凡是论斤卖而不是论个卖的产品，都可以用Mole-8.5系统来模拟和预测它的运行和反应过程，从而大大降低研发时间和经费

在位于北京中关村的中科院过程工程研究所里，有一个虚拟过程工程平台，它正致力于把从实验室到工厂、从分子级到吨级的跨尺度的产品研发过程，用超级计算机逼真地模拟出来，大大降低研发时间和经费。

“简单来讲，凡是论斤卖而不是论个卖的产品，都与过程工程密切相关，可以用我们的‘多尺度离散模拟’系统来模拟和预测它的运行和反应过程。”研究员葛蔚向记者介绍这个系统时自豪地说，该系统曾完成了世界上第一个完整流感病毒的原子级模拟，让病毒在计算机里“存活”了一个纳秒，达到世界最高水平，“未来的疫苗开发可以借助虚拟实验来进行”；这个系统还完成了全球最大规模的气固系统直接数值模拟，将模拟规模从原来的百个颗粒量级提升到百万颗粒量级。

这个系统的全称是“高效能低成本多尺度离散模拟超级计算应用系统”。它根据过程所提出的EMMS模拟范式建立，被命名为Mole-8.5系统，属于国家重大科研装备研制项目。该项目于2009年1月启动，2010年11月正式通过验收，由于应用需求迫切，项目在建设过程中就已经开始承担国家重大专项、国家科技支撑计划及国家自然科学基金重大基金项目中的重要计算任务。

“我们为中石化的清洁汽油生产工艺、宝钢的钢渣处理和下一代炼钢工艺等提供模拟计算支持。”葛蔚表示，Mole-8.5系统已开展的应用相当广阔。“现在的主要合作模式是企业委托咨询，他们提出问题，我们用EMMS范式来实现。”

例如，过程所通过此系统对宝钢的矿石磁力分选工艺进行优化，就达到了单机年增效益800万元左右的良好效果。

EMMS范式能应用于多学科研究，而它本身也是多学科合作的成果，研发团队的主力是化工和过程工程的专家，还集合了计算机和数学专业的学者。

中科院过程所从1984年开始就致力于用多尺度方法研究气固两相系统，逐步发展成极值型多尺度方法。这是EMMS范式的理论基础。随后，他们在推广应用极值型多尺度方法的思想和用离散方法证明不同系统稳定性条件的过程中，逐步认识到多尺度和离散化是很多工程问题的共性，自此致力于建立针对这一共性的计算模拟方法和软件，并设计相应计算机系统，从而形成了EMMS范式。

“别人是先有硬件再有软件，我们是反过来，先有软件再做硬件设计。”葛蔚表示，过程所利用数十年的理论研究基础建立了自己的算法框架和模拟软件，由于传统计算机不适合运行多尺度离散模拟软件，他们就从软件出发设计硬件，于2010年建成双精度千万亿级的超级计算机系统Mole-8.5，并在与企业的合作中开发出多种细分的应用软件。

EMMS范式的研发人员需要花费很多时间编软件、搭硬件，往往没多少时间写论文，会影响自身的职称评定，但他们都坚持了下来。过程所副研究员孟凡勇说：“我们在做一件有意义的事情，这件事情会在历史上留下脚印。”

从提出基本概念，到形成新的EMMS范式，该系统凝聚了过程所4代科研工作者30年的智慧与汗水。去年逝世的过程所名誉所长郭慕孙院士曾经题写过一幅大字——“注重积累，追求卓越，瞄准前沿，服务需求”，这正是EMMS范式研发团队的精神写照。

（以上图文均由本报记者佘惠敏采写、摄影）