Economic Impact of HEMOS-Cloud Services for M&S Support

Cloud computing is a computing paradigm in which users can utilize computing resources in a pay-as-you-go manner. In a cloud system, resources can be dynamically scaled up and down to the user's on-demand so that the total cost of ownership can be reduced. The Modeling and Simulation (M&S) technology is a renowned simulation-based method to obtain engineering analysis and results through CAE software without actual experimental action. In general, M&S technology is utilized in Finite Element Analysis (FEA), Computational Fluid Dynamics (CFD), Multibody dynamics (MBD), and optimization fields. The work procedure through M&S is divided into pre-processing, analysis, and post-processing steps. The pre/post-processing are GPU-intensive job that consists of 3D modeling jobs via CAE software, whereas analysis is CPU or GPU intensive. Because a general-purpose desktop needs plenty of time to analyze complicated 3D models, CAE software requires a high-end CPU and GPU-based workstation that can work fluently. In other words, for executing M&S, it is absolutely required to utilize high-performance computing resources. To mitigate the cost issue from equipping such tremendous computing resources, we propose HEMOS-Cloud service, an integrated cloud and cluster computing environment. The HEMOS-Cloud service provides CAE software and computing resources to users who want to experience M&S in business sectors or academics. In this paper, the economic ripple effect of HEMOS-Cloud service was analyzed by using industry-related analysis. The estimated results of using the experts-guided coefficients are the production inducement effect of KRW 7.4 billion, the value-added effect of KRW 4.1 billion, and the employment-inducing effect of 50 persons per KRW 1 billion.

M&S 지원을 위한 HEMOS-Cloud 서비스의 경제적 효과

클라우드 컴퓨팅은 서비스 사용자 요구에 따라 컴퓨팅 자원을 임대하여 사용하는 컴퓨팅 패러다임이다. 클라우드 컴퓨팅에서 컴퓨팅 자원은 사용자의 서비스 수요에 따라 컴퓨팅 자원을 확장 또는 축소가 가능하여 전체 서비스 비용 절감 효과를 가질 수 있다. 그리고, M&S (Modeling and Simulation) 기술은 컴퓨팅 자원과 CAE 소프트웨어를 통해 엔지니어링 분석 작업 결과를 얻어, 실제 실험 결과가 없이 제품의 상태를 시뮬레이션을 수행하여 분석하는 방법이다. M&S 기술은 FEA(Finite Element Analysis), CFD(Computational Fluid Dynamics), MBD(Multibody Dynamics) 및 최적화 분야에서 활용된다. M&S 통한 작업 절차는 전처리, 해석, 후처리 단계로 구분된다. CAE 소트프웨어를 통한 3D 모델링 작업인 전/후처리는 GPU 연산이 집약적이며, 3D 모델 해석은 CPU 또는 GPU 연산이 요구된다. 일반적인 개인 데스크톱에서 복잡한 3D 모델을 해석하는 시간이 많이 소요된다. 결과적으로, M&S를 원활하게 수행하기 위해서는 고성능 컴퓨팅 자원이 요구된다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 통합 클라우드 및 클러스터 컴퓨팅 환경인 HEMOS-Cloud 서비스를 제안한다. 제안한 클라우드 기반 방식에서는 M&S에 필요한 전/후처리 및 솔버 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 구성했다. 이 시스템에서 전/후처리는 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)에서 수행되고 해석은 클러스터 환경에서 수행된다. 각 용도에 맞게 서로 다른 환경에서 분리하여 컴퓨팅 자원 간에 간섭을 최소화했다. HEMOS-Cloud 서비스는 기업 또는 학교에서 M&S의 경험이 필요로 하는 사용자에게 CAE 소프트웨어와 컴퓨팅 자원을 제공한다. 본 논문에서는 HEMOS-Cloud 서비스의 경제적 파급효과를 산업연관분석을 활용하여 분석했다. 전문가의 의견을 반영하여 조정된 계수를 통한 분석 결과는 생산유발효과 74억원, 부가가치유발효과 41억원, 취업자유발효과 10억원당 50명으로 분석되었다.