Molecular Simulation Grid

Die chemische Industrie ist eine der forschungsintensivsten Branchen der deutschen Wirtschaft [Quelle: VCI, www.vci.de, Abt. Bildung / Forschung]. 90% der Unternehmen sind kleine oder mittelständische Unternehmen (KMU), wobei diese im Branchenvergleich besonders forschungsorientiert arbeiten. Die hohe Innovationsdynamik führt zu einer engen Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaftseinrichtungen.
MoSGrid  (Molecular Simulation Grid) soll für diesen Industrie- und Wissenschaftssektor Wettbewerbsvorteile durch das Grid generieren.

In MoSGrid steht der Aufbau und die Bereitstellung von Grid-Diensten zur Durchführung von molekularen Simulationen im Vordergrund. MoSGrid soll die D-Grid-Infrastruktur für das Hochleistungsrechnen im Bereich Molekülsimulationen nutzbar machen, inklusive der Annotation der Ergebnisse mit Metadaten und deren Bereitstellung für Data Mining und Wissensgenerierung.

MoSGrid wird die Nutzer in allen Bereichen der Simulationsrechnung unterstützen. Über ein Portal kann auf Datenrepositorien zugegriffen werden, in dem Informationen zu berechneten molekularen Eigenschaften sowie zu "Rezepten" - Standardmethoden für die bereitgestellten Anwendungen - hinterlegt sind. Mit Hilfe der Rezepte können Rechenaufträge automatisch generiert und in das Grid submittiert werden (Preprocessing und Job Submission). Weiterhin werden die Nutzer bei der Auswertung der Berechnungsergebnisse unterstützt. Dies erleichtert die Aufbereitung und Weiterverarbeitung der Daten für darauf aufsetzende weitere Rechnungen und Analysen.

Durch die Herstellung von Kreuzbezügen verschiedener Ergebnisdatensätze wird ein zusätzlicher Erkenntnisgewinn erreicht. Das Datenrepositorium ermöglicht zudem die externe Referenzierbarkeit von Simulationsergebnissen.

Das ZIH beschäftigt sich im Projekt mit dem Aufbau des Community-Portals, der Workflow-Management sowie der  Datenanbindung. Als Grundlage wird die Middleware UNICORE genutzt

Partner

Universitäten bzw. Universitäre Einrichtungen

• Universität zu Köln; Department für Chemie und RRZK
• Eberhard-Karls-Universität Tübingen Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik, Abt. Simulation biologischer Systeme
• Universität Paderborn; Department für Chemie und PC²
• Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin
• Technische Universität Dresden, Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH)

Industrielle Partner

• Bayer Technology Services GmbH
• Origines GmbH
• BioSolveIT GmbH
• COSMOlogic GmbH&Co. KG
• GETLIG&TAR

Assoziierte Partner

• Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich Supercomputing Centre,
• Turbomole GmbH
• Sun Microsystems GmbH
• Schrödinger GmbH

Laufzeit

09/2009 - 12/2012

Förderung

Publikationen

• Richard Grunzke, Sandra Gesing, René Jäkel and Wolfgang E Nagel: Towards Generic Metadata Management in Distributed Science Gateway Infrastructures, 14th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (IEEE/ACM CCGrid 2014), (accepted for publication).

• Richard Grunzke, Jens Krüger, Sandra Gesing, Sonja Herres-Pawlis, Alexander Hoffmann and Luis de la Garza: Improved Resilience and Usability for Science Gateway Infrastructures via Integrated Virtual Organizations, EGI Community Forum 2014, (accepted for publication).

• Sonja Herres-Pawlis, Alexander Hoffmann, Luis de la Garza, Jens Krüger, Sandra Gesing, Ákos Balaskó, Peter Kacsuk, Georg Birkenheuer, Richard Grunzke, Gabor Terstyansky, Noam Weingarten and Andre Brinkmann: Quantum chemical metaworkflows in MoSGrid, Concurrency and Computation: Practice and Experience, (accepted for publication).

• Sonja Herres-Pawlis, Alexander Hoffmann, Richard Grunzke and Lars Packschies, Orbital analysis of oxo and peroxo dicopper complexes via quantum chemical workflows in MoSGrid, in: Proceedings of the International Workshop on Scientific Gateways 2013 (IWSG), 2013

• Richard Grunzke, Sebastian Breuers, Sandra Gesing, Sonja Herres-Pawlis, Martin Kruse, Dirk Blunk, Luis de la Garza, Lars Packschies, Patrick Schäfer, Charlotta Schärfe, Tobias Schlemmer, Thomas Steinke, Bernd Schuller, Ralph Müller-Pfefferkorn, René Jäkel, Wolfgang E. Nagel, Malcolm Atkinson and Jens Krüger, Standards-based Metadata Management for Molecular Simulations (2013), in: Concurrency and Computation: Practice and Experience

• Lars Packschies, Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Luis de la Garza, Ines Dos Santos Vieira, Gregor Fels, Sandra Gesing, Richard Grunzke, Sonja Herres-Pawlis, Oliver Kohlbacher, Jens Krüger, Martin Kruse, Ulrich Lang, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Tobias Schlemmer, Charlotta Schärfe, Thomas Steinke, Klaus-Dieter Warzecha and Andreas Zink, The MoSGrid-e-Science Gateway: Molecular Simulations in a Distributed Computing Environment (2013), in: Journal of Cheminformatics, 5(Suppl 1):03

• Sonja Herres-Pawlis, Ákos Balaskó, Georg Birkenheuer, Andre Brinkmann, Sandra Gesing, Richard Grunzke, Alexander Hoffmann, Peter Kacsuk, Jens Krüger, Lars Packschies, Gabor Terstyansky and Noam Weingarten, User-friendly workflows in quantum chemistry, in: Proceedings of the International Workshop on Scientific Gateways 2013 (IWSG), 2013

• Richard Grunzke, Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Sandra Gesing, Sonja Herres-Pawlis, Oliver Kohlbacher, Jens Krüger, Martin Kruse, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Bernd Schuller, Thomas Steinke and Andreas Zink, A Data Driven Science Gateway for Computational Workflows, in: UNICORE Summit 2012 Proceedings, pages 35-49, 2012

• Sandra Gesing, Sonja Herres-Pawlis, Georg Birkenheuer, Andre Brinkmann, Richard Grunzke, Péter Kacsuk, Oliver Kohlbacher, Miklos Kozlovszky, Jens Krüger, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer and Thomas Steinke, A Science Gateway Getting Ready for Serving the International Molecular Simulation Community, in: Proceedings of Science, 2012

• Sandra Gesing, Richard Grunzke, Jens Krüger, Georg Birkenheuer, Martin Wewior, Patrick Schäfer, Bernd Schuller, Johannes Schuster, Sonja Herres-Pawlis, Sebastian Breuers, Ákos Balaskó, Miklos Kozlovszky, Anna Szikszay Fabri, Lars Packschies, Peter Kacsuk, Dirk Blunk, Thomas Steinke, Andre Brinkmann, Gregor Fels, Ralph Müller-Pfefferkorn, René Jäkel and Oliver Kohlbacher, A Single Sign-On Infrastructure for Science Gateways on a Use Case for Structural Bioinformatics (2012), in: Journal of Grid Computing, 10:4(769-790)

• Tobias Schlemmer, Richard Grunzke, Sandra Gesing, Jens Krüger, Georg Birkenheuer, Ralph Müller-Pfefferkorn and Oliver Kohlbacher, Generic User Management for Science Gateways via Virtual Organizations, EGI Technical Forum 2012, Prague, Czech Republic, 2012

• Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Ines Dos Santos Vieira, Gregor Fels, Sandra Gesing, Richard Grunzke, Sonja Herres-Pawlis, Oliver Kohlbacher, Jens Krüger, Ulrich Lang, Lars Packschies, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Thomas Steinke, Klaus-Dieter Warzecha and Martin Wewior, MoSGrid: Efficient Data Management and a Standardized Data Exchange Format for Molecular Simulations in a Grid Environment, Journal of Cheminformatics 2012, 4(Suppl 1):P21, 2012

• Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Gregor Fels, Sandra Gesing, Richard Grunzke, Sonja Herres-Pawlis, Oliver Kohlbacher, Jens Krüger, Ulrich Lang, Lars Packschies, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Johannes Schuster, Thomas Steinke, Klaus-Dieter Warzecha and Martin Wewior, MoSGrid: Progress of Workflow driven Chemical Simulations, CEUR Workshop Proceedings, Cologne, Germany, 2012

  Sandra Gesing, Sonja Herres-Pawlis, Georg Birkenheuer, Andre Brinkmann, Richard Grunzke, Péter Kacsuk, Oliver Kohlbacher, Miklos Kozlovszky, Jens Krüger, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer and Thomas Steinke, The MoSGrid Community – From National to International Scale, Munich, EGI Community Forum 2012, 2012

• Sonja Herres-Pawlis, Georg Birkenheuer, Andre Brinkmann, Sandra Gesing, Richard Grunzke, René Jäkel, Oliver Kohlbacher, Jens Krüger and Ines Dos Santos Vieira, Workflow-enhanced conformational analysis of guanidine zinc complexes via a science gateway, Studies in Health Technology and Informatics, 175:142-151, IOS Press., 2012

• Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Ines Dos Santos Vieira, Gregor Fels, Sandra Gesing, Richard Grunzke, Sonja Herres-Pawlis, Oliver Kohlbacher, Jens Krüger, Ulrich Lang, Lars Packschies, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Hans-Günther Schmalz, Thomas Steinke, Klaus-Dieter Warzecha and Martin Wewior, A Molecular Simulation Grid as new tool for Computational Chemistry, Biology and Material Science, in: Journal of Cheminformatics 2011

• Sandra Gesing, Peter Kacsuk, Miklos Kozlovszky, Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Gregor Fels, Richard Grunzke, Sonja Herres-Pawlis, Jens Krüger, Lars Packschies, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Thomas Steinke, Anna Szikszay Fabri, Klaus Warzecha, Martin Wewior and Oliver Kohlbacher, A Science Gateway for Molecular Simulations (2011), in: EGI User Forum, Book of Abstracts(94-95)

• Sandra Gesing, Richard Grunzke, Ákos Balaskó, Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Gregor Fels, Sonja Herres-Pawlis, Peter Kacsuk, Miklos Kozlovszky, Jens Krüger, Lars Packschies, Patrick Schäfer, Bernd Schuller, Johannes Schuster, Thomas Steinke, Anna Szikszay Fabri, Martin Wewior, Ralph Müller-Pfefferkorn and Oliver Kohlbacher, Granular Security for a Science Gateway in Structural Bioinformatics, 2011

• Jens Krüger, Georg Birkenheuer, Dirk Blunk, Sebastian Breuers, Andre Brinkmann, Gregor Fels, Sandra Gesing, Richard Grunzke, Oliver Kohlbacher, N. Kruber, Ulrich Lang, Lars Packschies, Ralph Müller-Pfefferkorn, Patrick Schäfer, Hans-Günther Schmalz, Thomas Steinke, Klaus-Dieter Warzecha and Martin Wewior, Molecular simulation grid, Journal of Cheminformatics 2011, 3(Suppl 1):P14, 2011

• Sandra Gesing, I. Márton, Georg Birkenheuer, Bernd Schuller, Richard Grunzke, Jens Krüger, Sebastian Breuers, Dirk Blunk, Gregor Fels, Lars Packschies, Andre Brinkmann, Oliver Kohlbacher and Miklos Kozlovszky, Workflow Interoperability in a Grid Portal for Molecular Simulations, in: Proceedings of the International Workshop on Scientific Gateways 2010 (IWSG), pages 44-48, 2010