Desarrollo de recursos didácticos mediante el uso de tecnologías de fabricación digital como apoyo en el aprendizaje de asignaturas clave de Ingeniería Industrial
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Date
2026-09-11
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Publisher
Universidad de Cuenca. Facultad de Ciencias Químicas
Abstract
This study develops a kit of modular physical didactic prototypes, based on Design Thinking and manufactured through digital fabrication technologies, to strengthen practical learning in subjects related to the Industry and Production area of Industrial Engineering. The research was supported by a PRISMA 2020 systematic literature review, a student survey, and semi- structured interviews with faculty members, in order to identify needs associated with the connection between theory and practice, the availability of physical learning resources, and the observable representation of production processes. Based on these findings, QFD was applied to translate the voice of the user into technical design criteria, prioritizing modularity, ease of use, accessible digital fabrication, simulation of real processes, and self-explanatory interfaces. As a result, two main prototypes and one complementary module were designed and manufactured: a modular assembly line with digital timers to record station times and analyze bottlenecks; a Lean Manufacturing module with Kanban cards and Andon beacons to represent visual control, WIP, and Pull logic; and an adjustable modular ergonomic station to study reach zones, micromovements, and method improvement. Validation was carried out through pilot tests, observation instruments, time records, brief surveys, and photographic evidence. The results made it possible to verify the initial operation of the prototypes, their ease of use, and their relevance for representing technical concepts of Industrial Engineering. It is concluded that the kit constitutes an initial platform for practical experimentation, replicable and adaptable to different subjects in the area.
Resumen
El presente trabajo desarrolla un kit de prototipos didácticos físicos modulares, fundamentado en Design Thinking y fabricado mediante tecnologías de fabricación digital, para fortalecer el aprendizaje práctico en asignaturas del área de Industria y Producción de Ingeniería Industrial. La investigación partió de una revisión sistemática bajo PRISMA 2020, una encuesta a estudiantes y entrevistas a docentes, con el fin de identificar necesidades asociadas a la relación entre teoría y práctica, la disponibilidad de recursos físicos y la representación observable de procesos productivos. A partir de estos hallazgos, se aplicó QFD para traducir la voz del usuario en criterios técnicos de diseño, priorizando modularidad, facilidad de uso, fabricación digital accesible, simulación de procesos reales e interfaces autoexplicativas. Como resultado, se diseñaron y fabricaron dos prototipos principales y un módulo complementario: una línea de ensamble modular con temporizadores digitales para registrar tiempos y analizar cuellos de botella; un módulo Lean Manufacturing con tarjetas Kanban y balizas Andon para representar control visual, WIP y lógica Pull; y una estación ergonómica modular ajustable para estudiar zonas de alcance, micromovimientos y mejora de métodos. La validación preliminar se realizó mediante pruebas piloto, instrumentos de observación, registros de tiempos, encuestas breves y evidencia fotográfica. Los resultados permitieron comprobar la operación inicial de los prototipos, su facilidad de uso y su pertinencia para representar conceptos técnicos de Ingeniería Industrial. Se concluye que el kit constituye una plataforma inicial de experimentación práctica, replicable y adaptable a distintas asignaturas del área.
Keywords
Ingeniería Industrial, Fabricación digital, Prototipos didácticos, Aprendizaje práctico
Citation
Código de tesis
TN; 619
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Industrial