Starforge: Wie KI und SysML v2 das Engineering beschleunigen

Integration und Automatisierung sind zentrale Voraussetzungen für Product Velocity, also für die Fähigkeit, physische Produkte mit der Geschwindigkeit von Software zu entwickeln. Das neue Werkzeug Starforge verspricht, dies durch die Integration von System- und Designmodellen zu realisieren. Was Starforge leistet wo das Tool steht, erfahrt ihr im Folgenden, einschließlich eines Links zum MBSE Podcast, der eine Live-Demo enthält.

Starforge & Planetary Utilities

Starforge ist das Werkzeug von Planetary Utilities, und verspricht eine enge Integration aller Produktmodelle, sowie zugänglichkeit über AI.

Für Leser von SE-Trends ist es nichts neues, dass komplexe Systeme wie Raumfahrzeuge, Autos oder Maschinen in hochspezialisierten Silos entstehen. Die Disziplinen Mechanik, Elektronik, Software, Simulation, etc. arbeiten alle in eigenen Werkzeugen und Datenformaten. Integration ist mühselig, wodurch Reibungsverluste, Medienbrüche, Verzögerungen entstehen.

Das von Johannes Gross (Deutschland) und Robert Karban (Österreich) in Kalifornien gegründete Unternehmen Planetary Utilities will genau das mit Starforge ändern. Johannes kommt aus der Forschung an graphbasierten Designsprachen und digitaler Zwillinge. Robert kommt aus der Praxis und ist in der SysML-Community bereits bekannt. Er verbrachte viele Jahre beim NASA JPL und ist Mitbegründer von OpenMBEE.

Beide vereint die Erfahrung, dass heutige Werkzeuge nicht für integriertes Systems Engineering gebaut sind. In der letzten Episode vom MBSE Podcast haben die beiden ihr Werkzeug vorgestellt (Demo im Video ab ca. 25 Minuten).

Bekanntes Problem, neue Lösung

Das Problem ist bekannt und habe ich hier auch schon oft angesprochen: Werkzeuge sind disziplinär getrennt, ihre Modelle inkompatibel; Modellierung ist oft manuell und klickintensiv, statt automatisiert; Informationen aus Simulation, CAD und Requirements fließen nicht automatisch zusammen.

Starforge will das ändern. Zunächst schafft ein ein KI-basierter Accessibility Layer einen vereinfachten Zugang zum Systemmodell. Statt hunderte Klicks auszuführen, kann der Ingenieur mit dem System interagieren, zum Beispiel: „Add a thermal unit to the backbone“, und Starforge erstellt das entsprechende SysML v2-Modell und das CAD-Bauteil (Im Video bei 30:30).

Zentrales Element sind klar definierte Schnittstellen. Nur wenn Verbindungen standardisiert sind, können Module flexibel kombiniert werden.

Schnittstellen und Bibliotheken

Gerade in der Raumfahrt ist Integration teuer. Allein die Abstimmung von elektrischen und thermischen Schnittstellen zwischen Komponenten kann Hunderttausende Dollar kosten.

Starforge verfolgt deshalb den Ansatz, Module über klar definierte Schnittstellen zu koppeln. Dabei müssen wir viele Arten von Schnittstellen berücksichtigen: mechanische, elektrische, datentechnische und viele mehr. Die Module stammen aus Bibliotheken, die diese Schnittstellen beschreiben. Damit entsteht ein Baukasten für komplexe Systeme.

By having predefined interfaces we can define the classes of of objects that fit. We get a flexible system where we can you combine hardware, with something like a parts catalog in the background. This approach is really very well suited for any kind of modular system where you already know your interfaces.

Hierarchische Organisation

Starforge organisiert technische Informationen in einer mehrschichtigen Struktur, die von der Geometrie bis zur Simulation reicht, konkret:

1. Topologie: Grundlegende geometrische Struktur: Körper, Flächen, Kanten, Punkte.
2. Physik: Materialien, Oberflächeneigenschaften, thermische und elektrische Parameter.
3. Diskretisierung: Definition, wie physikalische Modelle berechnet werden (z. B. FEM-Mesh).
4. Simulation & Verhalten: Ablauf der Systemfunktionen über Zeit, inklusive Steuerung und Regelung.
5. Digital Twin Layer: Zusammenführung aller Modelle zur kontinuierlichen Analyse und Optimierung.

Diese Organisation erlaubt, Modelle aus unterschiedlichen Disziplinen konsistent zu verknüpfen. Dies ist übrigens auch ein Grundprinzip, auf das ich in meinem Buch Product Velocity eingehen werde.

Flexo: Das Herz der Architektur

Ein zentrales Element der Plattform ist Flexo, Teil von OpenMBEE und der moderne Nachfolger des „Model Management Service“.

Flexo dient als zentrales Austausch- und Integrations-Backend für SysML v2-Modelle. Über die standardisierte SysML v2-API können andere Dienste oder Tools darauf zugreifen, egal ob CAD, Simulation oder Requirements-Management.

Starforge nutzt diesen Ansatz konsequent: Das System besteht aus Microservices, die je nach Bedarf kombiniert werden können, etwa für CAD-Konvertierung, Simulation, Validierung oder KI-gestützte Modellgenerierung. Das erlaubt Unternehmen, eine maßgeschneiderte Integrationsarchitektur aufzubauen, ohne sich an ein Monolith-Tool zu binden.

Offenheit ist eingebaut

Starforge steht in direkter Tradition der Open-MBEE-Community. Das Team integriert Open-Source-Komponenten, gibt Verbesserungen zurück und bietet Flexo-Deployments als Service an. Ziel ist ein Ökosystem, in dem Integrationen offen entwickelt und geteilt werden. Denn jede Organisation steht vor ähnlichen Herausforderungen.

Offenheit ist auch technisch verankert: SysML v2-API, FMI/FMU für Simulation, STEP für CAD, etc.: Alle diese Standards bilden die Grundlage. Starforge versteht sich nicht als weiteres Tool-Silo, sondern als Plattform für den offenen Austausch.

Vergleich mit ähnlichen Tools

Damit steht Starforge in einer Reihe mit anderen Initiativen, die auf Product Velocity zielen, von denen ich hier bereits berichtete. Insbesondere Syside hat ähnliche Ziele, insbesondere bezüglich der Offenheit des Ökosystems. Daher ist es auch nicht überraschend, dass Planetary Utilities bereits eng mit Sensmetry, dem Hersteller von Syside (und Sysand Repository), kollaboriert.

Auch Dalus basiert auf SysML v2, ist aber weniger offen und fokussiert sich stark auf die UI, um SysML v2 einfacher zu machen. Im Gegensatz dazu konzentriert Starforge sich auf das Application Engineering. Auch Flow Engineering ist weniger offen und fokussiert sich auf Usability und Integration. Doch bei Flow geht das so weit, dass dort noch nicht einmal auf SysML aufsetzt wird.

Fazit

Starforge zeigt, wie modernes Systems Engineering aussehen kann, wenn Offenheit, Automatisierung und KI zusammenkommen. Statt isolierter Tools entsteht ein vernetztes Ökosystem, in dem der Ingenieur mit seinem digitalen Zwilling spricht und alle Domänen synchron bleiben. Ich werde die Entwicklungen bei Planetary Utilies weiter aufmerksam verfolgen.