De Uitdagingen Van Een Duurzame Architectuur

Software is echter maar een klein deel van het geheel” waarover we moeten nadenken om duurzaamheid te verbeteren. We kunnen ook denken aan de manier van werken, de informatie die we daarbij gebruiken en de apparatuur die dit allemaal ondersteunt. We zullen onze duurzaamheidsblik daarom moeten uitbreiden naar architectuur.

Laten we eerst een blik werpen op het speelveld; in wat voor wereld speelt architectuur haar rol?

De veranderende wereld

Onder invloed van mondialisering, het proces van wereldwijde economische, politieke en culturele integratie, is de wereld een stuk kleiner geworden. Figuurlijk dan wel. Wereldwijd communiceren, samenwerken en zakendoen is laagdrempeliger geworden. Relaties en afhankelijkheden worden over steeds grotere afstanden aangegaan, en reiken over landsgrenzen en werelddelen heen. Dit maakt enorme schaalvergroting en economische bloei mogelijk.

Maar er zijn ook uitdagingen…

Door de mondialisering en de wereldwijde afhankelijkheid van ICT kunnen gebeurtenissen een grote, disruptieve impact hebben. Dit is bijvoorbeeld gebleken in de COVID-19 crisis: door toedoen van een virusuitbraak aan de andere kant van de wereld werden productie- en handelsketens langdurig verstoord. Dit veroorzaakte bijvoorbeeld een tekort aan chips, waardoor in veel afhankelijke sectoren eveneens productieverstoringen ontstonden.

Daarbij vragen wij ons steeds meer af of onze activiteiten op de lange termijn houdbaar zijn. Hoe staat het met de beschikbaarheid van grondstoffen? Deze zijn niet onuitputtelijk. Ook de kwaliteit van het milieu staat onder druk. Klimaatverandering gaan ons immers allemaal aan, denk aan de opwarming van de aarde door uitstoot van grote hoeveelheden CO₂. En hoe staat het met de kwaliteit van het leven zelf, nu en in de toekomst?

We moeten daarom meer denken aan duurzaamheid op de lange termijn.

ICT en duurzaamheid

Mondialisering is voor een groot deel mogelijk gemaakt door ICT. Informatie gebruiken en delen kan waar en wanneer we dat maar willen. Technologische ontwikkelingen hebben ervoor gezorgd dat in de afgelopen decennia ICT tot in de haarvaten van onze samenleving is doorgedrongen. Denk aan smartphones, maar ook aan slimme apparatuur die met het internet is verbonden. Alles lijkt met alles gekoppeld te zijn, als één groot ICT-ecosysteem.

Technologische ontwikkelingen volgen elkaar in rap tempo op waardoor steeds meer mogelijk wordt, maar ook steeds meer door de mensheid wordt gevraagd en vereist. Wil een bedrijf of organisatie kunnen bloeien, groeien en zelfs om op langere termijn kunnen overleven, moet deze genoeg aangepast kunnen worden om optimaal gebruik te blijven maken van nieuwe mogelijkheden.

ICT is inmiddels geworden tot een waar ecosysteem dat zich uitstrekt van kantoren, fabrieken tot in het privédomein van de burger. De schaalgrootte ervan is enorm toegenomen. Het gaat niet alleen om enorme hoeveelheden apparatuur, maar ook om enorme hoeveelheden datagebruik en transport, door bijvoorbeeld smartphones en streaming diensten. En doordat apparatuur en applicaties in dit ecosysteem in hoge mate zijn gekoppeld, hebben veranderingen grotere gevolgen.

Veranderingen stellen dan ook hoge eisen aan dit ecosysteem. Het moet tegen een stootje kunnen (elasticiteit, robuustheid) en zowel flexibel, snel aanpasbaar (agile), beheersbaar, bruikbaar, circulair en nog steeds betaalbaar zijn. Nu en op de langere termijn. Duurzaam dus.

Hoe kan architectuur hierbij helpen?

Architectuur-ecosysteem

Laten we eerst ingaan op architectuur: wat is dat eigenlijk in deze context?

Kort door de bocht (maar voor dit artikel voldoende) kan een architectuur worden beschreven als een landschap van handmatige en geautomatiseerde informatieverwerkende systemen die een organisatie gebruikt om bedrijfsdoelen te bereiken. Deze systemen helpen organisaties met besturen door informatie te verkrijgen, op te slaan en tijdig op de juiste plekken beschikbaar te stellen.

Omdat een organisatie niet meer los is te zien van de omgeving, vaak verbonden is met ketens, en zelfs onderdeel is van een groter ecosysteem, kunnen we beter spreken van een ecosysteem-architectuur.

Alle componenten in een architectuur-ecosysteem moeten goed op elkaar zijn afgestemd om een doeltreffende en doelmatige ondersteuning te bieden. Het gaat hier dus om meer dan software (informatiesystemen) alleen; het gaat om alle aspecten, ook bedrijfsprocessen, informatie, informatiesystemen en technologie-infrastructuur zijn hierin van belang.

In elk bovenstaand aspect van een architectuur-ecosysteem kan aan duurzaamheid gedacht worden.

Analoog aan software (zie onze eerdere blog post “Wat is duurzame software?”) kunnen we het ook hebben over duurzaamheid en architectuur, en definiëren wanneer een architectuur duurzaam is.

Dit is het geval wanneer:

• Met een architectuur duurzaamheid wordt bereikt;
• De architectuur zelf duurzaam is;
• De architectuur duurzaam wordt ontwikkeld en onderhouden.

Ook voor architectuur kan bovenstaande met een economische -, milieu- en sociale bril worden bekeken.

In de onderstaande tekst gaan we in op de bovenstaande onderwerpen.

Duurzaamheidsdoelen bereiken met architectuur

Hiermee bedoelen we dat je met de architectuur een of meer duurzaamheidsdoelen nastreeft. Dit op de duurzaamheidsaspecten: economisch, milieu en sociaal (de groep zowel als het individu).
Met de juiste aandacht duurzaamheid middels architectuur gerealiseerd worden. Hierbij kijk je naar software, maar ook naar zaken als bedrijfsprocessen, infrastructuur en de omgeving waarin deze gebruikt worden. Door bijvoorbeeld efficiënter of slimmer te werken kan de negatieve impact op de omgeving worden geminimaliseerd.

Door verder te kijken dan de architectuur binnen de eigen organisatie, deze te zien in context met de omgeving en vanuit de context van de eindgebruiker, kan de architectuur van het gehele ecosysteem duurzamer worden gemaakt. De eigen architectuur, de bedrijfsprocessen, systemen, datastromen, staan immers door ketens in verbinding met de omgeving. Denk hierbij aan partners, leveranciers, afnemers, klanten. Dit ecosysteem moet in zijn geheel beschouwd worden. Verbeteringen binnen de eigen organisatie kunnen immers zowel positieve als negatieve effecten hebben in de andere schakels.

Daarmee komen we op de duurzaamheid van de architectuur zelf.

De duurzaamheid van de architectuur zelf

Een architectuur is een combinatie van mensen, middelen en processen. Om een architectuur duurzaam of duurzamer te maken zullen we naar deze combinatie moeten kijken. Door goed te kijken naar de eisen die aan een architectuur gesteld worden, en deze met een duurzaamheidsbril te beoordelen en te wegen, kunnen we de duurzaamheid van een architectuur beoordelen en verbeteren.

Een architectuur moet niet alleen flexibel, schaalbaar, veerkrachtig en betaalbaar zijn vanuit economisch oogpunt, maar ook duurzaam vanuit milieu en sociaal oogpunt. Niet alleen op korte termijn, ook op de langere termijn.

Dit vergt aandacht voor de onderstaande onderwerpen.

Non Functional Requirements als randvoorwaarden

Dit zijn randvoorwaarden die ingevuld moeten worden om tot een doeltreffende architectuur te komen. De kwaliteitskenmerken van software en systemen uit de ISO-norm 25010 bieden hiervoor een mooie basis. Een aantal van deze kenmerken heeft al een positieve invloed op duurzaamheid. Denk bijvoorbeeld aan Prestatie-efficiëntie, Betrouwbaarheid, Onderhoudbaarheid, Overdraagbaarheid en Geschiktheid voor gebruik.

Met name de Geschiktheid voor gebruik, in onvoorziene situaties, vormt een uitdaging.

Geschiktheid voor gebruik

Met alle vrijheid die een eindgebruiker tegenwoordig heeft (mobiel werken, gebruik van verschillende apparatuur, applicaties, vrijheden bij het uitvoeren van taken), zijn er veel mogelijke gebruikssituaties bijgekomen. En niet in elke context kan een gebruiker diens werk doelmatig en doeltreffend uitvoeren, hetgeen gevolgen heeft voor duurzaamheid. Geschiktheid voor gebruik kan dan ook aangevuld worden met kenmerken als Optimalisering van efficiency, de Perceptie van de gebruiksomgeving, en het Minimaliseren van milieuconsequenties.

Houd rekening met schaal

Oplossingen moeten schaalbaar zijn. Voor mobiele – en IoT oplossingen, bijvoorbeeld, geldt dit in extreme mate. We hebben het tenslotte over enorme aantallen aangesloten apparaten. Denk aan de mobile apps en slimme energiemeters die in veel huishoudens worden gebruikt. Een wijziging in configuratie of software kan daarbij een enorme impact hebben. In een duurzame architectuur wordt rekening gehouden met schaling, waarbij oplossingen onderhoudsarm zijn en snel en met relatief weinig moeite kunnen worden gewijzigd.

Naast de bekende non functional requirements kunnen extra eigenschappen worden toegevoegd die milieuconsequenties en duurzame houdbaarheid expliciet behandelen.

Beschouw de gehele life cycle

Meestal wordt alleen het ’run gedrag’ van een architectuur beschouwd, maar duurzaamheid kan verder worden verbeterd als we de gehele lifecycle van applicaties, informatieverzamelingen, processen en infrastructuur beschouwen. Van de opbouw/vergaring tot en met de verwijdering/migratie van applicaties, kan verduurzaamd worden.

Een goede start: breng het architectuur-ecosysteem in kaart

Een goede start om tot een duurzame architectuur te komen is het in kaart brengen van de eigen architectuur en de context: het gehele architectuur-ecosysteem. Architectuur standaarden als IAF v6 (Sustainability Edition) en RAMI (Reference Architectural Model Industry) geven de architect handvatten om dit op een gestructureerde wijze te doen.

In een volgende blog post gaan we in op een mogelijke aanpak.

De duurzaamheid van de ontwikkeling en het onderhoud van de architectuur (en meer)

Ook het onder duurzame omstandigheden realiseren van een architectuur kan worden verbeterd. Het gaat hierbij om duurzame werkomstandigheden en duurzame productiemethoden.

Natuurlijk kun je door effectiever te communiceren, af te stemmen, meer aandacht te geven aan duurzaamheid en door thuis te werken al veel bereiken. Dat spreekt eigenlijk voor zich. Maar er kan meer bereikt worden.

Just Enough architecture, Just In Time

Door de architectuur beter af te stemmen op de behoefte ervan bij implementatie kan de duurzaamheid van het ontwikkelen ervan worden verhoogd. Precies genoeg architectuur (Just Enough Architecture), beschikbaar gesteld door de architect wanneer dat nodig is (Just In Time), is hier de kerngedachte.

Simulatie voor implementatie

Door scenario’s door te rekenen en te simuleren, bijvoorbeeld het energieverbruik (Energy Simulation), kan van tevoren goed worden geschat wat de impact is van architectuurkeuzen op duurzaamheid.

Hulpmiddelen

Ook hier kunnen hulpmiddelen als het IAF v6 Sustainability Edition raamwerk helpen. De Duurzaamheidsviews hiervan geven inzicht in de economische -, sociale -, en milieuaspecten van een architectuur. Bijvoorbeeld inzicht in hoe de logische en fysieke componenten in een architectuur bijdragen aan het behalen van de duurzaamheidsdoelstellingen van een organisatie. Andere views kunnen bijvoorbeeld de impact van een oplossing op de CO₂-uitstoot van een organisatie beschrijven.

De rol van de architect hierin is cruciaal in al het bovenstaande. Deze rol zullen we in een volgende blog post verder uitwerken.

De uitdagingen samengevat: wat staat ons te wachten?

Duurzaamheid valt niet meer weg te denken uit onze maatschappij. Een duurzaam architectuur-ecosysteem draagt bij aan een duurzamer milieu, betere sociale omstandigheden en een betere economische duurzaamheid, en is zelfs noodzaak geworden voor de overleving op termijn van een organisatie, en mogelijk van hele ketens.

Een inflexibele architectuur zal in het algemeen namelijk kosten doen toenemen en rendement doen dalen. Daarbij is een inflexibele architectuur kwetsbaar voor externe invloeden. En dan is er nog de reputatie die onder druk komt te staan wanneer blijkt dat geen rekening gehouden wordt met duurzaamheid.

Dit architectuur-ecosysteem is echter vaak complex, dynamisch en omvangrijk. Architectuurkeuzes kunnen grote impact hebben en er kunnen tegengestelde belangen spelen. Samen met de partners in het architectuur-ecosysteem wendbaar zijn op korte termijn, en tegelijkertijd rekening houden met de langere termijn, is een uitdaging.

Wij zijn niet gewend om met al deze bovenstaande aspecten rekening te houden. En dat vormt wellicht de grootste uitdaging voor de komende decennia!

In volgende blogs in onze serie over duurzaamheid zullen we hier verder op ingaan.

Meer weten?

Een architectuurraamwerk zoals Capgemini’s IAF Version 6 Sustainability Edition kan ondersteunen bij de implementatie van een duurzame architectuur. Middels dit raamwerk worden overwegingen over de aspecten op de genoemde abstractieniveaus vastgelegd:

• Sustainability in ICT; It is Time to take it seriously;
• How sustainability is fundamentally changing consumer preferences.

Wie zijn wij?

Wij zijn een groep van business analisten, architecten en projectleiders bij Capgemini. Ons doel is om bewustzijn over (milieu)duurzaamheid te creëren en de kennis van onze collega’s en onze klanten te vergroten. De groep bestaat uit Nienke van der Burg, John Christiaanse, Dennis Hermsdorf, Hans van Rijs, en Hans van Zanten. Gezamenlijk behandelen we onderwerpen op het gebied van duurzaamheid en IT in een blogserie.

In onze vorige blog posts:

• Wat is duurzaamheid?;
• Wat is duurzame software?;

hebben we beschreven wat we verstaan onder duurzaamheid en duurzaamheid van software.

Hans van Rijs

Expert in Enterprise Architecture, Microsoft Technologies, Software Architecture

I advice our clients on software technology, architecture and help their architects and ICT specialists to optimize their architecture processes and standards.
I helped ProRail and its partners to standardize and implement a nation wide damage & repair exchange format.