- 微服务设计:企业架构转型之道
- 任钢
- 7918字
- 2020-06-25 19:22:35
第1章 企业数字化概述
1.1 企业数字化转型
随着云计算、大数据、物联网、人工智能、5G移动互联网等新型技术的出现和应用,互联网时代的数字化浪潮扑面而来,传统企业面临着新的挑战和机遇。
企业是经济活动的主体,企业数字转型是产业数字化的基石,通过推动产业战略思维、组织架构、业务流程、商业模式、人才培养等全方位转型,驱动企业效率提升、产品增值、流程再造、生态构建、就业变革等,可以深刻改变企业的能力和价值主张,进而带动提升整个行业的运行效率,推动产业发展沿数字化、网络化、智能化路径加速转型。
企业数字化转型可以表现在下面几个方面。
业务方面:1)采用互联网思维实现企业内部端到端运营流程;2)企业的前台与后台紧密结合在一起。3)紧密围绕客户体验和需求,整合企业的运作、决策及服务模式;4)打通企业内部与外部信息化;5)使企业的运作、决策及服务紧密围绕客户价值和体验而进行;6)通过数字化的有机整合,为企业各个层级提供动态、及时信息,以支持企业各个层级做出最优决策。如图1-1所示。
图1-1 企业数字化的表现
技术方面:1)高度互联,即随时随地沟通;2)无限制的IT能力,包括计算能力和存储能力;3)混合云模式,公有云、私有云等相结合,轻松访问托管的软件和服务;4)数据采集点,通过传感器和移动设备激增,提供新的源源不断的信息流,以及大量的信息访问渠道;5)信息安全,支持用户安全地访问和使用重要信息,最小化内外部安全漏洞。
不同行业、不同企业和企业不同阶段的业务和流程差异非常大,数字化转型的具体路径也会有差别,但它们有一个共性,即数字化的企业架构,表现在3个方面:第一是行业与企业架构的结合程度;第二是数字化的投入方向;第三是数字化的企业IT架构。
第一,数字化企业架构与行业的结合深度可采用投资回报周期作为标准。投资回报周期过长或过短,都意味着数字化企业架构与行业结合比较松散。只有将行业前景与数字化企业IT系统及其业务系统进行良好融合,才能得到恰当的投资回报周期,实现高质量的数字化转型。
第二,在企业的数字化转型过程中,如果投入都被用在购买IT硬件产品等基础设施上,那说明这个企业的数字化转型还停留在基础层面;当投入被用在业务深度分析上时,才说明数字化转型已经达到比较高级的程度了。
第三,可以通过企业的IT架构来判断数字化转型的程度。企业数字化转型也是一个循序渐进的过程,主要包括以下阶段:第一阶段是单一应用时代;第二阶段是EAI集成时代;第三阶段是SOA时代;最后一个阶段是所谓的微服务时代,其代表内容包括云原生、DevOps、混合云、敏捷开发等。
1.2 企业数字化转型的步骤
企业数字化转型,要从企业整合运作、提升竞争力的角度出发,站在企业全局的高度,从理解企业所处行业、发展阶段、目标、战略、竞争环境等多方面入手,认清其核心能力及管理中存在的主要问题,在此基础上进行管控模式分析,提出关键业务流程的优化建议;确定总体的目标,提出需求报告;通过全面、客观的分析,根据企业的数字化需求及约束条件,提出实施方案;在项目的整个过程之中有针对性地对企业开展相关实践和培训,以奠定企业实施数字化的思想基础和技术基础,如图1-2所示。
图1-2 企业数字化转型的步骤图
企业数字化转型主要分4个阶段:
1.企业战略——评估和分析
通过访谈,了解企业所处行业、目标、发展阶段、战略、优势、劣势、信息化基础等,认清其核心竞争力,确定公司的战略,基于战略形成组织架构、流程框架、业务逻辑框架等,帮助企业发现和判断经营管理活动中最为紧迫的信息化需求和亟待解决的瓶颈问题。正确分析并找出问题是成功的前提,要真正把信息化工程从技术层面提升到管理和战略层面,提升企业的核心竞争力。
2.企业架构规划——提出整体解决方案
充分考虑企业的实际情况、现实约束、未来发展等方面的问题,从企业全局出发,遵循体系化和整体化思路,以企业架构为基础,覆盖企业整体的业务架构、应用架构、数据架构和技术架构,构建IT总体架构并形成IT治理架构规划,不拘泥于具体的产品或系统,为企业提供科学、合理、可行的个性化、专业化解决方案。
3.企业IT实施方案——企业如何去做
基于企业架构整体规划和IT战略,以支持企业战略实施需要为原则,构建IT项目并根据轻重缓急分阶段实施。分析、明确各阶段实施的前提条件、风险、投入及成效。推进IT项目的建设,指导IT投资和设计决策。
4.治理运维——企业如何去维护
阐明对一系列IT战略、资源和控制行为的监督、问责机制并确定决策权分布。具体来说,IT治理即通过相关决策权分布对投资、规划、预算、承诺、服务、主要变革、安全、隐私、业务连续性以及法律法规合规性进行授权控制和绩效度量,是对政策、实践、流程进行管理、规划和绩效评估的集合。
1.3 企业数字化转型的方法
企业数字化在各个阶段都需要一些方法来支撑,这些方法主要包括企业数字化评估方法、企业数字化规划方法、企业数字化实施方法和企业数字化治理方法。下面对该领域的常用方法进行说明。
1.3.1 企业数字化评估方法
企业数字化评估主要是对企业数字化工作的现状进行梳理、分析和评价,有3方面的作用:第一,对企业信息化实施的成果作出客观的反映;第二,为企业信息化的科学决策提供有力支撑;第三,为企业信息化的发展方向进行正确的引导。
国外的评估方法有信息系统(IS)成功模型、ERP评估体系、ABCD测评表等。
■ IS成功模型于1992年由美国研究人员提出,在信息化系统实施效果评估领域具有里程碑意义。该模型将信息化实施成功视为一个具有时间跨度和因果关系的过程,认为质量层面的指标既共同又相对独立地影响着用户满意度及系统使用指标,而用户满意度、系统使用之间又互相产生影响,分为积极的影响和消极的影响。用户满意与否和系统使用状况决定了对个人的影响,最终产生对组织的影响。
■ SAP公司与Benchmarking Partners的ERP评估体系主要利用关键成功类因素、事务处理类指标和项目驱动类因素三大类因素指标来对信息化建设进行评估。
■ ABCD测评表从控制与计划、战略规划、研发创新、人员素质与协作、全面质量管控、持续改进6个角度来对信息化系统实施效果进行评测。
■ 常见的评估理论还有Markus等人研究提出的评价阶段论,它分别从项目的标准、早期运营标准、长期收益3个角度去考评信息化系统实施效果。
根据对企业信息化系统实施效果评估方法的研究,目前国内最常用的方法包括主成分分析法、层次分析法、因子分析法、数据包络分析法、平衡计分卡、灰色聚类分析和模糊综合评判法等。
1.3.2 企业数字化规划方法
1.企业系统战略规划理论方法
简要介绍其中3种方法,分别是企业系统规划方法、战略数据规划方法、信息化战略工程方法。
■ 企业系统规划方法(Business System Planning,BSP)——由IBM在20世纪70年代提出,其从企业目标入手,逐步将企业目标转化为管理信息系统的目标和结构,从而更好地支持企业目标的实现。这是一种战略规划的结构化方法,通过这种方法可以确定未来信息系统的总体结构,明确系统的子系统组成和开发系统的先后顺序;对数据进行统一规划、管理和控制,明确各子系统之间的数据交换关系,保证信息的一致性。
■ 战略数据规划方法——这一概念是美国的詹姆斯· 马丁(James Martin)教授提出的,是指遵循数据库的规则,通过一系列步骤来建造组织的总体数据模型。该模型是按实体集群划分的、针对管理目标的、由若干个主题数据库概念模型构成的统一体。在实施过程中,既有集中式又有分布式,可以分期分批地进行企业数据库构造。主要步骤包括3步:1)进行业务分析,建立企业模型;2)进行数据分析,建立主题数据库;3)根据主题数据库和业务过程,进行子系统划分。
■ 信息化战略工程方法——要求企业战略的制定和实施都以高效、可靠的信息化为基础,从企业发展全局考虑,把企业作为一个有机整体,根据企业发展目标、经营策略和外部环境以及企业的管理体制和管理方法,用系统的、科学的、发展的观点对企业信息化进行系统的、科学的规划,从而为企业整体战略实施提供最大限度的信息保障。其建设思路包括:1)从企业战略实现角度出发;2)坚持理论研究成果与企业实际相结合;3)重视企业信息化的内外部环境;4)总体规划、分步实施;5)强调内外合作策略;6)尽量保护已有投资。
2.企业架构规划理论相关方法
企业架构(Enterprise Architecture)是国际上先进的信息化架构规划框架模型。经过30多年的持续发展,企业架构理论已经形成了一套比较系统的理论和方法体系,架构演进为两个主要的方向:以Zachman框架为基础发展演进的EAP、FEAF、TEAF等架构,和以ISO/IEC14252为基础发展演进的TAFIM、DoDTRM、C4ISR、DoD-AF、TOGAF等架构。目前,两个方向的多种架构在定义、组成和实施等方面趋于相同,已经逐渐相互融合。下面进行简单介绍。
■ Zachman架构——20世纪80年代中期由IBM的John Zachman率先提出的概念。Zachman架构从信息、流程、网络、人员、时间、基本原理等6个透视角度来分析企业。该理论提供了与这些视角相对应的6个模型,包括语义、概念、逻辑、物理、构件和功能等。企业架构的核心目标是保持拟设计的信息系统与其业务的动态一致性,包括业务架构和IT架构。
■ FEAF(Federal Enterprise Architecture Framework)——FEAF是美国联邦政府CIO委员会在1999年的研究报告中提到的“联邦政府组织架构框架”。联邦企业体系结构(FEA)计划确定了联邦政府可以简化流程、降低成本,并跨机构和业务线共享信息和资源。FEA由管理和预算办公室开发,是一个商业驱动框架,可提供更加以公民为中心、注重成果和以市场为基础的服务。
■ TOGAF(The Open Group Architecture Framework)——TOGAF是Open Group开发的一个总体框架理论,目前发展已经较为成熟。TOGAF基于4个相互关联的专业领域描述组织逻辑和物理数据资产结构以及相关数据管理资源。应用程序体系结构为要部署的各个系统提供蓝图、应用程序系统之间的交互以及与组织的核心业务流程之间的关系,其中服务的框架将作为集成的业务功能,技术体系结构描述支持部署核心关键任务应用程序所需的硬件、软件和网络基础架构。TOGAF的核心是应用体系结构开发方法(ADM)。ADM可以根据组织的需求量身定做,然后用于管理架构计划活动的执行。该过程是迭代和循环的,每个步骤都会检查需求。
■ 军队指挥体系总体框架(DoDAF/C4ISR)——DoDAF借鉴了美国国防部总体架构的基本原则,以3种协调的角度定义整个与国防有关的信息系统总体架构,目的是确保各个指挥组织、服务提供和各个部门的系统和架构描述是一致且协调的。DoDAF定义了26个架构产品,由全局、运行作战、系统和技术标准组成。各种架构相互融合,具体应用时需针对具体应用场景,开发具有自身特点的架构标准框架和方法。
■ Gartner方法——Gartner既不提供企业架构内容的分类法,也不提供企业架构的建设过程指南,其将企业架构看成一个动态的过程,企业架构建设的起点应该是对企业发展方向的明确,一个成功的企业架构应该能将业务拥有者、信息专家和技术实现者联系起来,并为他们提供一个统一的针对企业现状和发展方向的愿景。
1.3.3 企业数字化实施方法
企业数字化实施方法与企业架构的分析、设计和实施内容都相关,下面列举其中主要的3种方法。
■ 结构化方法(Structured Approach)——结构化方法也称生命周期法,结构化最早是描述结构化程序设计方法的,它用3种基本逻辑结构来编程。将整个信息系统开发过程划分为6个独立的阶段,包括系统分析、程序设计、系统测试、运行、维护以及系统评估。这6个阶段构成了信息系统的生命周期。结构化方法不仅提高了编程效率和程序清晰度,而且大大提高了程序的可读性、可测试性、可修改性和可维护性。后来,结构化程序设计思想被引入MIS开发领域,逐步发展成结构化系统分析与设计方法。结构化方法按软件生命周期划分,有结构化分析(SA)、结构化设计(SD)、结构化实现(SP)3种。结构化方法的基本要点是自顶向下、逐步求精、模块化设计、结构化编码。具体来说,结构化分析方法是以自顶向下、逐步求精为基点,以一系列经过实践考验的正确的原理和技术为支撑,以数据流图、数据字典、结构化语言、判定表、判定树等图形表达为主要手段,强调开发方法的结构合理性和系统结构合理性的软件分析方法。
■ 面向对象(Object-Oriented,OO)方法——面向对象方法是一种把面向对象的思想应用于软件开发过程中,指导开发活动的系统方法。面向对象方法遵循一般认知方法学的基本概念——即有关演绎——(从一般到特殊)和归纳——(从特殊到一般)的完整理论和方法体系来建立基础。所谓面向对象就是基于对象概念,以对象为中心,以类和继承为构造机制,来认识、理解、刻画客观世界和设计、构建相应的软件系统。该方法包括面向对象的分析(Object Oriented Analysis,OOA)、面向对象的设计(Object Oriented Analysis,OOD)和面向对象的实现(Object Oriented Implementation,OOI)。
■ 面向服务架构方法(Service-Oriented Architecture,SOA)是一种粗粒度、松耦合服务架构,服务之间通过简单、精确定义接口进行通信,不涉及底层编程接口和通信模型。SOA实施方法站在一个新的高度理解企业级架构中各种组件的开发、部署形式,将帮助企业系统架构者更迅速、更可靠、更具重用性地架构整个业务系统。较之以往,以SOA架构的系统能够更加从容地面对业务的急剧变化。实施SOA的关键目标是实现企业IT资产的最大化作用。要实现这一目标,就要在实施SOA的过程中牢记以下特征:可从企业外部访问;随时可用;粗粒度的服务接口分级;松散耦合;可重用的服务;服务接口设计管理;标准化的服务接口;支持各种消息模式;精确定义的服务契约等。
1.3.4 企业数字化治理方法
自从人们提出IT治理以来,世界各国专家组织投入了极大的精力去研究IT治理的模型,在IT治理领域已经有几种较为成熟的治理模型,如信息及相关技术的控制目标(Controlled Objectives for Information and related Technology,COBIT)模型、信息技术基础架构库(Information Technology Infrastructure Library,ITIL)模型、ISO 27001模型等。以下对上述模型进行介绍。
■ COBIT模型——COBIT模型是信息系统审计和控制协会(ISACA)制定的面向过程的信息系统审计和评价的标准。对信息化建设成果的评价,按照系统属性可以划分为若干方面,例如对最终成果评价、对建设过程评价、对系统架构评价等。COBIT是一个基于IT治理概念的、面向IT建设过程的IT治理实现指南和审计标准,也是一个典型的按照西方思维方法取得的研究成果,即分析事实、提炼模型,并将IT过程、IT资源及信息与企业的策略和目标联系起来,形成一个三维体系结构。
■ ITIL模型——ITIL由英国政府部门中央计算和电信局(Central Computing and Telecommunications Agency,CCTA)在20世纪80年代末制定,现由英国商务部负责管理,主要适用于IT服务管理(ITSM)。ITIL为企业的IT服务管理实践提供了一个客观、严谨、可量化的标准和规范,企业的IT部门和最终用户可以根据自己的能力和需求定义所要求的不同服务水平,参考ITIL来规划和制定其IT基础架构及服务管理,从而确保IT服务管理为企业的业务运作提供更好的支持。ITIL作为IT服务的一个管理框架,其核心的流程就是提供优质的“服务管理”,是一个负责持续管理、交付和支持服务的技术。
■ ISO/IEC38500标准——2008年4月,ISO/IEC正式发布IT治理标准ISO/IEC 38500,它可以用于任何规模的组织,包括公/私有性质的公司、政府机构以及非营利组织。这一标准提供了一个IT治理的框架,以协助组织高层管理者理解并履行他们对于其组织IT使用的既定职责,实现IT治理的有效性、可用性及效率。ISO/IEC 38500提出了IT治理的EDM模型,其与管理者使用的典型PDCA模型稍有不同。在这一模型中,管理者依据业务压力、监管责任、利益相关者期望及业务需求来监督、评估和组织的IT使用,而后指导实施政策方针以弥补差距。ISO/IEC38500给出了IT治理的基本、原则性建议,定义了组织开展IT治理的6个基本原则,并结合EDM模型的应用,形成了IT治理的相关任务和要求。
1.4 企业架构概述
1.4.1 企业架构概念
企业架构(Enterprise Architecture,EA)的定义在概念上没有统一标准。国内外很多专家学者从不同角度都做过探讨和分析。其中代表性的是约翰·扎科曼(John Zachman)在其1987年出版的书籍《信息系统架构框架》中提出的企业架构理论,这是目前被广泛实践和认可的有关企业架构的权威理论。Zachman框架在1996年被《克林格-科思法案》(Clinger-Cohen Act)做了进一步的延伸。它将企业架构定义为一个集成的框架,用于演进或维护已存在的信息技术和引入新的信息技术,以实现组织的战略目标和信息资源管理目标。另外,微软、IBM和国际化开发组织都有自己的定义和研究。
微软认为,企业架构是一个公司的核心业务流程和IT能力的组织逻辑,通过一组原理、政策和技术选择来获得,以实现公司运营模型的业务标准化和集成需求。
IBM的观点为,企业架构是记录企业内所有信息系统及其相互关系,以及它们如何完成企业使命的蓝图。
国际化开发组织(The Open Group)的定义为,企业架构是对所有构成企业的不同企业元素,以及这些元素怎样相互关联的理解。
尽管企业架构的描述各不相同,但有一点是可以明确的即企业架构是企业的战略组成部分,旨在帮助企业有效地组织资源和完成IT战略规划。企业架构的整体组成如图1-3所示。
图1-3 企业架构的整体组成图
一个企业架构具有3个方面的含义:
第一,企业架构是一个描述工具。企业架构为组织中的所有干系人提供了一种描述手段(模板),使其可以对组织中的业务、信息系统及其之间的关系按照各自的视角进行描述。而且由于使用统一的语言进行描述,所有干系人之间也有了无障碍沟通的基础,而这也正是企业架构最重要的作用。
第二,企业架构是一个知识库。企业架构为组织中所有参与者提供的针对企业架构各方面的描述形成了一个分类管理、便于访问的知识库和信息资源库。
第三,企业架构是一个系统过程。为了使组织内信息技术与业务的需求、变化相适应,企业架构提供了一套实施准则和管理策略。
根据ANSI/IEEE-1471-2000标准中的定义,架构(Architecture)是系统的基本组织,包括其组成部分、相互关系和环境,以及指导其设计和演化的原则。
按照这个原则,可以将企业架构定义为:企业架构涉及的系统是整个企业,特别是企业的业务流程、技术和信息系统。企业架构是一个系统过程,它表达了企业的关键业务、信息、应用和技术战略以及它们对业务功能和流程的影响,是对企业多层面、多角度的建构和描述,主要包括业务架构、应用架构、数据架构和IT架构。企业架构是承接企业战略与IT系统的桥梁与标准接口框架。
1.4.2 TOGAF框架
有很多不同类型的企业架构框架方法,TOGAF框架是众多企业架构框架理论中的一种。TOGAF通用性较强,完整性和实用性都比较高,为一个企业或组织对于企业架构的接受、创建、使用和维护提供了一系列辅助方法和工具。同时TOGAF还是一个基于迭代过程模型的企业架构框架理论,作为支持该过程模型的重要基石,TOGAF包括了各种最佳实践,以及一系列可重用的现有企业资产。简而言之,TOGAF是一种协助发展、验收、运行、使用和维护架构的工具,可帮助企业设计、评估并建立机构的正确架构,内容涵盖了企业架构生命周期中的方方面面,所以现阶段的企业架构咨询中经常使用TOGAF框架为客户进行架构规划。TOAGF架构框架的内容如图1-4所示。
图1-4 TOAGF架构框架的内容
从图中我们可以看出,TOGAF的内容被分为3个主要部分:
第一部分是架构原则,愿景和需求。其覆盖的内容有战略、业务原则、业务目标、驱动力和利益相关者等。
第二部分是架构的3个组成部分,分别是业务架构、信息系统架构和技术架构。
第三部分是架构的实施。从实施内容来看,涉及机会、解决方案、架构契约和迁徙规划。从过程来看有架构实施和架构治理两个阶段。
1.5 本章小结
本章主要讲述了企业数字化的基本情况,共4个部分内容。
■ 首先说明企业数字化转型的内容和方式,包括业务的转型和技术层面上的转型。数字化转型的具体路径也有3种。
■ 其次说明企业数字化转型的步骤,主要有4步:1)企业战略——评估和分析;2)企业架构规划——提出整体解决方案;3)企业IT实施方案——告诉企业如何去做;4)治理运维——告诉企业如何去维护。
■ 再次说明企业数字化转型的方法。按照各个阶段分为企业数字化评估方法、规划方法、实施方法和治理方法。
■ 最后概述企业架构,主要阐述了企业架构的概念和TOGAF框架内容。企业架构没有一个统一的标准,但有一些共性的特征。TOGAF框架是企业架构框架中比较有代表性的框架,可以独立应用,也可以根据企业具体情况有选择地使用。