Integrace

Technologie dnes udávají našemu konání směr, který žene lidstvo kupředu, a to stále větší rychlostí. Kdo chce v tomto zrychlujícím se světě obstát, musí se snažit si zajistit konkurenční výhodu. 

Z pohledu podniků, které řeší digitální transformaci je a bude situace stále náročnější, jelikož IT systémy nyní musí podporovat propojení stále většího počtu různých informačních systémů. Tím tak vytváří systém systémů.

Systémy systémů jsou vytvářeny za účelem vytvoření větší přidané hodnoty, než kdyby byly použity jednotlivé systémy samostatně. V těchto systémech systémů jsou však složitá propojení, abychom docílily toho, že data budou zpracována do informací a informace do znalostí, které nám umožní se správně rozhodovat. Integrace systémů tak bude pořád na vzestupu.

Integrování velkého množství systémů, a tedy vytvoření systému systémů (a tedy i internetu věcí), je složitý problém, který vyžaduje velké úsilí. Při budování systémů patří často náklady, které jsou spojeny s integrací, mezi největší položky.

Důvody pro vysoké náklady na integraci mohou být různé a lze k nim zařadit například:

  • výběr špatného architekturního přístupu k integraci (např. bod-bod),
  • zvolení nevhodného přístupu k výměně dat a informací (např. výměnou souborů přes FTP),
  • nevhodně navržený datový model,
  • uzavřená nebo špatně dokumentovaná rozhraní,
  • a další.

Všechny uvedené důvody (ale i další) ztěžují (a tedy zvyšují cenu) nejen integraci jednotlivých systémů navzájem, ale i rozšiřitelnost systému a jeho správu. V případě, že náklady na rozšíření, správu, provoz nebo udržení systému přesáhnou určitou mez, je takový systém předurčen k nahrazení systémem novým (podobným příkladem může být třeba osobní automobil, kdy je již údržba a provoz v určitém okamžiku prostě neekonomická).

S rostoucím počtem takových systémů dochází k tomu, že systémy, které tato data zpracovávají, již nedokáží komunikovat efektivně mezi sebou, a i v rámci těchto informačních systémů může být komunikace a zpracování dat často problémové v závislosti na použitém integračním řešení.

Z pohledu IoT, které je založeno na získávání a zpracování dat, je integrace systémů základním předpokladem pro vytvoření systému systémů. Je to z toho důvodu, že je potřeba zpracovávat různá data, často ve velkých objemech, umožnit nad těmito daty provádět analýzy, a to v reálném čase a v rámci bezpečného řešení.

Standardizováním protokolů pro výměnu dat a zejména pak datových modelů bude umožněno interoperabilní horizontální propojení mezi systémy a tím zkrácení času pro integraci systémů. A to je vize IoT, které se bude lidstvo snažit dosáhnout.

Definice pojmů týkající se integrace systémů

Jak tedy chápat některé pojmy, které se týkají integrace.

Integrace

Integrace je kontinuální proces vzájemného propojování různých výpočetních systémů a softwarových aplikací a dat, aby poté výsledný systém pracoval jako jeden celek.

  • Datová integrace: proces slučování dat z různých zdrojů do smysluplné a hodnotné informace.
  • Integrace aplikací/systémů: umožňuje tok dat mezi různými datovými formáty a komunikačními protokoly.

Integrovatelnost

Integrovatelnost je schopnost systémů se vzájemně propojit a vytvořit tak funkční celek.

Součinnost

Součinnost je schopnost propojit systémy tak, aby byly schopny částečně fungovat alespoň po určitý čas Součinnost je často spojena s potřebou provést úpravy v daném systému nebo použit softwarových adaptérů.

Vzájemná slučitelnost (interoperabilita)

Vzájemná slučitelnost (interoperabilita) je schopnost propojení systémů na základě standardu a jejich vzájemné fungování jako celku bez jakýchkoliv vnějších zásahů.

Architektura systému

Architektura systému: Obecně je architekturou systému chápán způsob, jakým jsou softwarové komponenty organizovány, spravovány, monitorovány a řízeny. Architektura také definuje způsob, jak je systém členěn, jaký charakter má uživatelská základna, jak systém komunikuje s okolím, jaké jsou použity standardy, jakým způsobem jsou sdílena data nebo jaké nástroje jsou za tímto účelem použity.

Systém systémů

Systém systémů je volné spojení nezávislých systémů, jejichž propojením vznikne větší a složitější systém (tvořený spolupracujícími systémy), který nabízí více funkcionalit a výkonu a jeho celková přidaná hodnota je větší, než kdyby byly použity jednotlivé systémy samostatně. Systémy jsou propojeny do systému systémů k dosažení společného cíle (u podnikových systémů je to vedení podniku).

Problémy integrace systémů

Podniky se dnes snaží obstát ve vysoce konkurenčním prostředím využíváním nových digitálních technologií (digitální transformace).

Vytvoření informačního systému, který by však podporoval veškeré potřeby podniku je téměř nemožné. Proto podniky upřednostňují kombinování různých informačních systémů, aby získaly systém, který bude nejlépe vyhovovat jejich potřebám

Podniky tak buď vytvoří, nebo zakoupí aplikace, které řeší požadavky a potřeby podniku nebo zákazníků.

Tyto aplikace vytvářejí data, která jsou uložena v definovaném formátu pro danou aplikaci a pouze tato aplikace má k datům přístup. Např. data zákazníků jsou tak přístupná a zpracovatelná pouze pro aplikaci „Správa kontaktů“. Finanční data jsou v jiném formátu a přistupuje k nim aplikace „Účetnictví“, která těmto datům rozumí.

Aplikace tak vytvářejí izolované zdroje dat. Počet aplikací roste a tím vzniká i potřeba data z různých systémů navzájem spojovat = integrovat.

Aplikace se tak integrují do podsystémů, podsystémy do systémů a systémy do systému systémů. 

Z pohledu IoT zařízení je situace podobná, protože IoT zařízení vytvářejí izolovaná data, která se následně musejí integrovat do větších systémů.

Protože jsou systémy vytvářeny v různých časech, různými subjekty a často bez znalosti budoucí spolupracující strany, je možné mezi problémy integrace systémů zařadit následující (ne výlučně).

Systémy:

  • Jsou provozovány na různém HW.
  • Používají různé SW (desktop, web, mobile), služby, procesy.
  • Používají různý způsob komunikace.
  • Používají různé programovací jazyky.
  • Používají pro uložení a přenášení dat různé datové modely.
  • Ukládají a přenášejí data pomocí různých protokolů a technologií.
  • Používají různé způsoby zabezpečení.
  • Jsou nasazeny na různých úrovních (Edge, Fog, Cloud).
  • Mají různé výkonové požadavky.

Při budování takového obrovského systému (systému systémů) jakým má být IoT, je největší podíl nákladů na jeho vytvoření právě v nákladech na integraci. Podle Data-Centric Manifesto je to mezi 35-60% rozpočtu projektu.

Je to způsobeno tím, že systémy mezi sebou mají mnoho vzájemných spojení. Tato spojení pak vedou k tomu, že systém systémů je složitý a jen těžko jsou v rámci něho prováděny změny a rozšíření.

Problémy integrace systémů nejsou však jen technického rázu, ale vstupují do ní i další faktory. 

Integrace systému je prováděna za zvýšením hodnoty nově vytvářeného systému a na funkci integračního řešení jsou tak podniky často závislé

Často jsou také integrovány systémy, nad kterými mají integrátoři omezenou kontrolu, a které není možné změnit. Při integraci systémů, také často spolupracují týmy z různých oblastí a společností a musejí se tak domlouvat různé týmy, aby došly k výslednému řešení. Což může být někdy závažnější problém.

Co ovlivňuje cenu integrace

Složitost integrace roste s počtem uzlů, s kterým roste i počet rozhraní (hran) často nelineárně (čas a náklady na integraci rostou se složitostí systému). V externím případě, kdy se každý systém integruje se všemi okolními systémy v rámci systému systémů je počet rozhraní mezi systémy roven n*(n-1). 

Tento vztah uvažuje obousměrnou integraci systémů, tedy že systém A se integruje do systému B a systém B se integruje do A. Tzn. v případě 5 systémů máme 20 rozhraní k implementování. A čím více rozhraní, tím větší je složitost systému.

Při integraci systémů také musíme uvažovat to, že při integrování dvou systémů potřebuji v každém ze dvou systémů data zasílat i přijímat (vstupní rozhraní a výstupní rozhraní).

Náklady na integraci tak rostou s velikostí systému.

Cena integrace je závislá na počtu systémů nebo komponent, které je nutné integrovat a které nejsou interoperabilní. Čím větší počet takových systémů nebo komponent bude, tím větší bude složitost integrace.

Cena integrace pro propojení dvou systému bude obsahovat náklady na:

  • vytvoření rozhraní
    • analýza
    • návrh
    • naprogramování
    • otestování
  • udržování rozhraní v provozu
    • náklady na infrastrukturu a její údržbu
    • monitorování rozhraní
    • správu rozhraní
    • administrativu rozhraní
  • úpravu nebo změnu rozhraní

Požadavky na ideální integrační řešení

Pokračování příště…