mit Guard-Bedingungen verhindert etwa Ausführung vor Validierung oder Publikation vor Abschluss. Jeder Übergang wird mit Zeit und auslösender Aktion in einem append-only Audit Trail festgehalten.
Nachvollziehbar statt „irgendwo gespeichert“
Eine SQLite-Registry und ein inhaltsadressierter, SHA-256-geprüfter Dateispeicher halten Objekte, Läufe und Artefakte zusammen. Änderungen an gespeicherten Artefakten werden dadurch technisch erkennbar.
04 / Reproduzierbarer Export
Das Ergebnis ist mehr als eine Zahl
Das zentrale Exportobjekt ist ein Knowledge Package im interoperablen RO-Crate-Format. Es bündelt Lauf, Konfiguration, Ergebnisse und maschinenlesbare Provenienz in einem selbstständigen, SHA-256-geprüften Forschungsartefakt.
05 / Oberfläche
Zwölf aufgabenorientierte Arbeitsbereiche
Die Oberfläche folgt dem Forschungsprozess und öffnet niemals als leerer Arbeitsraum.
Reference Benchmark
Gemeinsame Sollwerte ausführen und Installation prüfen
Idea · Project · Configuration
Frage, Projektzusammenhang, Daten und Indikatoren festlegen
Validation · Execution · Verification
Zulässigkeit prüfen, Lauf ausführen und Ergebnis kontrollieren
Interpretation
Ergebnisse dokumentieren, ohne automatisches wissenschaftliches Urteil
Publication · Reuse
Knowledge Packages publizieren und Vorarbeiten wiederverwenden
Object Browser · Scientific Modules
Gespeicherte Objekte und registrierte Module mit Status einsehen
Implementierungsgrenze: Die Version 1.4.0 erzeugt keine Schätzung der Self-Correction Capacity, keine Messunsicherheit und keine automatische wissenschaftliche Interpretation. Diese klare Begrenzung ist Teil des Instrumentenkonzepts.
SPEZIFIZIERT · IN ENTWICKLUNG
06 / Geprüfter Entwicklungsstand · Recovery-Baseline 19. August 2026
BenchEWS Studio 2.0 ECHO
Version 2.0 entwickelt Studio von einer Analyseoberfläche zu einer nachvollziehbaren Forschungsarchitektur weiter. Die folgende Bestandsaufnahme beruht auf der geprüften Post-WP13-/WP14-Recovery-Baseline. Sie beschreibt einen Entwicklungsstand, keine freigegebene Veröffentlichung und keine architekturweite wissenschaftliche Validierung.
Prozess-Engine · implementiert
Ein deterministischer, sequenzieller und zyklenfreier DAG-Prozesskern orchestriert abhängige Arbeitsschritte. Ausführung und Objektlebenszyklus bleiben getrennte Zustandsräume.
Provenienz & Identität · implementiert
Append-only Ereignisprotokoll, kanonische Inhaltsidentität und getrennte Ausführungsidentität machen sichtbar, welche Fassung, Eingabe und Prozessausführung ein Ergebnis erzeugt haben.
Projektarchiv & Migration · Kern implementiert
Deterministische Projektarchive, sichere Round-Trips und die Rekonstruktion von Referenzen aus 1.4.0 sind im unabhängigen Kern geprüft; abhängige Vollintegrationen sind teilweise noch nicht laufzeitgeprüft.
Semantische Evidenz · Kern implementiert
Hypothesen, Evidenz, Anhänge, Gegenbelege, Evaluation und Missingness besitzen getrennte Objekte. Widersprüchliche Evidenz muss sichtbar bleiben; automatische wissenschaftliche Bewertung wird nicht behauptet.
Verifizierter Modulbestand
Die geprüfte Registry enthält derzeit drei ausführbare wissenschaftliche Module. „Experimental“ bezeichnet ihren Reifegrad, nicht ihre mathematische Existenz oder Softwareausführbarkeit.
| Modul | Softwarestatus | Wissenschaftlicher Status | Belegte Grenze |
|---|---|---|---|
| Varianz | AUSFÜHRBAR | Experimental | Frozen Legacy Kernel; keine quantifizierte Messunsicherheit oder universelle EWS-Validität. |
| Lag-1-Autokorrelation | AUSFÜHRBAR | Experimental | Frozen Legacy Kernel; keine quantifizierte Messunsicherheit oder universelle EWS-Validität. |
| Skewness | AUSFÜHRBAR | Experimental | Adjustierter Fisher-Pearson-Koeffizient; unabhängig handgerechneter Referenzfall, aber keine universelle Richtungsdeutung. |
| CRTI | NICHT INTEGRIERT | Mathematisch beschrieben / Manuskript unter Prüfung | Noch kein ausführbares 2.0-Modul in der geprüften Baseline; Implementierung und Validierung bleiben getrennte nächste Schritte. |
| Weitere 19 EWS-Kandidaten | NICHT BELEGT | Erst nach Registry- und Quellprüfung auszuweisen | Keine öffentliche Integrationsbehauptung, bevor Namen, Formeln, Bindings, Tests und Status im Quellstand nachgewiesen sind. |
Weitere belegte 2.0-Bausteine
Erweiterungsvertrag
Neue Module registrieren Berechnung, Metadaten und Visualisierung über einen generischen Binding-Vertrag, ohne die gemeinsame Dispatch-Tabelle oder den Frozen Kernel zu verändern.
Scientific Module Registry
Version, mathematische Definition, Messgröße, Eingaben, Ausgaben, Provenienz, Unsicherheit und Validierungsnachweis werden pro Modul als strukturierte Metadaten geführt.
Regression Harness
Drei Vergleichsfälle prüfen Wrapper-Fidelität, Archiv-Round-Trip und reale Process-Engine-zu-KernelService-Anbindung; ein Live-Vergleich mit dem abhängigen Legacy-Engine-Pfad bleibt offen.
Zwölf-Panel-Kontinuität
Die 1.4.0-Oberflächenstruktur bleibt erhalten. Neue Informationsdialoge und eine additive Verifikationsaktion erweitern sie, ohne einen dreizehnten Workflow-Bereich einzuführen.
Sieben Domänenbeschreibungen
Technik, Ökologie/Klima, Ökonomie, Finanzmärkte, Gesellschaft, Wissenschaft/Forschung und Individuum sind beschrieben. Sechs besitzen noch keine domänenspezifischen Adapter oder Schwellen; „Individuum“ bleibt ausdrücklich eingeschränkt.
ECHO-Diagnostik
D → FCQ → RF(T) → TR → V ↺, Observer-/Goodhart-Kontext, aktive Messung, Viabilität und Epistemic Silence sind wissenschaftliche Architekturbausteine, noch keine ausführbaren Diagnosealgorithmen.
Release-Gate: Erst ein neuer, eindeutig versionierter Quellstand darf diese Liste erweitern. Für jeden weiteren Indikator werden Name, Formel, Inputs, Output, Binding, Rechenverifikation, Unsicherheit, Gültigkeitsbereich und Evidenzquelle einzeln nachgewiesen. Die Zahl der Module ist kein Qualitätsmaß; entscheidend sind Statusklarheit und Falsifizierbarkeit.
VORGESCHLAGEN · FORSCHUNGSAUSBLICK
07 / Forschungsausblick
Ausblick auf Version 3.0
3.0
VisionVon projektbezogener Analyse zu adaptiver Beobachtung
Als längerfristige Entwicklungsrichtung soll Version 3.0 die Architektur für kontinuierlichere Datenströme, erweiterbare Mehrdomänenmodelle und vergleichende Szenarien öffnen.
- Realtime- und Streaming-Adapter für fortlaufende Beobachtung
- Mehrere gekoppelte Domain-Packs innerhalb eines Projekts
- Vergleich von Interventionen, Szenarien und Systemgrenzen
- Erweiterte Provenienz, Reproduzierbarkeit und maschinenlesbare Publikation
Transparenter Status: Version 3.0 ist ein Forschungs- und Entwicklungsziel, kein bereits implementiertes Produkt und noch kein verbindlich terminiertes Release.
08 / Identität
Autor und Softwareidentität
Dipl.-Ing. Bernd von Mallinckrodt · unabhängiges Forschungsprogramm
Primärquellen / Further reading
Software, Architektur und Referenzimplementierung
Versionierte Primärquellen aus dem BenchEWS-Forschungsprogramm – ausgewählt für den Gegenstand dieses Kapitels.
Released software
BenchEWS Studio 1.4.0
Softwarepaket, Manual und Scientific Release Companion der veröffentlichten Fassung.
10.5281/zenodo.21807143↗ECHO specificationBenchEWS ECHO Architecture
Semantische und metrologische Referenz für die Weiterentwicklung zu Studio 2.0.
10.5281/zenodo.21917450↗Programme architectureCanonical Architecture for Reproducible Early-Warning Science
Einordnung der Software in das gesamte offene Forschungsprogramm.
10.5281/zenodo.21398929↗Benchmark foundationOpen Metrological Benchmark Infrastructure
Wissenschaftliche Grundlage der vergleichenden Benchmark-Infrastruktur.
10.5281/zenodo.21207501↗