ＳＯＡ在故宮

石秀敏

摘要：從故宮信息化建設(shè)的歷程出發(fā)，淺析了SOA的概念，并探討了SOA理念在故宮信息化建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：SOA，故宮。信息化，流程管理

一、故宮信息化建設(shè)的歷程回顧

當(dāng)今時代，是一個信息化的時代，實現(xiàn)博物館各項業(yè)務(wù)管理的信息化，是現(xiàn)代博物館發(fā)展的共同趨勢。對于故宮這樣一個在國內(nèi)外文博界占據(jù)舉足輕重地位，而觀念、管理、機制和方式又相對比較落后的大館來說，信息技術(shù)的應(yīng)用不僅能起到全面提高故宮綜合業(yè)務(wù)管理水平和文博業(yè)務(wù)水平，促進(jìn)故宮學(xué)術(shù)水平和學(xué)術(shù)研究的作用，而且在加強對文物、古建的科學(xué)管理、保護(hù)和利用方面，更是具有無可替代的優(yōu)勢。

故宮信息化建設(shè)的歷史，始于攝影室1992年起進(jìn)行的有關(guān)影像資料電子化管理的有益探索。與中科院合作開發(fā)的單機版影像資料管理軟件。為故宮信息電子化工作奠定了基礎(chǔ)。在其后的幾年中，藏品管理數(shù)據(jù)庫的建設(shè)成為故宮信息化建設(shè)的中心工作。隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，1998年，故宮會同中科院軟件研究所，將初步成形的“文物影像管理系統(tǒng)”進(jìn)行改造，擴(kuò)展成為可以支持全院文物管理工作的“文物管理信息系統(tǒng)”。這一系統(tǒng)采用當(dāng)時先進(jìn)的C／S結(jié)構(gòu)，以PowerBui]der為開發(fā)平臺，充分運用了網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和圖像處理技術(shù)。在之后的數(shù)年中，它的運行極大方便了對藏品描述信息、方位信息的查詢和統(tǒng)計，并在賬、卡、物核對方面起到了有效作用。成為故宮信息化建設(shè)的重要里程碑。

隨著業(yè)務(wù)需求的不斷擴(kuò)展，故宮又相繼建成了古建管理、影像加工等系統(tǒng)，同時，人事、財務(wù)、圖書館等業(yè)務(wù)部門也依據(jù)自身的需求建設(shè)了一些小型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在各自的應(yīng)用領(lǐng)域中為提高業(yè)務(wù)管理水平和工作效率都發(fā)揮了積極作用。

但是，系統(tǒng)越建越多，問題也接踵而來。首先，隨著故宮信息化建設(shè)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深入，行政和文物管理部門的工作人員提出了更多的需求。例如文物管理部門希望藏品信息化管理的領(lǐng)域從單純的賬目管理擴(kuò)展到以藏品流通業(yè)務(wù)為核心的流程管理，行政部門則希望建立以公文簽報等業(yè)務(wù)為核心的行政辦公流程管理系統(tǒng)等等。而原有的小型管理系統(tǒng)由于相互之間分割獨立，系統(tǒng)架構(gòu)不靈活，缺乏總體設(shè)計，因此無法全面適應(yīng)這種日益增加的業(yè)務(wù)需求的需要。第二，我們發(fā)現(xiàn)，如果不對原有系統(tǒng)進(jìn)行功能和數(shù)據(jù)的整合，會導(dǎo)致業(yè)務(wù)人員面對的系統(tǒng)越來越多，操作變得繁瑣，效率隨之低下。同時。由于各系統(tǒng)進(jìn)行分散的數(shù)據(jù)采集、加工，導(dǎo)致相互之間的資源數(shù)據(jù)不能重復(fù)利用和共享，造成了資源的嚴(yán)重浪費，也大大增加了用戶的工作量系統(tǒng)維護(hù)的成本。第三，由于各種系統(tǒng)是在不同的時期，由不同的團(tuán)隊、不同的工具開發(fā)的，因此系統(tǒng)的維護(hù)成本較高，加上界面及操作風(fēng)格不一致，同時也增加了培訓(xùn)的難度。

業(yè)務(wù)部門的工作人員們希望，能夠有一個統(tǒng)一的平臺來承載各種信息系統(tǒng)，每個業(yè)務(wù)人員只需要看到自己要處理和已經(jīng)處理的工作，而各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程則被隱含在平臺的內(nèi)部。業(yè)務(wù)部門的工作人員還希望，能夠通過一個人口進(jìn)入各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而不再需要輸入一大堆的用戶名和密碼。

面對種種困惑和挑戰(zhàn)，SOA這一概念逐漸進(jìn)入了我們的視野。SOA，作為一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)方法論，滿足了企業(yè)對軟件互連互通，復(fù)用和業(yè)務(wù)流程管理的需求。從2005年開始，以辦公自動化系統(tǒng)的建設(shè)為契機，SOA的理念被逐步應(yīng)用到故宮信息化建設(shè)的實踐中。

二、SOA概念的引入

那么，到底什么是SOA呢?

SOA不是一款產(chǎn)品，更不是一種技術(shù)，SOA只是一種企業(yè)系統(tǒng)平臺架構(gòu)設(shè)計中的管理理念①。

隨著企業(yè)中信息系統(tǒng)數(shù)量的增加及系統(tǒng)功能的日漸龐大，對于系統(tǒng)的管理變得越來越復(fù)雜，而彼此分割獨立的系統(tǒng)又造成了各種信息孤島和系統(tǒng)孤島。要消除這些信息孤島，解決企業(yè)信息化建設(shè)中的難題，就需要對系統(tǒng)進(jìn)行整合，建統(tǒng)一的信息平臺，最大程度地實現(xiàn)信息的共享。同時，面對不斷變更的業(yè)務(wù)需求，還要能夠快速搭建新的系統(tǒng)平臺，以滿足新的業(yè)務(wù)需求。SOA的靈動性恰好滿足了企業(yè)的這些需求，可幫助企業(yè)建立靈動的系統(tǒng)平臺。

SOA是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(servieeOriented Architecture)的簡稱。它的本質(zhì)是一種設(shè)計方法學(xué)，其目的是最大限度地重用應(yīng)用程序中的“服務(wù)”以提高IT適應(yīng)性和效率。雖然這些概念已經(jīng)存在了數(shù)十年之久，但只是在出現(xiàn)了基于標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)(如Web服務(wù)和XML)之后，SOA才開始被加速采用。SOA的核心是把組織的業(yè)務(wù)流程功能模塊構(gòu)件化，并對外提供標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，基于這些服務(wù)，組織內(nèi)部的不同業(yè)務(wù)部門或是不同組織之間的業(yè)務(wù)整合更加容易。這就意味著，原來橫在業(yè)務(wù)與技術(shù)間不能協(xié)同的鴻溝即將消除，業(yè)務(wù)流程管理將成為企業(yè)調(diào)整為面向服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)流程將以可視化的方式隨意調(diào)用每一個服務(wù)。在SOA中，服務(wù)將以構(gòu)件形態(tài)呈現(xiàn)。也就是說，SOA的本質(zhì)是面向構(gòu)件的。SOA中的服務(wù)通過服務(wù)描述和傳輸實現(xiàn)了相互之間的交互。

三、SOA在故宮信息化建設(shè)中的實現(xiàn)

辦公自動化系統(tǒng)是故宮信息化建設(shè)的“重頭戲”，也是“數(shù)字故宮”的重要組成部分。行政辦公是典型的流程驅(qū)動型業(yè)務(wù)，例如各種文件、合同的行政審批，電子檔案調(diào)閱、工作紀(jì)事等。它具有以下需求：業(yè)務(wù)流程跨部門；流程的靈活性要求高；要求有完備的任務(wù)代理機制；嚴(yán)格的權(quán)限控制；具有良好的管理監(jiān)控能力；安全保密要求高；卓越的性能等等?？紤]到辦公系統(tǒng)的上述需求，我們決定將基于構(gòu)件技術(shù)的流程軟件開發(fā)引入到辦公系統(tǒng)的建設(shè)中。在與合作伙伴北京中科軟件有限公司進(jìn)行多次研討后，構(gòu)建SOA下的辦公系統(tǒng)。

經(jīng)過細(xì)致的調(diào)查分析、反復(fù)需求論證及與軟件開發(fā)人員的溝通，我們確立了以工作流為核心、以Web Service作為SOA的實現(xiàn)方式以及使用J2EE平臺開發(fā)SOA／Web Service框架的技術(shù)路線，并于2005年6月完成了辦公系統(tǒng)的建設(shè)工作。建成的辦公系統(tǒng)是一個基于構(gòu)件技術(shù)的流程管理系統(tǒng)。包括報批件、合同審定、工作紀(jì)事、督察督辦、檔案調(diào)閱等功能模塊，在系統(tǒng)架構(gòu)上實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程同業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層的分離。形成一個高內(nèi)聚、松耦合系統(tǒng)、從而能夠滿足系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行快速調(diào)整的要求。當(dāng)業(yè)務(wù)流程發(fā)生變化時，只需要更改系統(tǒng)的流程定義即可。以故宮項目合同的審批為例，2005年系統(tǒng)建成時，合同的審定部門為計劃財務(wù)處，2007年由于機構(gòu)調(diào)整，部門職能發(fā)生變化，合同審定的部門由計財處變?yōu)閷徲嬏?，合同審定的流程相?yīng)地發(fā)生改變。這時，系統(tǒng)只要調(diào)整流程定義，將原來從計財?shù)綄徲嫷倪B線變?yōu)榉深檰柼幍綄徲嫷倪B線就可以完成流程的改變，靈活性大大提高。辦公系統(tǒng)還實現(xiàn)了以崗位為中心的流程管理，解決了上下級之間、部門之間相互推諉的難題，內(nèi)部控制能力和工

作效率有了大幅度提高。從圖三及圖四可以看出，申請人、科組長、部門領(lǐng)導(dǎo)、院辦公室、院領(lǐng)導(dǎo)分別屬于不同的崗位，各司其責(zé)，共同完成行政公文審批這一業(yè)務(wù)流程。公文的流轉(zhuǎn)嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的流程進(jìn)行，少了哪一步，都無法繼續(xù)下去。辦公系統(tǒng)運行后，工作人員徹底結(jié)束了拿著紙質(zhì)公文跑來跑去的歷史，原來一個報批件從申請到批下來，至少需要一個星期，而現(xiàn)在只需要一天至兩天即可完成，工作效率大大提高。在權(quán)限控制方面，辦公系統(tǒng)化以角色為單位進(jìn)行權(quán)限的分配，系統(tǒng)定義了若干角色(相當(dāng)于各個工作崗位)，每個角色具有若干操作權(quán)限，用戶是什么角色就有什么權(quán)限。如果組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化了，只需要增加或刪除相應(yīng)的角色即可。此外，以往C-S(數(shù)據(jù)庫一服務(wù)器)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，需要給每位用戶安裝數(shù)據(jù)庫的客戶端程序，每個客戶端都要占用一個數(shù)據(jù)庫連接，因此用戶的并發(fā)數(shù)量是有限制的。以Web Service作為實現(xiàn)方式實施SOA以后，多用戶可用連接池共享一個連接，部分?jǐn)?shù)據(jù)運算可以由webservice運算后提供結(jié)果，減輕了應(yīng)用服務(wù)器的運算壓力。因此，系統(tǒng)在多用戶數(shù)、大訪問量、高并發(fā)性和高響應(yīng)速度等方面具有了更優(yōu)異的表現(xiàn)。

在辦公系統(tǒng)1．0版的基礎(chǔ)上，故宮采用WebService技術(shù)相繼建設(shè)了辦公系統(tǒng)V2．0、文物流通與出入庫管理、人力資源管理、影像利用等流程管理系統(tǒng)，并對原有的影像、圖紙、文檔等資源采集加工檢索平臺以及文物管理、古建管理等系統(tǒng)進(jìn)行改造．整合至統(tǒng)一的信息化工作平臺中。平臺中整合的功能模塊如圖五所示，從平臺可以直接進(jìn)入的應(yīng)用信息系統(tǒng)如圖六所示。在身份認(rèn)證方面，我們建立了統(tǒng)一的身份認(rèn)證管理系統(tǒng)，所有人員的身份認(rèn)證信息從人力資源管理系統(tǒng)中同步而來，徹底實現(xiàn)了統(tǒng)一認(rèn)證、單點登陸的功能(即用戶由一個入口進(jìn)入多個應(yīng)用信息系統(tǒng))。每個用戶能登錄哪些系統(tǒng)，在統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)中進(jìn)行授權(quán)，而各應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部的權(quán)限則由各系統(tǒng)自己進(jìn)行管理。

從故宮信息系統(tǒng)建設(shè)的總體框架中，我們可以看到，SOA得到了更深入的實現(xiàn)。

資源采集加工層提供對文物、古建、影像、圖紙、音視頻、文檔等資源信息的采集、加工和管理，并為流程管理及決策支持系統(tǒng)、對外文化展示平臺提供文物、古建及資源信息服務(wù)。同時，資源信息加工系統(tǒng)和文物、古建管理系統(tǒng)也相互調(diào)用、相互服務(wù)。以影像資源采集加工系統(tǒng)為例，在影像資源的采集過程中，需要輸人相關(guān)的文物信息，這時，系統(tǒng)只需輸入文物號，然后通過文物系統(tǒng)提供的Web Ser-vice就可以獲得相關(guān)文物信息。同樣地，在文物流通管理系統(tǒng)中，當(dāng)申請人填寫文物利用申請單。選取被利用文物時，只需要填寫文物號，或者從文物管理系統(tǒng)中直接關(guān)聯(lián)查詢結(jié)果，通過文物系統(tǒng)提供的Web Service就可以獲得相關(guān)文物信息。這樣，文物資源信息就被打包成了一個服務(wù)，為其他的應(yīng)用信息系統(tǒng)所調(diào)用。我們可以這樣來形容，這些服務(wù)，就好像一塊塊的樂高積木一樣，可以隨意拼插組合，相互調(diào)用，最大程度地實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的互聯(lián)、互通和互用。

四、小結(jié)

從SOA的設(shè)計理念在故宮的實踐中，我們可以得到這樣一些經(jīng)驗：部署SOA平臺，就如同一個城市做城市規(guī)劃，太過落后的系統(tǒng)需要推倒重來，還能繼續(xù)應(yīng)用的系統(tǒng)，則需要包裝、改進(jìn)，而一些新的系統(tǒng)則需要重新做規(guī)劃。同時，在SOA的平臺搭建完成之后，也更容易實施規(guī)劃新的系統(tǒng)③。實施SOA，是一個持續(xù)的過程，不可能一步到位。首先要對自身信息系統(tǒng)建設(shè)的情況進(jìn)行一個全面的評估，確定哪些系統(tǒng)能用，哪些需要改造，還需要上哪些新系統(tǒng)，預(yù)計投入多少資金等。其次，要選擇適合的工具和技術(shù)。根據(jù)自身實際情況選擇合適的開發(fā)團(tuán)隊和軟硬件技術(shù)，對SOA的實施至關(guān)重要。第三，就是系統(tǒng)的開發(fā)過程及后期的維護(hù)了。開發(fā)的過程，實際上也是一個邊學(xué)習(xí)、邊實踐的過程，隨時可能依據(jù)具體的問題調(diào)整系統(tǒng)解決方案。SOA系統(tǒng)搭建完成后，在不斷的應(yīng)用實踐中，也可能會出現(xiàn)很多不合理的地方，需要重新調(diào)整。最后，雖然系統(tǒng)開發(fā)的工作一般都是由專業(yè)的軟件開發(fā)人員完成的，但是后期的維護(hù)、需求的調(diào)整等任務(wù)還很艱巨，因此建設(shè)自己的技術(shù)團(tuán)隊是十分必要的。

故宮的SOA之路，依然任重而道遠(yuǎn)。