Implementation of a 3d educational game for industrial engineers

Abstract

Today’s “Gamer Generation” has led to a rapid growth of the game industry, with a vast amount of money spent on commercial entertainment games, instead of educational games. One reason is because it is difficult to implement a game that accurately represents the concepts that one tries to teach while holding the students’ attention. There has been some research into the development of games which aim to teach science concepts, but not Industrial Engineering (IE) concepts. Therefore in order to address this issue, the purpose of this project is to develop a computer game, which is focused on exposing freshman IE students to fundamental concepts applicable to manufacturing systems and improve their problem-solving skills in complex unstructured problems. Besides being an educational game it can also be called a “serious video game”, since it is classified as a “strategy video game”. The player has to carefully plan and manage resources in order to win. The project scope will be a single-player video game for personal computers, with multi-platform support. This game simulates daily activities in a factory in which users must make many decisions with the goal of fulfilling as many orders on time and as efficiently as possible. Some of the decisions that the user can control include: hiring or firing workers, buying or selling machines and equipment, increasing or decreasing storage space, setting unit loads for each transport activity, among others. In order to perform this project implementation, Java has been used as the programming language, and the development has been done with Object Oriented programming. In addition, two synchronized databases engines have been used: SQLite as the local database and MySQL as the remote database. Finally, JMonkey has been used as the game engine; SimPack has been used as the discrete event engine; and some algorithm of Artificial Intelligence has been applied to determine the shortest way between two points in the factory.

Actualmente la generación Gamer ha permitido un rápido crecimiento en la industria del juego, enfocándose en el desarrollo de juegos de entretenimiento, en vez de juegos educativos. Esto se debe a la complejidad que existe al desarrollar un juego educativo, ya que se debe conseguir que el jugador aprenda los conceptos que transmite el juego y a la vez, mantenga la atención de él. Existen distintas investigaciones con el objetivo de implementar juegos educativos que enseñan diferentes materias pero muy poco se ha logrado para la Ingeniería Industrial. Es por esta razón que el presente proyecto pretende implementar un juego enfocado a los estudiantes recién ingresados de Ingeniería Industrial. Este juego además de ser educativo, también está clasificado como “juego de estrategia” porque el jugador estará planificando y administrando cuidadosamente los recursos con la finalidad de obtener la victoria. El producto obtenido es un juego para computadoras, con soporte multiplataforma, y para un solo jugador. El juego consiste en la simulación de las actividades diarias de una fábrica, en donde el usuario toma decisiones con la finalidad de cumplir con el máximo pedidos que van llegando en el transcurso del juego. Entre las distintas decisiones se puede resaltar: contratar o despedir trabajadores, comprar o vender maquinarias y equipos de transporte, alquilar una mayor o menor cantidad de espacio en los almacenes y variar la cantidad de piezas o productos que se van a transportar entre las estaciones de trabajo. Para llevar a cabo la implementación de este proyecto, se utilizó Java como lenguaje de programación, desarrollándose bajo una programación orientada a objetos. Además, se utilizó dos motores de base de datos que se encuentran sincronizados entre sí, uno local y otro remoto, SQLite y MySQL respectivamente. Finalmente, se está utilizando JMonkey como motor de juego, SimPack como generador de eventos discretos, y aplicando un algoritmo de Inteligencia Artificial para encontrar el camino más corto entre dos puntos en la fábrica.