服务导向的资讯系统整合与绿能 IT

政策新知52研考雙月刊第34卷第4期2010.8李筱瑜《行政院國家科學委員會資訊中心主任》服務導向的資訊系統整合與 綠能IT －以國科會與所屬各科學園區為案例壹、前言多年來我國政府致力於推動「電子化政府」資訊建設，各行政機關均已建置有良好的資訊系統。然由於資訊科技快速進步，為了提升系統效益與效率，政府推動資訊改造政策，積極規劃新一代整合型資訊服務平台，朝向簡單化、標準化、模組化及整合優先的目標。依據行政院研考會（以下簡稱研考會）「各國政府GreenICT政策分析」報告中指出（註1），政府機關作為全國最大的資訊科技應用單位，其所具有的各項資訊基礎設施與設備已成為能源消耗以及二氧化碳排放的大宗，如何因應當前永續經營性與節能減碳的政策，並在不減損服務民眾品質下使政府資訊應用綠能化，實為各國政府當前資訊政策的最大課題。因而「虛擬化系統」的概念以及「共用性資訊服務元件」的整合與應用，也就隨著「綠能IT」的推廣，開始受到大家的重視（註2）。因此行政院國科會（以下簡稱國科會）於97年起配合「電子化政府」政策的推動，開始導入資訊業務系統整合之先期作業，進行國科會暨所屬機關之SOA服務平台建置計畫。以「資訊整合」與「共同性行政服務元件」為規劃方向，並考量國科會未來的環境與服務範圍擴展，採行具體可行的資訊科技以及綠能IT等政策，建置一套完整的資料中介與服務管理平台，並且提供一套基於SOA標準的完整架構，讓開發人員可將共享式服務部署至此架構平台，作為未來國科會開發新系統與整合舊系統之依據。貳、資訊改造與綠能IT一、電子化政府概述與共享服務目標行政院於民國86年起全面實施「電子化／網路化政府中程推動計畫」，透過各機關的通力合作，順利完成階段性的基礎建設任務。後續為推動電子化政府建設，研考會於90年4月研訂「電子化政府推動方案」提報行政院，於90年4月11日第2729次院會通過實服務導向的資訊系統整合與綠能IT以國科會與所屬各科學園區為案例53施；民國90年8月21日行政院召開第11次產業科技策略會議（EmergingIndustrialTechnologyStrategyReviewBoardMeeting，簡稱SRB），由研考會報告「電子化政府推動方案」揭示「充分運用資訊與通信科技，支援政府再造，提高行政效率，創新政府服務，提升便民服務品質」之電子化政府發展願景（註3、註4）。「資訊整合」與「共享服務（SharedService）」被定位為國內推動電子化政府建設中共同的議題與目標。「資訊整合」主要定位在將同一功能性系統由上到下的「縱向整合」，以及跨系統之間的「橫向整合」，期能藉由資訊整合減少資訊重複性以及提高資料與服務的品質；另外在「共享服務」議題上，藉由拆解（decoupling）作業流程的服務元素，在整體架構規劃下重新定義整個服務元件（Servicecomponents），透過統一的規範與標準，達到資料與邏輯運算服務共享的目的，期能設計出合乎「簡化」、「標準化」、「模組化」、「系統化」等整體性資訊發展架構。而「共享服務」最著名的案例之一，即Google所提供的搜尋共享服務。Google的智慧型資訊檢索引擎使得Google成為全世界最佳的知識與參考來源，任何一個網站開發者想要快速整合並且提供客戶一個簡易方便的搜尋服務，均可透過整合Google公司提供之一組標準訊息交換介面（API），將Google的搜尋功能整合於使用者開發的網頁系統中即可，至於這背後Google如何蒐集與維護資料、如何提供搜尋、採用何種技術架構、機房與系統維運的管理問題等，就完全不需考慮了。二、節能減碳與SOA共用服務依據研究公益團體CarbonTrust估計，辦公室設備消耗的能源量約佔全辦公室的15%，且至2020年預估更將增至30%。而其中電腦又佔辦公室設備能源使用量的2/3。據美國環保署統計，資料中心／機房一年所耗用的能源佔美國全國能源使用量的1.5%。辦公室大樓若設有機房／資料中心，該機房／資料中心使用的能源量佔該大樓能源的35%。經由這些數據分析顯示，IT確實為能源耗用的來源之一。但如能透過e化的政府服務，引導民眾透過線上申辦的資訊作業方式，減少往返公務機關申辦的交通，以及案件處理所需的各項紙張耗用，在有形與無形中對節約能源亦能有極大的助益。這方面國科會早就自89年起即逐步將其每年龐大的學術補助獎勵業務改採無紙化線上申辦方式來處理。另一方面國科會更參酌世界各國電子化政府發展經驗、資訊科技發展趨勢、配合政府組織再造，並引用美、加各國聯邦企業架構（FederalEnterpriseArchitecture,FEA）的「兼顧各系統自主性與整體架構整合性」之精神，自97年起規劃以WebService為基礎，以服務導向架構（ServiceOrientedArchitecture,SOA）為骨幹的共同性資訊系統最適架構。SOA本身並非新的概念，它是一種IT策略，透過良好定義的介面及服務合約來連結不同的應用服務，支援商業流程，把包含在各種企業應用中的功能組織成互相可操作的標準化服務，而這些政策新知54研考雙月刊第34卷第4期2010.8服務又可以迅速組合和重複使用以滿足業務需求（註5）。同時，運用SOA開發模型，它能夠改善系統功能、提昇系統之穩定性、降低開發成本等效益（註6）。W3C與OASIS（OrganizationfortheAdvancementofStructuredInformationStandards）等網際網路國際標準組織也相繼正式推薦包括SOAP（SimpleObjectAccessProtocol）、UDDI（UniversalDiscovery,DetectionandIntegration）、WSDL（WebServiceDescriptionLanguage）、SemanticWeb等資訊整合與交換標準，構成了WebService以及SOA架構，為跨平台資訊整合與交換邁進一大步（註7至註10）。基本上在WebService的模式中，服務消費者變為主動，服務提供者變為被動，任何時間服務消費者需要資料時就可以即時的享受服務提供者的服務。此外，WebService也將單純的「資訊服務」提升到了「資訊與運算服務」的層次。服務消費者完全無須了解服務提供者是在那一個作業平台上執行，用什麼程式語言，以及用哪一種演算法，所有服務完全透通運作。而共享服務可以降低重覆性運算程式的開發成本，而且在同一種服務共享下服務品質更趨一致。綜觀來看，國科會不但在資訊系統全面採用「無紙」來取代「有紙」之作業方式，綠化IT，減少能源的耗用；另一方面，更積極在資訊架構上採行SOA思維模式進行共用性服務元件的建置，提供「共用共享之服務平台」，已達資訊系統快速整合與開發的多重優勢，直接對節能減碳具有正面的貢獻。叁、服務導向架構整合規劃國科會肩負推動全國整體科技發展、支援學術研究及發展科學工業園區3大主要任務。對外服務相關的業務往來方式由較早期的紙本申請書、磁片方式提供申請，到目前配合網際網路新技術之引進，改良成為網路線上申請；同時內部亦逐步、逐年建構輔助相關內部管理業務作業的相關系統，自申請資料送交起，歷經審查、核定、執行、至結案為止，皆提供相關承辦單位執行各階段作業所需之資訊服務，並與其他相關資訊系統進行資料整合。然肇因外在環境的變化快速及面對服務對象的逐年快速增加，支援科技發展的形式及對政府科技公眾服務的祈求日新月異，造成對內外的服務整合與整體服務能量之不足。建置服務導向共用性資訊平台服務導向架構由一些各自獨立而能重覆使用的服務所構成，可相互組合成複合式應用與服務基礎架構，因此導入服務導向架構的成功有賴於實踐重覆使用的文化，隨著服務目錄愈來愈完整健全，未來需要開發的新程式碼與服務基礎架構的調整就會愈來愈少，維護成本逐漸降低，而投資報酬率也將穩定大幅成長。透過導入服務導向架構，資訊架構的調整使原本共用的模式由元件進化為服務，突破資訊系統的侷限與藩籬，由服務導向架構平台提供各資訊系統所需要的共用服務。當資訊系統需要時，服務導向架構平台所提供的共用服務即可服務導向的資訊系統整合與綠能IT以國科會與所屬各科學園區為案例55如積木般地被重組及重複運用，才能即時提供滿足業務單位的業務需求與保持資訊架構營運與支援的彈性。服務導向架構為國科會及所屬各科學園區管理局帶來的不僅是極大的資訊架構彈性，更透過開放性標準去整合既有的資訊系統來保障過去、現在和未來的投資。對於國科會暨所屬機關之行政與業務資訊系統之目前的整體資訊結構、資訊功能的提供形式，需要以服務導向的思維、方法與工具，推動服務導向的資訊再造、重新解構與重新組合，同時更必須兼顧與完整考量未來服務導向應用系統對內外服務的系統功能性、系統效能性、系統承載性、系統可用性、系統實用性、系統安全性、資料互通性、交易完整性及資料一致性，擷取規劃及建置以形成服務導向平台（Service-OrientedPlatform）機制、基礎的服務元件（ServiceComponent）與其相關的管理中心（ManagementCenter），並據以調和學術相關服務的標準化作業，作為未來學術相關服務導向應用系統推展之施行藍圖與其他相關服務推動建置之基底。具體執行與規劃項目包括了規劃訊息交換的架構與標準，定義資料交換格式，並建置訊息管理服務。規劃建置整合國科會與各科學園區管理局資訊共享服務需求，包含組織資訊、人員資訊、差勤資訊、假日資訊、銀行資訊等訊息。規劃建置國科會與各科學園區管理局共用性基礎功能服務，包含帳號權限管理、電子憑證基礎服務、單一入口網（含單一簽入驗證、待辦事項資訊、差勤資訊、假日資訊及銀行資訊）及流程管理服務。規劃建置國科會學術業務資訊共享服務需求，包含待辦事項資訊、簽核與流程控管資訊、大專院校及研究機構資訊及與國科會往來國家資訊。並且規劃建置國科會學術業務共用性基礎功能服務，包含簽核與流程服務管理、中文碼轉換與罕用字顯示、大專院校及研究機構帳號權限管理、電子憑證發放管理及單一簽入驗證管理等服務。圖1是國科會以5年為目標所規劃適用於國科會與各科學園區管理局之SOA架構設計概念圖。肆、導入案例與經驗分享一、國科會專題計畫導入案例以「專題計畫管理系統」為例，傳統的作法首先是訪談業務服務流程，接著系統開發人員將相關的輸入輸出表單、判斷邏輯、管理機制整套包裹成為一個獨立的應用系統（如圖2）。政策新知圖2.服務流程轉換為應用系統示意圖研考雙月刊第34卷第4期2010.856應用服務層訊息整合層訊息交換層基礎元件層共用資料層新　服　務…新　服　務科學園區共用平台分享平台學習平台核心作業輔助工具核心作業流程平台國際版…立院版廠商版公眾版服務平台工作平台分享平台INTRANETINTRANETEXTRANET資料採礦知識採擷與分類XMLTCP/IPSOAP資料庫知識庫訊息庫文件庫整合服務註冊服務認證授權目錄服務單一簽入平台管理電子支付中文轉碼簽核管理流程管理電子憑證電子表單網頁管理報表管理資訊安全元件資料擷取元件管理元件作業服務元件圖1.SOA架構設計概念圖服務流程應用系統服務導向的資訊系統整合與綠能IT以國科會與所屬各科學園區為案例如果進一步分解上述之應用系統，可以發現，基本上，這些模組可以分成幾大類：資料輸入、資料檢查、資料查詢、資料維護、統計分析…等，所以，一些共用性的模組就可以抽離出來（如圖3）。在完成架構規劃後則可以進行功能細部的設計，將服務元件搭配管理系統完成一個或是數個具有SOA精神的應用資訊系統共用服務平台（如圖4）。其中包括3個主要核心服務系統：（一）「組織資訊服務系統」負責組織資訊維護、單一登入管理與應用系統授權之共用服務。（二）「簽核流程服務系統」提供了標準化的表單簽核流程底層之工作流程引擎（Workflow），與流程描述定義管理以及簽核狀態監控與管理之作業平台。（三）「共用資訊服務系統」國科會相關業務系統使用之共用資訊與共用代碼，例如機關代碼、系統代碼等，全面性建置為共用性資訊服務以利於各應用系統使用與統一管理。同時提供訊息通知