Пермский филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Факультет экономики, менеджмента и бизнес-информатики
РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОВЕДЕНИЯ ДЕЛОВЫХ ИГР
Выпускная квалификационная работа
по направлению подготовки 38.03.05 Бизнес-информатика
образовательная программа «Бизнес-информатика»
Найданов Илья Валерьевич
Пермь, 2019 год
Аннотация
Найданов И.В. Проектирование подсистемы проведения информационной системы проектирования и проведения деловых игр. - 43 с. 2019г.
Работа посвящена проектированию подсистемы проведения деловых игр для студии компетентностных деловых игр (СКДИ), разрабатываемой кафедрой информационных технологий в бизнесе в НИУ ВШЭ Пермь. Работа содержит 3 главы, в которых описан процесс анализа, проектирования и реализации подсистемы СКДИ, отвечающей за симуляцию деловой игры.
Первая глава содержит обзор архитектуры СКДИ и анализ существующих разработок в рамках этого проекта. Вторая глава посвящена созданию игрового сценария, проектированию механизма продвижения времени и проектированию архитектуры приложения. Третья глава содержит описание разработанного прототипа подсистемы и редактора ресурсов.
Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ предметной области
1.1 Описание архитектуры СКДИ
1.2 Описание принципов генерации и интерпретации игрового сценария
1.3 Обзор подходов в имитационном моделировании
1.3.1 Принципы продвижения времени
1.3.2 Обзор подходов к моделированию систем
1.4 Вывод
Глава 2. Проектирование подсистемы проведения
2.1 Описание бизнес-процесса
2.2 Проектирование игрового сценария
2.2.1 Трансформация бизнес-процесса
2.2.2 Описание игрового сценария
2.2.3 Хранение сценария
2.3 Проектирование подсистемы проведения
2.3.1 Проектирование архитектуры подсистемы проведения
2.3.2 Описание активного ресурса
2.3.3 Описание алгоритма продвижения времени в модели
2.3.4 Описание алгоритма интерпретации строки ЛСА
2.4 Проектирование приложения
2.4.1 Определение требований к приложению
2.4.2 Выбор программных продуктов
2.4.3 Обеспечение синхронной загрузки данных
2.5 Вывод
Глава 3. Реализация подсистемы проведения
3.1 Генерация веб-приложения с помощью Flexberry Platform
3.2 Реализация страницы игры
3.3 Публикация приложения в сети интернет
3.4 Вывод
Заключение
Библиографический список
Приложение А. Схема бизнес-процесса
Приложение B. Методы активного ресурса
Приложение C. Компоненты клиентского приложения
Приложение D. Метод продвижения времени игрового агента
Введение
На сегодняшний день компьютерные деловые игры являются одним из популярных способов получения знаний [1, 2, 3]. Деловая игра позволяет человеку принимать участие в бизнес-процессах, аналогичных реальным, представляя их в игровом формате [2, 3]. Участник игры имеет возможность принимать решения, связанные с определёнными профессиональными задачами, и получать моделируемые игрой последствия своих решений. Это позволяет участнику игры обучаться новым профессиональным компетенциям.
На данный момент компьютерные деловые игры признаны эффективным средством обучения [1, 2, 3] и всё более широко используются в компаниях и университетах [2, 4]. Например, деловая игра SimulTrain от компании STS предоставляет возможность обучения менеджеров IT-проектов [5], деловые игры серии «Бизнес-курс» используются в учебных заведениях при подготовке специалистов экономического профиля [6], Simformer от UAB Marilana используется предприятиями для тренировки компетенций управления бизнесом [7].
Для того чтобы обеспечить процесс создания деловых игр, способных моделировать бизнес-процессы, необходимо иметь инструменты проектирования и генерации таких игр. Одним из таких инструментов является «студия компетентностных деловых игр» («СКДИ») [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14], работа над которой проводится на кафедре информационных технологий в бизнесе в НИУ ВШЭ Пермь. «СКДИ» - это среда проектирования и проведения деловых игр, позволяющая создавать деловые игры на основании схем бизнес-процессов [8].
Представленная работа связана с одной из подсистем «СКДИ» - подсистемой проведения. Эта подсистема предназначена для моделирования игрового сценария, получаемого из исходных бизнес-процессов [8, 10]. Игровой сценарий формируется другой подсистемой «СКДИ» - подсистемой проектирования [8, 11]. Проведение деловой игры достигается за счёт интерпретации игрового сценария подсистемой проведения. Подсистема проведения обеспечивает исполнение игрового сценария, учитывает принятые игроком решения и моделирует последствия выбора игрока [8, 10].
На данный момент в алгоритме игрового сценария учитывается только одна составляющая бизнес-процесса - это тип входных ресурсов. Это ведёт к тому, что в деловых играх, созданных с помощью «СКДИ», не учитывается временной аспект бизнес-процессов. Отсутствие данных о времени исполнения бизнес-процессов ограничивает возможности подсистемы проведения, не позволяя ей моделировать изменения, происходящие с течением времени, в том числе изменения, производимые исполнителями бизнес-процесса.
В представленной работе рассматривается проблема отсутствия механизма продвижения времени в подсистеме проведения деловых игр. Для решения данной проблемы необходимо разработать подсистему проведения деловых игр, которая бы позволила симулировать бизнес-процессы с учётом их временного аспекта.
Объект исследования - процесс проведения компьютерной деловой игры. Предмет исследования - реализация механизма продвижения времени при проведении компьютерной деловой игры. Цель работы - проектирование и разработка подсистемы проведения деловой игры с учётом временного аспекта бизнес-процессов.
Разработку подсистемы проведения деловых игр можно разделить на следующие задачи:
1. Создание игрового сценария:
a. Анализ алгоритма создания игрового сценария в СКДИ.
b. Построение модели бизнес-процесса для игрового сценария.
c. Проектирование схемы игрового сценария с учётом временного аспекта бизнес-процесса.
2. Проектирование подсистемы проведения:
a. Анализ подходов к управлению временем.
b. Выбор подхода к реализации имитационной системы.
c. Описание алгоритма работы имитационной системы.
d. Обеспечение интеграции с подсистемой проектирования в «СКДИ».
3. Реализация прототипа подсистемы проведения:
a. Проектирование архитектуры приложения.
b. Реализация прототипа подсистемы в виде веб-приложения.
c. Апробация игрового сценария.
Необходимо создать игровой сценарий, который создаётся подсистемой проектирования в «СКДИ», включив в него информацию о временном аспекте бизнес-процесса и поведении его исполнителей. Игровой сценарий должен быть основан на заранее выбранном бизнес-процессе.
После этого необходимо выполнить проектирование и реализацию имитационной системы, моделирующую игровой сценарий. Подсистему проведения требуется интегрировать с подсистемой проектирования в «СКДИ». Результатом данной работы является механизм проведения деловых игр, способный исполнять бизнес-процессы с учётом их временного аспекта и действий его исполнителей. Игровые сценарии, создаваемые подсистемой проектирования в «СКДИ», могут быть интерпретированы с помощью реализованного приложения.
В первой главе описаны принципы создания игрового сценария в студии компетентностных деловых игр, рассмотрены и оценены возможные подходы к управлению временем, использованные при продвижении времени.
Во второй главе описан процесс проектирования подсистемы проведения. Он включает в себя описание процесса создания игрового сценария, проектирование архитектуры имитационной системы, а также проектирование архитектуры приложения.
В третьей главе описан процесс реализации деловой игры по спроектированному сценарию. Этот раздел включает в себя описание программных продуктов, используемых в процессе реализации, описание процесса реализации приложения и пользовательского интерфейса.
Глава 1. Анализ предметной области
В представленной главе описано как СКДИ формирует игровой сценарий. Выбирается подход к созданию имитационной системы, способной интерпретировать сценарий. Описываются принципы агенто-ориентированного подхода, с помощью которого выполняется симуляция игрового сценария.
1.1 Описание архитектуры СКДИ
Студия компетентностных деловых игр представляет собой информационную систему, которая позволяет проектировать и создавать деловые игры на основании схем бизнес-процессов [8]. Она состоит из шести подсистем (рис. 1.1). В рамках данной работы будет рассматриваться подсистема проведения.
Рисунок 1.1. Структурная схема СКДИ
Подсистема проектирования предназначена для того, чтобы превратить исходный бизнес-процесс в интерпретируемый подсистемой проведения игровой сценарий [11]. Сценарий передаётся подсистеме проведения, которая обеспечивает симуляцию деловой игры.
В процессе симуляции, подсистема проведения обрабатывает выбор игрока и меняет ход игрового сценария согласно этому выбору [10]. В результате работы подсистемы проведения, игрок получает результаты симуляции, которые отражают насколько эффективно игрок принимал решения в рамках исходных бизнес-процессов.
1.2 Описание принципов генерации и интерпретации игрового сценария
Игровой сценарий создаётся подсистемой проектирования путём трансформаций исходного бизнес-процесса [11]. В каждой трансформации используется своя модель описания бизнес-процесса. Эти модели разработаны в рамках проекта «СКДИ» и используются при разработке деловой игры [11, 12].
При трансформации бизнес-процесса используются следующие модели (рис. 1.2):
1. Рабочий бизнес-процесс (РБП). Эта модель описывает последовательность операций бизнес-процесса.
2. Унифицированный бизнес-процесс (УБП). Описывает операции бизнес-процесса более детально. От РБП отличается тем, что имеет модель операций, описывающую участников, входы и выходы каждой операции.
3. Учебный унифицированный бизнес-процесс (УУБП). Предназначен для описания бизнес-процесса таким образом, чтобы можно было получить его операционную и автоматные модели, необходимые для создания игрового сценария. В отличие от УБП, в УУБП алгоритм бизнес-процесса представлен в виде «карты операций».
Рисунок 1.2. Схема трансформации БП в игровой сценарий
В результате трансформации, подсистема проектирования создаёт игровой сценарий. Игровой сценарий состоит из операционной и автоматной моделей (ОМ и АМ), которые подсистема проведения может интерпретировать [11, 12].
Автоматная модель (АМ) отвечает за выполнение игрового сценария с помощью конечных автоматов [11, 12]. Она представлена в виде строки ЛСА - логической схемы алгоритма, которая позволяет управлять поведением конечного автомата.
Операционная модель (ОМ) предназначена для вывода ресурсов на экран в зависимости от команд, поступающих от автоматной модели [11]. ОМ хранится в реляционной базе данных. Операционная модель (ОМ) состоит из:
1) модели сцены (МС),
2) модели экрана (МЭ),
3) модели ресурсов (МР).
Модель сцены описывает как игрок может повлиять на ход игры. Модель экрана содержит информацию о том, как отображать игровые ресурсы на экране. Модель ресурсов хранит все используемые игровые ресурсы.
Игровой сценарий предназначен для описания всех возможных игровых событий. Игровой сценарий происходит следующим образом.
1) игрок запускает игру,
2) загружается список ресурсов для первой сцены,
3) игрок выбирает любой из загруженных ресурсов и подтверждает свой выбор,
4) система обрабатывает выбор игрока и загружает новый набор ресурсов, формируя новую сцену.
В СКДИ сценарий деловой игры представлен в виде «карты операций» (см. рис. 1.3) [11]. Карта операций содержит в себе несколько элементов:
1) точка принятия решения (ТПР),
2) операция над ресурсами.
ТПР описывает возможный выбор игрока и указывает, какую сцену нужно загрузить в зависимости от выбранного игроком ресурса [11]. Загрузка сцены описывается с помощью блока «операция над ресурсом». Этот блок содержит информацию о том, какие ресурсы будут загружены или удалены из игры.
Такой подход позволяет описать логику перехода игрока по игровым сценам в зависимости от выбранного ресурса. Информация, которая необходима для симуляции участвующих бизнес-процессов, содержится в модели операций.