ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Как и разработка любого программного обеспечения, разработка интеллектуального цифрового сервиса коммуникации включает в себя ряд этапов, начиная от анализа требований к проекту, проектирования, прототипирования, реализации и заканчивая пользовательским тестированием и внедрением на объекте. Наиболее сложным и трудозатратным из перечисленных этапов является процесс написания кода и сборка проекта, и для перехода к нему требуется предварительно собрать обширную аналитическую картину. Аналитика позволяет сформировать четкое видение пока ещё не существующего продукта и выстроить наиболее эффективный план работы, что, безусловно, позволит снизить ожидаемые реализационные расходы.

При разработке сервиса важно учитывать не только функциональные требования, но и контекст использования, то есть фактические условия, при которых используется продукт или система. Он требует дать характеристику ряду объектов, но в рамках данной работы особую значимость приобретает конечный пользователь. Пользовательский опыт (далее – UX, от англ. User Experience) играет ключевую роль, поскольку он определяет, насколько успешно пользователи будут взаимодействовать с чат-ботом. UX моделирование включает в себя такие области как информационная архитектура, отвечающая за организацию данных; проектирование взаимодействия, сосредотачивающееся на средствах управления, механизмах и процессах, наличие которых необходимо пользователям для выполнения их задач [1].

Из анализа требований заказчика и анализа рынка определяется функционал. Задача исследователей состоит в том, чтобы выделить функциональные части, дать им количественную оценку, ранжировать и в конечном итоге определить приоритетность реализации. Они должны выбрать такое количество элементов, при котором сервис не покажется пользователям избыточным, нечетким или недостаточным. Допущение ошибок на этом этапе моделирования влечет неизбежные проблемы на этапе реализации [1].

Важным аспектом UX в архитектуре программного обеспечения является его влияние на структурирование компонентов программного обеспечения и дизайн системы [2]. Подход, основанный на UX, способствует модульности, масштабируемости и удобству сопровождения, что в конечном итоге повышает качество и эффективность продукта.

1. Актуальность темы

Важность научных работ по внутренним коммуникациям утверждает в своих трудах американский бизнесмен Честер Барнард, предложивший своё, новаторское изложение теории организации. Он отмечал, что в любой достаточно полной теории организаций коммуникация занимает центральное место, потому что структура, размеры и масштабы деятельности организации почти полностью определяются тем, как она общается [3].

Чем крупнее организация, тем больше в ней задействовано людей и тем большую значимость приобретает коммуникация. С усложнением структуры системы возникает необходимость в применении инструментов информационно-коммуникационных технологий (далее – ИКТ). Технологии особенно востребованы там, где они осуществляют выполнение однотипных контрольно-организационных задач и экономят время руководителей, позволяя уделить его решению более значительных и приоритетных вопросов. Так, в работе вводится понятие нормы управляемости, которое отражает, сколько подчиненных приходится на одного руководителя [4].

Французский ученый В.А. Грайкунас обосновал зависимость максимального количества обращений к руководителю от количества сотрудников в его подчинении. Чем выше это значение, тем выше риск того, что управляющий окажется не в состоянии полноценно управлять. Целью является выделение однотипных обращений и делегация задачи по их обработке некоторой диалоговой системе – автоматизированной человеко-машинной системе, работающей в режиме диалога.

Ускорение обработки коммуникационных процессов снижает риск возникновения информационной изоляции и даёт преимущество в принятии управленческих решений.

Работа посвящена проектированию и прототипированию в нотации UML интеллектуального сервиса коммуникации, выполняющего роль планировщика задач и системы оповещения о важных мероприятиях на уровне структурного подразделения организации.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью данной работы является разработка подробной модели в нотации UML интеллектуального цифрового сервиса коммуникации, который решит существующие на предприятии проблемы коммуникационного менеджмента.

Указанная цель определяет постановку и решение следующих задач:

Объект исследования: интеллектуальный цифровой сервис коммуникации.

Предмет исследования: реализация логической модели интеллектуального цифрового сервиса коммуникации.

В рамках магистерской работы планируется получение актуальных научных результатов по следующим направлениям:

Для экспериментальной оценки полученных теоретических результатов и формирования фундамента последующих исследований, в качестве практических результатов планируется создание оптимальной модели интеллектуального цифрового сервиса со следующими свойствами:

3. Обзор исследований и разработок

В статье О.М. Куликовой, С.Д. Суворовой «Роль чат-ботов в построении эффективных коммуникаций» рассматриваются цифровые технологии, в частности чат-боты, как замена человека в системе коммуникаций, а также эффективность применения чат-ботов во внутренних бизнес-процессах компании, подкрепленная данными исследования «State of Chatbots Report 2018». Подчеркивается, что «усиление коммуникации между чат-ботом и человеком приведет к автономным изменениям свойств системы взаимодействия, так как участие в подобном опыте и изменения в поведении одной стороны будут результатом изменений в поведении другой стороны» [5].

В статье П.О. Осадчука «Чат-боты для автоматизации внутренних коммуникаций» подводятся итоги т.н «чат-бот революции», стартовавшей в 2015-м году, в которых говорится о том, что революция не состоялась и что осуществление коммуникаций всё так же требует участия живых сотрудников; также подчеркивается неэффективность чат-бота в решении задач общего характера и, наоборот, крайнюю эффективность в решении частных. «Совмещение технологий понимания естественного языка и интеграций сторонних систем позволяет создавать полезных помощников для самых разных областей – от аналитики до поддержки» [6].

В статье И.И. Беха, Д.А. Букреева «Актуальность применения чат-ботов в мессенджерах для автоматизации процессов взаимодействия с пользователями» аргументируется выбор в пользу использования чат-ботов относительно иных информационно-коммуникационных технологий, применяемых в коммуникациях [10]. Среди них:

Таким образом, внимание к UX на этапе проектирования программного продукта позволяет создать решения, максимально ориентированные на конечные потребности и удобство пользователей. Эффективные внутренние коммуникации и использование информационно-коммуникационных технологий играют ключевую роль в оптимизации рабочих процессов и снижении нагрузки на руководителей, особенно в условиях управления большими командами. Учитывая эти аспекты, следующий этап заключается в разработке практического инструмента, который способен объединить эти принципы и предложить комплексное решение обозначенных задач. Для этого была создана логическая модель сервиса, описанная с использованием UML-диаграмм, демонстрирующих структуру, процессы и взаимодействия, которые реализуют подходы, рассмотренные ранее.

4. Проектирование и прототипирование интеллектуального цифрового сервиса коммуникации

Первым шагом в проектировании является прототипирование. Это мера недопущения возникновения интерфейсных ошибок, которая к тому же уменьшает затраты на разработку [8]. Прототип позволяет обсудить проект и внести в него правки, не прибегая к программированию. Полезным инструментом прототипирования являются UML-диаграммы.

  1. Диаграммы Use-case используются для определения взаимодействия внешних систем с рассматриваемым проектом.
  2. Диаграмма классов является неотъемлемой частью практически любого проекта, потому что с ее помощью проектировщик описывает статическую структуру системы, определяет типы объектов и отношения между ними. Данная UML-диаграмма состоит из классов, типов, объединенных в граф с помощью связей [9].
  3. Диаграмма робастности отображает объекты, участвующие в сценарии, и их взаимодействие, в этом смысле она подобна диаграмме кооперации.
  4. Если необходимо детально описать логику сценариев использования, проектировщик применяет sequence диаграмму.

В соответствии с идеей использования программного продукта, у нас имеются две группы пользователей: руководитель отдела и сотрудник отдела, под которым подразумевается подчиненный вышеупомянутого начальника. Итак, каждая группа пользователей может пользоваться продуктом по-своему.

Сотрудник отдела может:

После того, как руководитель добавит в базу данных новые записи с задачами своего отдела, сотрудник может быть заинтересован узнать, что им предстоит выполнить в тот или иной рабочий день.

Чтобы создать минимально жизнеспособный продукт, необходимо обеспечить самый простой ввод команд – текстовый. В дальнейшем, при развитии продукта, можно будет усовершенствовать взаимодействие с ним посредством кнопок меню и inline-кнопок, чья совокупность будет создавать не предусмотренный платформой интерфейс, например, календаря [11]. Однако, для текущего уровня проработки достаточно принимать текстовый ручной ввод команд, и для этого пользователь должен доступ к «шпаргалке» с шаблоном ввода.

Чтобы поддерживать с руководителем обратную связь, сотрудник должен отмечаться именем и фамилией в соответствующих списках после рассылки персональных оповещений. Благодаря реализации этой функции начальник сможет управлять посещаемостью рабочих мероприятий.

Руководитель отдела может:

Руководитель создаёт новые записи в базе данных о новых задачах, приурочивая их к определенным датам.

Руководитель может изменять формулировку ранее созданных задач при необходимости внесения в них коррективов. Однако, если он ошибся в дате, в первой, базовой версии программного продукта он должен будет удалить задачу из одного дня и заново создать её в новом. В будущем, возможно, будет реализован вариант для изменения не только описания задачи, но и даты, чтобы превратить алгоритм из двух шагов «удалить – создать» в алгоритм, выполняемый в одно действие, – «изменить».

Если задача была ошибочно приурочена не к тому дню или если руководитель отказался от её выполнения по некоторым причинам, её следует удалить, и для этого будет реализована соответствующая функция, удаляющая запись или часть записи из базы данных.

Руководитель желает эффективно оповещать своих подчиненных о совещаниях и прочих мероприятиях с целью поддержания высокой явки при минимальных физических и умственных усилиях. С этой целью он сообщает боту время, которое будет указано в сообщении, отправленном лично каждому подчиненному. После некоторых действий со стороны сотрудников руководитель сможет увидеть обновляющийся список, состоящий из строк «фамилия и имя» тех, кто подтвердил своё участие в мероприятии.

Чтобы быстро ориентироваться в изложенной выше информации, необходимо построить диаграмму вариантов использования. На рисунке 1 показана итоговая диаграмма вариантов использования. Она построена в ПП Rational Rose.

Диаграмма вариантов использования (Use-case diagram)

Рисунок 1 – Диаграмма вариантов использования (Use-case diagram)

Написать бота можно на любом языке. Данные, собранные посредством опроса в Телеграмм-группе разработчиков, показали, что наибольшим спросом пользуется Python (41%), почти втрое уступает ему в популярности PHP(15%), вровень с ним идёт NodeJS(11%), а замыкают цепочку C#(7%), Go(4%) и Java(4%). Причина, по которой Python возглавил список лидеров, кроется в том, что он обеспечен большим количеством соответствующих библиотек, в том числе на основе искусственного интеллекта.

На сегодняшний день существует несколько типовых библиотек для написания ботов – aiogram, python-telegram-bot, PyTelegramBotApi. Не выбрав одну из этих библиотек, разработчик не сможет установить соединение с сервером Телеграмма, поэтому их импортирование первостепенно. Именно их код прочитает API-токен чат-бота – уникальную строку для установления подлинности бота в системе.

PyTelegramBotApi предоставляет простой и интуитивно понятный способ создания ботов, что упрощает начало работы. Библиотека сопровождается множеством примеров кода и хорошо структурированной документацией, а также позволяет создавать модульные боты и легко расширять их функциональность.

У неё также есть и минусы в виде ограниченного функционала, который может препятствовать разработке проектов, требующих сложной функциональности, однако, для планировщика задач и «оповестителя» её возможностей более чем достаточно.

В основе взаимодействия лежит обмен сообщениями. Для этого бот периодически опрашивает сервер Телеграмма на наличие обновлений (класс Update) стандартными пакетами при помощи infinity_polling(). Сам Телеграмм правильно направляет запрос конкретному боту благодаря токену (token) – его уникальному идентификатору.

Распознавание содержания сообщений осуществляется методом message_handler(), а также методом register_next_step_handler в цепочке сообщений, а также бот умеет реагировать на нажатие прикрепляемых к сообщениям кнопкам, за что и отвечает callback_query_handler(). Кнопки являются объектами классов KeyboardButton и InlineKeyboardButton и выводятся под сообщением благодаря разметке – классам ReplyKeyboardMarkup и InlineKeyboardMarkup.

Если бот «распознал» сообщение, т.е если оно было поймано и передано во вложенную функцию одним из обработчиков, создастся объект класса Message. Сообщение пользователя содержит огромное количество информации – идентификатор чата (поле класса Chat), в котором оно зарегистрировано, данные отправителя (класс User), было ли оно прикреплено к другому сообщению, дата изменения, если его редактировали, а также сам формат – является ли сообщение текстом, фотографией, стикером, документом, голосовым сообщением. Причем каждый формат является самостоятельным классом со своими собственными полями – так, к примеру, голосовое сообщение характеризуется продолжительностью, а документ – размером файла.

Нажатие кнопки также приводит к созданию объекта класса CallbackQuery. В нём содержится информация о том, кто нажал и какую именно кнопку.

В класс Scheduler вызываются методы класса TeleBot. В нём содержатся функции, отвечающие за обработку сообщений, словарь, который в качестве ключей принимает даты, а в качестве значений – описания задач, а также идентификаторы пользователей для определения роли отправителя и соответствующего ограничения функционала.

Диаграмма классов

Рисунок 2 – Диаграмма классов

Опишем один из вариантов использования, «Создать запись о проведении мероприятия», в виде диаграммы робастности. На ней отражены граничный объект – чат Телеграмма как интерфейс взаимодействия с пользователем, контроллеры – различные методы или совокупности методов, а также сущности – некоторые объекты, которые хранят данные и передают их для оперирования контроллерам.

Красным цветом выделены ошибочные цепочки действий. Их важно учитывать в анализе, поскольку грамотная разработка включает создание обработчиков ошибок, допускаемых пользователем. Обработка сопровождается информированием о том, что вызвало конфликт запроса и кода, чтобы предотвратить повторение той же ошибки при следующем обращении к компонентам программы.

На диаграмме отмечены дополнительные объекты – сущности «IDs». И «InlineKeyboardMarkup». Первая и самая главная отражает данные получателя, и таким образом отправка сообщений осуществляется по-разному в зависимости от того, кому оно предназначено. Вторая отражает инлайн-клавиатуру, которой должны сопровождаться уведомления для сотрудников, чтобы предоставить им возможность дать руководителю обратную связь.

Диаграмма робастности

Рисунок 3 – Диаграмма робастности

В результате построения предыдущих диаграмм удалось проработать архитектуру программного продукта на высоком уровне и тем самым плавно перейти от анализа вариантов использования к определению последовательности вызовов различных объектов:

Диаграмма последовательности (правильный ввод)

Рисунок 4 – Диаграмма последовательности (правильный ввод)

Диаграмма последовательности (неправильный ввод)

Рисунок 5 – Диаграмма последовательности (неправильный ввод)

Таким образом, детальная работа над функциональными и структурными аспектами чат-бота представлена в виде UML-диаграмм, включающих в себя диаграммы вариантов использования, классов, последовательностей и диаграмму робастности. Эти диаграммы выступают в качестве важного инструмента для понимания функциональности бота и его взаимодействия с разными группами пользователей. В результате успешной интеграции UML-диаграмм была разработана логическая модель чат-бота. Дальнейшее развитие проекта может строиться на этой базе, учитывая полученные знания и опыт для создания более продвинутой и функциональной версии чат-бота.

Выводы

В результате проведенных исследований была определена роль информационно-коммуникационных технологий во внутренних коммуникациях предприятия: ИКТ за счёт высоких скоростей обработки и передачи данных позволяют участникам общения экономить время, которое является стратегическим ресурсом каждого отдельного сотрудника и организации в целом.

Организационная структура предприятий, как правило, является сложной и разветвленной и разбивается на большое число функциональных подразделений, внутри каждого из которых функционирует своя подсистема внутренних коммуникаций. Ознакомление с деловым общением сотрудников отделов, представленным в виде бизнес-процесса, помогает выделить проблемные участки. Ими оказались процессы, связанные с ожиданием ответа от руководителя и обработкой руководителем поступающих к нему запросов. Возможными рисками оказались информационная изоляция и коммуникационный шум. Для того, чтобы избежать их возникновения, было решено разработать интеллектуальный цифровой сервис, который будет обрабатывать часть обращений к руководителю, связанных с управлением задачами, а также помогать в распространении информации о готовящихся мероприятиях и собирать обратную связь. Разработке предшествует проектирование, которое помогает избежать возникновения интерфейсных ошибок и уменьшает затраты на разработку.

Завершающим шагом работы стала подготовка UML-диаграмм для описания логической модели программного продукта, спроектированного в соответствии с UX-подходом к разработке.

Список источников

  1. Стерлягов, С.П. Применение user Experience / User interface моделирования для разработки мобильного приложения / С.П. Стерлягов, Е.П. Селютина.// МНИЖ. 2017. №8-3 (62). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-user-experience-user-interface-modelirovaniya-dlya-razrabotki-mobilnogo-prilozheniya. (дата обращения: 12.11.2024).
  2. Почему пользовательский опыт (UX) важен для архитектуры программного обеспечения? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://appmaster.io/ru/blog/pol-zovatel-skii-interfeis-dlia-arkhitektury-programmnogo-obespecheniia (Дата обращения: 17.10.2024)
  3. Рогов, М.Г. Психологические основы менеджмента / М.Г. Рогов, Н.Ш. Валеева // учебное пособие. Казань: Казанский государственный технологический университет. – 1995. – с. 120.
  4. Еремина, И.Ю. Принципы и индикаторы формирования организационной структуры на современном предприятии / И.Ю. Еремина, О.М. Алексеева, А.С. Абдулкадыров // Информационно-экономические аспекты стандартизации и технического регулирования. – 2021. № 1 (59). – с. 98-104.
  5. Куликова, О.М. Роль чат-ботов в построении эффективных коммуникаций / О.М. Куликова, С.Д. Суворова // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. – 2021. №4-3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-chat-botov-v-postroenii-effektivnyh-kommunikatsiy (дата обращения: 25.09.2024).
  6. Осадчук, П. О. Чат-боты для автоматизации внутренних коммуникаций / П. О. Осадчук. – Текст : непосредственный // Молодой ученый. – 2018. – № 27 (213). – С. 12-16. – URL: https://moluch.ru/archive/213/51919/(дата обращения: 21.09.2024).
  7. Бех, И.И. Актуальность применения чат-ботов в мессенджерах для автоматизации процессов взаимодействия с пользователями / И.И. Бех, Д.А. Букреев // Международный студенческий научный вестник. – 2023. – № 6.; URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=21415 (дата обращения: 17.09.2024).
  8. Коваль, К.О. Проектирование интеллектуального цифрового сервиса коммуникации сотрудников предприятия / К.О. Коваль, Е.А. Искра // Сборник материалов IV Международной конференции «Инструменты проектного управления и анализа данных в системах поддержки принятия решений». – 2023. – с. 37-41.
  9. Коптенок, Е. В. Применение UML-диаграмм для проектирования программных комплексов / Е. В. Коптенок, М. В. Трунников, Е. А. Сухарев [и др.]. – Текст : непосредственный // Молодой ученый. – 2020. – № 19 (309). — С. 133-135. – URL: https://moluch.ru/archive/309/69887/ (дата обращения: 23.09.2024).
  10. Кантышев, Е. А. Мессенджеры как инструмент коммуникаций в бизнесе: сборник трудов конференции / Е.А. Кантышев // Новое слово в науке: стратегии развития : материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. с международным участием (Чебоксары, 12 март 2018 г.) / редкол.: О. Н. Широков [и др.] – Чебоксары: Центр научного сотрудничества «Интерактив плюс», 2018. – С. 257-259.
  11. Гольчевский Ю. В., Непеин А. В. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЧАТ-БОТА ДЛЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РАСПИСАНИЯ В СОЦИАЛЬНОЙ СЕТИ // Вестник Сыктывкарского университета. Серия 1. Математика. Механика. Информатика. 2021. №3 (40). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/proektirovanie-i-razrabotka-chat-bota-dlya-predstavleniya-raspisaniya-v-sotsialnoy-seti (дата обращения: 02.12.2024).