Hispanopedia WikiLas fábricas de aprendizaje representan un entorno de fabricación realista para la educación , la formación y la investigación . En las últimas décadas, se han construido numerosas fábricas de aprendizaje en el ámbito académico y en la industria. [ 1 ]
Definición
El término fábrica de aprendizaje consta de dos palabras. La palabra « aprendizaje » indica el desarrollo de competencias , mientras que la palabra « fábrica » define un entorno de fabricación realista. [ 2 ] La definición generalmente aceptada fue acordada dentro del CIRP CWG y publicada en la Enciclopedia CIRP: [ 3 ] Según la Academia Internacional de Ingeniería de Producción (CIRP), una fábrica de aprendizaje se define por
- procesos que sean auténticos, incluyan múltiples estaciones y comprendan aspectos tanto técnicos como organizativos,
- Un entorno que es modificable se asemeja a una cadena de valor real ,
- un producto físico que se está fabricando, y
- un concepto didáctico que comprende el aprendizaje formal, informal y no formal, posibilitado por las propias acciones de los alumnos en un enfoque de aprendizaje in situ.
Dependiendo del propósito de la fábrica de aprendizaje, el aprendizaje se lleva a cabo mediante la enseñanza , la capacitación y/o la investigación . En consecuencia, los resultados del aprendizaje pueden ser el desarrollo de competencias y/o la innovación. Es deseable un modelo operativo que garantice el funcionamiento sostenido de la fábrica de aprendizaje. [ 4 ]
La diferencia entre las fábricas de aprendizaje y las fábricas modelo radica en que las fábricas de aprendizaje proporcionan un concepto didáctico y un modelo operativo para la formación.
Historia
El término «fábrica de aprendizaje» se acuñó por primera vez en EE. UU. en 1994, cuando la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) otorgó un premio a un consorcio de la Universidad Estatal de Pensilvania. Se han apoyado proyectos de diseño relacionados con la industria en una instalación de 2000 m² con máquinas, herramientas y materiales. Problemas reales de la industria podían resolverse en un entorno realista. En 2006, el programa recibió el Premio Gordon de la Academia Nacional de Ingeniería a la Innovación en la Educación en Ingeniería. En Europa, cada vez se diseñan más fábricas de aprendizaje en la última década. Una de las primeras fábricas de aprendizaje de esta ola es el «Centro para la Productividad Industrial», fundado por el Instituto de Gestión de la Producción, Tecnología y Máquinas Herramienta (Universidad Técnica de Darmstadt), establecido en 2007 (véase la sección 3). [ 1 ] En 2011, se estableció la Iniciativa sobre «Fábricas de Aprendizaje Europeas» con la 1.ª Conferencia sobre Fábricas de Aprendizaje en Darmstadt (Alemania). [ 5 ] La Iniciativa ha dado lugar a una colaboración europea en el tema de las fábricas de aprendizaje. En 2017, la iniciativa decidió incluir centros de aprendizaje de todos los continentes y cambió su nombre a "Asociación Internacional de Centros de Aprendizaje".
Ejemplos de fábricas de aprendizaje existentes
Fuente: [ 6 ]
Fábricas de aprendizaje en el ámbito académico
TU Darmstadt: Fábrica de Aprendizaje de Procesos CiP
In the Process Learning Factory CiP of the Technische Universität Darmstadt focuses on developing competencies for lean production and Industrie 4.0. It has been established in 2007. The delivery of raw material, machining, quality control, assembly, packing, and indirect processes are simulated similar to a small and medium-sized enterprise . Besides the eight variants of the pneumatic cylinder, customer-individualized requirements of different measurements are implemented in a lean machining area. On about 500 m2, learners apply lean methods and solve problems on own experience. The learning factory can map different scenarios from a wasteful and unbalanced production environment to a lean and a digital lean state. The 15 different learning modules are structured in lean basics, lean core elements and lean thinking. Within a learning module, practical experiences alternate with theoretical teaching. The Process Learning Factory CiP is a part of the SME competency center for the Rhine-Main area funded by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy. With new implemented Industrie 4.0-technologies the concept of lean is extended. Different technologies are implemented, e.g. product traceability, worker assistance, digital shopfloor management, predictive maintenance, milk run 4.0 and AGVs. With each implemented technology new topics for the learning modules are integrated. Furthermore, the operating institute has established many learning factories for academia and industry worldwide.[5][6][7]
Technische Universität Wien: Pilot Factory
In the TU Wien Pilot Factory focuses on Industrie 4.0. It is a realistic test environment with real machines, real production chains, and a real product. On 900 m2 a 3D printer is produced that uses the principle of fused deposition modeling. The printer dimensions can be configured on customer requirements. Different Industrie 4.0-concepts are integrated, e.g. process and layout adaptivity, a high degree of human-machine interaction, and use of data analytics for transparency and optimization. AGV transportation connects the manufacturing with the assembly area. The material is replenished automatically. Furthermore, operators are assisted with collaborative robots, assistance systems, sensor technology, and image processing.[5][6][8]
Stellenbosch University: Stellenbosch Learning Factory
La Fábrica de Aprendizaje de Stellenbosch de la Universidad de Stellenbosch ofrece capacitaciones en operaciones lean, ergonomía y es una plataforma de investigación para la Industria 4.0. Los grupos objetivo son socios de la industria y estudiantes de ingeniería industrial . Entre los nuevos desarrollos se incluye un programa de maestría de doble titulación con la Universidad de Reutlingen . Los estudiantes alemanes tienen la posibilidad de asistir a una escuela de verano. En la fábrica de aprendizaje se integran un sistema de seguimiento y localización RFID y una visualización de KPI en tiempo real. El producto de la Universidad de Stellenbosch es un tren a escala O. [ 5 ]
Universidad de Windsor: iFactory
La iFactory de la Universidad de Windsor se centra en el producto integrado, el aprendizaje de sistemas y la Industria 4.0. En 200 m² se ensamblan escritorios y tensores de correas para automóviles. El seguimiento de los procesos y la planificación y programación de las operaciones de producción se realiza mediante etiquetas RFID. El sistema completo es modular y reconfigurable con equipos de FESTO Didactic. El objetivo principal de la fábrica de aprendizaje es la investigación, la docencia y la demostración para estudiantes y la industria. La fábrica de aprendizaje se creó en 2011 y es la primera de su tipo en Norteamérica. [ 5 ] [ 6 ]
Universidad de Luxemburgo: Laboratorio de excelencia operativa
El Laboratorio de Excelencia Operacional de la Universidad de Luxemburgo ofrece a los socios industriales la oportunidad de adquirir experiencia práctica con herramientas Lean y demostrar nuevas tecnologías relacionadas con la Industria 4.0. Algunos ejemplos de estas nuevas tecnologías son la integración de RFID, la realidad aumentada y los manuales digitales. Además, se imparte formación a estudiantes de máster en ingeniería. La fábrica de aprendizaje es una plataforma para la adaptación de nuevas funcionalidades tecnológicas, permitiendo desarrollar, analizar y validar su usabilidad en líneas de montaje o desmontaje. El producto de la fábrica de aprendizaje es una perforadora. [ 5 ]
Technische Universität München: Fábrica de aprendizaje para la producción ajustada (LSP)
El enfoque de la Fábrica de Aprendizaje para la Producción Lean (LSP) en la TU München es la producción lean. El producto fabricado es una caja de cambios real con 24 variantes. Las instalaciones constan de un área de ensamblaje, un taller kaizen y un área de enseñanza teórica. Se mapean los procesos de logística, ensamblaje, control de calidad y embalaje. Durante el curso se recrea un recorrido lean típico: desde una situación insatisfactoria hasta un estado lean. La teoría se imparte en sesiones teóricas. Se ofrecen entre cuatro y seis capacitaciones al año. El equipo móvil se puede transportar a cualquier lugar. [ 5 ] [ 6 ]
Universidad Ruhr de Bochum: Fábrica de Aprendizaje LPS
Los temas principales de la Fábrica de Aprendizaje LPS son la producción ajustada, la Industria 4.0 y la eficiencia de los recursos. Fue establecida en 2009 por la Universidad Ruhr de Bochum . En 1800 m² se fabrican tapones de botellas, soportes para tapones y diversos productos bajo pedido . El entorno de producción incluye diversas máquinas herramienta, sistemas de transporte de carga, estaciones de ensamblaje manual y varios robots industriales. Los temas principales son la producción ajustada, la Industria 4.0 y la eficiencia de los recursos. Cada año, 900 estudiantes realizan ejercicios prácticos. Se producen productos reales que se compran para la industria. Además, en la fábrica de aprendizaje se llevan a cabo numerosos proyectos de investigación, por ejemplo, el modelo de madurez de la Industria 4.0, sistemas de asistencia y aprendizaje, sistemas de producción ciberfísicos y robótica industrial. Desde 2018, la fábrica de aprendizaje forma parte del centro de competencia SME 4.0 de Siegen. [ 5 ] [ 6 ] [ 9 ]
Universidad Tecnológica de Dresde: Laboratorio de Proceso a Pedido (P2O-Lab)
El P2O-Lab es una fábrica de aprendizaje de 110 m² ubicada en las instalaciones de la Universidad Tecnológica de Dresde . [ 10 ] Partiendo de enfoques de solución de los campos de la modularización , la digitalización y la inteligencia artificial , el P2O-Lab investiga los próximos pasos para atender mercados altamente variables con ciclos de vida de productos casi binarios . [ 11 ] El P2O-Lab se pregunta qué requisitos, modelos, métodos y herramientas deben cumplirse para ello. Como UserStory complementario , el objetivo es derivar, evaluar e implementar un proceso adecuado a partir de módulos de planta existentes directamente desde el pedido del producto. Los hallazgos de la investigación actual se incorporan posteriormente a la docencia de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la TU Dresden . Además, tanto estudiantes como personas externas tienen la oportunidad de adquirir experiencia práctica en el P2O-Lab en el contexto de talleres y prácticas profesionales.
Fábricas de aprendizaje en la industria
Plataforma de aprendizaje MPS
Desde 2011, la plataforma de aprendizaje MPS de Daimler AG fabrica diferentes productos en 3000 m² con el enfoque principal en la producción ajustada (lean production). Se utilizan los componentes originales de la producción, así como modelos a escala 1:10 con diversas simulaciones. Se simulan talleres de prensado, carrocería, pintura, montaje y logística, como parte de la industria automotriz. Los productos ensamblados pueden reutilizarse después de la capacitación: por ejemplo, unidades de control de techo, parasoles, cubiertas, alfombrillas o paneles de techo. La capacitación la imparten empleados internos cualificados con conocimientos didácticos y amplia experiencia en el área de producción. La capacitación consta de un 20 % de teoría y un 80 % de práctica. Se ofrecen más de diez módulos de aprendizaje diferentes para los participantes, que obtienen información valiosa para su trabajo diario. La plataforma de aprendizaje MPS se apoya cada vez más en la cooperación con socios externos como la Universidad Técnica de Darmstadt (TU Darmstadt). [ 6 ]
Fábrica de Aprendizaje Festo Scharnhausen
La Fábrica de Aprendizaje de Festo en Scharnhausen, operada por Festo AG desde 2014, abarca cuatro áreas temáticas: procesamiento mecánico (1), montaje de válvulas y terminales de válvula (2), automatización y mejora de procesos (4) y administración de la fábrica de aprendizaje (4). En una superficie de 220 m² distribuidos en cuatro salas, se fabrican válvulas neumáticas y terminales de válvula. Se ofrecen más de cuarenta módulos de aprendizaje en catorce puestos de trabajo diferentes. Los participantes son exclusivamente empleados de Festo, especialmente para la formación de nuevos operarios y la cualificación avanzada de los trabajadores en activo. Cada jefe de equipo o un especialista cualificado forma personalmente a los operarios. Por ello, se han desarrollado módulos de «Formación de formadores». La formación se actualiza continuamente, integrando nuevos productos, procesos y equipos de producción. [ 6 ]
Enfoque para la planificación y el diseño orientados a las competencias.
El concepto de fábricas de aprendizaje ofrece potencial a los enfoques didácticos y técnicos tradicionales. Gracias a un entorno realista, los alumnos se motivan más y se facilita el desarrollo de competencias. Es posible el aprendizaje basado en problemas , proyectos o investigación. El aprendizaje orientado a la acción ofrece ventajas significativas en comparación con los métodos de enseñanza tradicionales. [ 12 ] Los métodos, las innovaciones y las tecnologías se pueden transferir a la industria con mayor facilidad. Mediante las fábricas de aprendizaje, los alumnos pueden aplicar métodos en un entorno de producción real sin el efecto negativo de detener las líneas de producción en su propia empresa. [ 13 ]
Las fábricas de aprendizaje están diseñadas en tres niveles de diseño: [ 6 ]
- A nivel macro, se diseña el programa educativo completo y el entorno físico de la fábrica con sus elementos característicos. Esto incluye la infraestructura sociotécnica (el entorno de producción, los procesos productivos, el producto y los empleados). En el proceso de diseño se deben considerar los objetivos de aprendizaje, los grupos destinatarios y demás partes interesadas.
- Los distintos módulos de aprendizaje están diseñados a nivel meso. Cada módulo puede utilizar diferentes partes del entorno de la fábrica de aprendizaje. El proceso de aprendizaje debe estructurarse en este nivel de diseño.
- El nivel micro se centra en los escenarios de aprendizaje dentro de un módulo de aprendizaje. Estos escenarios se clasifican en exploratorios, experimentales, sistematizadores o reflexivos. Los objetivos de aprendizaje determinan el escenario. En este nivel de diseño, se debe considerar tanto la preparación del entorno de aprendizaje como el soporte, el material, el medio y el producto final.
Se pueden ver más detalles sobre el proceso de diseño de fábricas de aprendizaje en la disertación de Michael Tisch con el título "Modellbasierte Methodik zur kompetenzorientierten Gestaltung von Lernfabriken für die schlanke Produktion". [ 14 ]
Limitaciones de las fábricas de aprendizaje
El concepto de fábrica de aprendizaje también tiene limitaciones. La planificación, el desarrollo, la construcción y el funcionamiento de las fábricas de aprendizaje requieren recursos financieros y humanos. Las fábricas de aprendizaje físicas necesitan espacio en una instalación. Es necesario adquirir y mantener maquinaria, puestos de trabajo y otros elementos de la fábrica. Los socios y el personal deben estar dispuestos y ser capaces de participar en una fábrica de aprendizaje. La sostenibilidad debe garantizarse mediante un modelo operativo. Además, las fábricas de aprendizaje abarcan secciones limitadas de los entornos de producción. Una sola fábrica de aprendizaje no puede proporcionar un entorno general adecuado para todos los desafíos en el ámbito académico e industrial. Se abordan sectores industriales específicos, temas tratados, procesos de producción individuales, departamentos de la empresa y grupos objetivo. Las capacidades de mapeo de las fábricas de aprendizaje son limitadas. [ 13 ]
Véase también
Referencias
- ^ Abele E, Chryssolouris G, Sihn W, Metternich J, Elmaraghy H, Seliger G, Sivard G, Elmaraghy W, Hummel V, Tisch M, Seifermann S, "Learning Fábricas para la investigación y la educación orientadas al futuro en la fabricación", CIRP Annals – Manufacturing Technology (en alemán) (66 ed.), págs. 803–826
- ↑ Wagner P, Prinz C, Wannöffel M, Kreimeier D, "Fábrica de aprendizaje para la gestión, la organización y la participación de los trabajadores", 5.ª Conferencia patrocinada por CIRP sobre fábricas de aprendizaje, Procedia CIRP ( en alemán) (32.ª ed.), págs. 115–119
- ↑ Anele E, "Factor de aprendizaje", Enciclopedia CIRP de ingeniería de producción (en alemán)
- ^ Abele E, Metternich J, Tisch M, Chryssolouris G, Sihn W, Elmaraghy H, Hummel V, Ranz F, "Learning Factories for Research, Education, and Training", Quinta conferencia sobre fábricas de aprendizaje patrocinada por el CIRP, Procedia CIRP (en alemán), no. 32, págs. 1 a 6
- 1 2 3 4 5 6 7 8 "Sitio web de la IALF" . Asociación Internacional de Fábricas de Aprendizaje . 21 de agosto de 2019.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Abele E, Metternich J, Tisch M (20 de octubre de 2018), Fábricas de aprendizaje: conceptos, directrices, ejemplos de buenas prácticas (en alemán), Springer, ISBN 978-3-319-92260-7
- ↑ Enke J, Glass R, Kreß A, Hambach J, Tisch M, Metternich J (2018), "Industrie 4.0 – Competencies for a modern production system: A curriculum for Learning Factories", Procedia Manufacturing (en alemán), n.º 23, pp . 276–272
- ↑ Sihn W, Gerhard D, Bleicher F (2012), "Visión e implementación de la fábrica de aprendizaje e innovación de la Universidad Tecnológica de Viena", en Sihn W, Jäger A (eds.), 2.ª Conferencia sobre Fábricas de Aprendizaje: Producción competitiva en Europa a través de la educación y la formación (en alemán), pp. 160–177
- ^ Kreimeier D, Prinz C, Morlock F (2012), "Lernfabriken in Deutschland: Praktisches Lernen in einer Fertigungsumgebung zur Schulung von Ganzheitlichen Produktionssystemen", Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF) (en alemán), no. 108, págs. 724– 727
- ↑ «Resumen de la investigación» . Universidad Técnica de Dresde . Consultado el 9 de junio de 2023 .
- ↑ Vogt, Lucas; Pelzer, Florian; Klose, Anselm; Khadyrov, Valentin; Lange, Hannes; Viedt, Isabell; Urbas, Leon; Mädler, Jonathan (2023). "P2O-Lab: Una fábrica de aprendizaje para la digitalización y la modularización" . Revista electrónica SSRN . doi : 10.2139/ssrn.4456423 . ISSN 1556-5068 . S2CID 258882125 .
- ↑ Cachay J, Wennemer J, Abele E, Tenberg R (2012), "Estudio sobre el aprendizaje orientado a la acción con un enfoque de fábrica de aprendizaje", Procedia—Social and Behavioral Sciences (en alemán), n.º 55, págs . 1144–1153
- 1 2 Tisch M, Metternich J (2017), "Potenciales y límites de las fábricas de aprendizaje en investigación, transferencia de innovación, educación y formación", Procedia Manufacturing (en alemán), n.º 9, págs. 1355–1375
- ^ Tisch M (2018), Modellbasierte Methodik zur kompetenzorientierten Gestaltung von Lernfabriken für die schlanke Produktion (en alemán), Shaker Verlag, ISBN 978-3-8440-5824-6
Enlaces externos
- Asociación Internacional de Fábricas de Aprendizaje
- Fábrica de Aprendizaje de Procesos CiP
- Aprendiendo
- Fabricación ajustada
- Cuarta Revolución Industrial
