Sammantha Stephanía Olmos Esqueda

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Informe Técnico de Residencia Profesional

Proyecto

Manual de Prácticas para las Materias de Tópicos de

Manufactura I y II

Presenta

Sammantha Stephanía Olmos Esqueda Ingeniería Industrial

Asesor:

M.C. Miguel Ríos Farías

Villa de Álvarez, Colima, jnio de 2015

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Contenido Introducción ................................................................................................................... 3

Capítulo 1 ........................................................................................................................ 4

Antecedentes Generales ............................................................................................. 4

1.1 Antecedentes generales de la empresa ............................................................. 4

1.1.1 Historia ................................................................................................................ 4

1.2 Marco de referencia .............................................................................................. 5

1.3 Justificación del proyecto ..................................................................................... 5

1.4 Objetivos ................................................................................................................ 5

1.4.2 Objetivo general ................................................................................................. 5

1.4.1 Objetivos específicos......................................................................................... 5

1.5 Alcance .................................................................................................................. 6

Capítulo 2 ........................................................................................................................ 7

Descripción General de la Institución. ..................................................................... 7

2.1 Características generales de la empresa ....................................................... 7

2.1.1 Tipos de productos o servicios que se prestan .......................................... 7

2.1.2 Estructura Organizacional ............................................................................ 9

2.1.3 Descripción del Proceso ............................................................................. 10

2.2.1 Función del departamento donde se realiza la residencia ...................... 10

Capítulo 3 Procedimiento y Descripción de las Actividades Realizadas ........ 15

3.1 Descripción de las actividades realizadas .................................................... 15

Capítulo 4: Resultados ................................................................................................... 28

4.1 Conclusiones .......................................................................................................... 28

4.2 Competencias desarrolladas y/o aplicadas............................................................... 28

Bibliografía ................................................................................................................... 29

Anexos .......................................................................................................................... 30

Anexo 1: Visitas industriales .................................................................................... 30

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Introducción

La Residencia Profesional, es la etapa de formación de los estudiantes de

nivel licenciatura del Tecnológico Nacional de México, en la cual; cada estudiante

debe realizar una estancia de un “semestre académico” en una organización

productiva, ya sea en el sector público o privado, con el propósito de aplicar los

conocimiento teóricos recibidos en el aula, en la solución de un problema real,

guiado por un asesor por parte de la institución educativa (interno) y un asesor por

parte de la organización productiva (externo), de tal manera; que el estudiante viva

una experiencia real dentro de una organización productiva. De dicha estancia, el

estudiante redacta un reporte por escrito del proyecto realizado, denominado

“Reporte de Residencia Profesional”.

En este caso, el proyecto de residencia profesional, es realizado en el

mismo Instituto Tecnológico de Colima, apoyando en la elaboración de un manual

de prácticas, para dos materias de la retícula de la carrera de ingeniera industrial,

Tópicos de Manufactura I y Tópicos de Manufactura II.

La elaboración de prácticas, es el complemento desarrollar habilidades y

alcanzar las competencias en ciertas áreas de su especialidad. Las prácticas

apoyan a los estudiantes a comprender la operación de equipos, al mismo tiempo

aprenden técnicas de análisis para mejora de los sistemas de manufactura.

Para la elaboración de este manual de prácticas, primero; se analiza el

contenido y alcance temático de cada programa, en segundo lugar se hace el

análisis de cada tema y se identifican las posibles prácticas, luego se desarrolla

cada práctica, para cada unidad y por último se presentan las conclusiones y

comentarios del trabajo desarrollado.

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Capítulo 1

Antecedentes Generales 1.1 Antecedentes generales de la empresa

1.1.1 Historia

El Instituto Tecnológico de Colima (ITC) es fundado el 6 de octubre de 1976

con tres carreras: Ingeniería Industrial en Planeación, Ingeniería Industrial

Eléctrica y la Licenciatura en Administración de Empresas Turísticas en

Planeación y Promoción, con una matrícula total de 62 alumnos y 14 trabajadores,

entre directivos, docentes y administrativos.

La creación de un Instituto Tecnológico en el Estado de Colima, se debe

principalmente al propósito del gobierno federal de establecer una alternativa de

formación profesional que impulsara el desarrollo de la región en las áreas

industrial y de servicios. Pero es importante asentar que gracias al empuje de la

juventud colimense ante la necesidad de continuar sus estudios superiores, un

grupo de estudiantes de la carrera de Ingeniería Eléctrica que asistía a la vecina

localidad de Ciudad Guzmán, Jalisco, visitaron al entonces Gobernador del

Estado, pidiéndole que apoyara con su gestión para que Colima tuviera su propio

Instituto Tecnológico, lo cual redundaría en beneficio del estado, el entorno

regional y el país en general.

El Ingeniero Eduardo Pérez Arce Silva es el director fundador de esta noble

casa de estudios y su gestión termina hasta el 27 de octubre de 1981, año en que

el Ingeniero Martín Horacio Vázquez Aquino lo releva en el cargo, y en cuyo

período se incorporan cerca de 3,000 m2 de construcción, incluyendo cinco

edificios; compuestos por veintidós aulas, cinco laboratorios, un taller de dibujo,

áreas comunes para las actividades académicas y administrativas, así como

algunas áreas verdes.

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1.2 Marco de referencia

Al hablar de un manual de prácticas se pueden tomar muchos ejemplos

como base, sin embargo; al tratarse de un laboratorio de ingeniería industrial, es

necesario buscar información, tanto en libros, como en internet, de diferentes

equipos como tal como; el torno CNC, la fresadora CNC, brazo hidráulico además

de microcomponentes.

1.3 Justificación del proyecto

La elaboración de éste proyecto surgió por la necesidad de crear prácticas

dentro de las instalaciones del laboratorio de ingeniería industrial, con las cuales

los alumnos de la carrera pudieran desarrollarse en un ámbito más parecido a lo

que se encuentra en las industrias, sabiendo manejar distintos componentes,

maquinarias y equipos que son muy comunes en las distintas áreas de ingeniería.

1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo general

Desarrollar el manual de prácticas para los diversos temas contenidos en

los programas de las materias Tópicos de Manufactura I y Tópicos de Manufactura

II, de la carrera de Ingeniería Industrial, ofertada actualmente en el Instituto

Tecnológico de Colima.

1.4.2 Objetivos específicos

Desarrollar por lo menos una práctica, para cada tema, de cada materia de

Tópicos de Manufactura I y Tópicos de Manufactura II, de la retícula 2010.

Realizar una guía de cada práctica, para apoyar al docente y orientar a los

estudiantes en la realización de cada práctica.

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1.5 Alcance

El alcance de éste proyecto es analizar los diferentes temas contenidos en

los programas de dos materias de la especialidad de Manufactura de la retícula

actual de la carrera de Ingeniería Industrial y desarrollar un manual de prácticas.

El manual es la guía para el docente responsable de la materia, en la preparación

y realización de cada práctica. Para los estudiantes, el manual es una guía técnica

para orientar el aprendizaje y complementar la formación en la especialidad de la

carrera de ingeniería industrial.

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Capítulo 2

Descripción General de la Institución.

2.1 Características generales de la empresa

El Instituto Tecnológico de Colima, es una Institución de educación de nivel

superior, la cual forma parte del Tecnológico Nacional de México.

El propósito de esta institución es formar profesionistas con conocimientos

pertinentes, humanistas y de excelencia.

2.1.1 Tipos de productos o servicios que se prestan

El servicio que se ofrece dentro del instituto es un sistema escolarizado y

estructurado de acuerdo a las diferentes carreras que se ofertan. Las carreras

ofertadas actualmente se presentan a continuación, la mayoría de las mismas

están acreditas, con el organismo certificador correspondiente.

Arquitectura

Ingeniería Ambiental

Ingeniería Bioquímica

Ingeniería en Gestión Empresarial

Ingeniería Industrial

Ingeniería Mecatrónica

Ingeniería en Sistemas Computacionales

Ingeniería en Informática

Licenciatura en Administración

Licenciatura en Contador Público

Maestría en Sistemas Computacionales

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La población estudiantil del ITC, registra un incremento continuo desde su

formación, en las figuras 1 y 2, se muestra dicho incremento.

Año Población Estudiantil Ingeniería Industrial

1976 62 10

1977 97 15

1986 864 137

1989 1355 215

2002 1815 289

2006 2004 319

2007 2001 318

2013 2968 472

2014 3312 528

Figura 1. Población total del ITC

Figura 2. Gráfica de la población total del ITC

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En la figura 2, se observa el incremento poblacional de estudiantes de la

carrera de Ingeniería Industrial, en el ITC.

Al comparar la figura 2 y la figura 3, se sigue viendo el incremento en la

asistencia de alumnos solo que esta vez en la carrera de Ingeniería Industrial. El

aumento estimado es de un 15.9% anual aproximadamente, lo que hace de esta

carrera una de la más concurridas de la institución.

2.1.2 Estructura Organizacional

En la figura 4 se muestra el organigrama actual del Departamento de

Ingeniería Industrial y Mecatrónica del Instituto Tecnológico de Colima.

Cabe destacar que la plantilla de docentes asignados actualmente a la

carrera de Ingeniería Industrial es de 16 profesores de tiempo completo y por

Figura 3. Total de estudiantes de Ingeniería Industrial

10

horas, de la misma manera hay 10 profesores en la Ingeniería de Mecatrónica.

También se cuenta con más de 9 laboratorios para ambas ingenierías.

Figura 4. Organigrama del departamento de ingeniería industrial y mecatrónica

2.1.3 Descripción del Proceso

El primer paso es recabar la información necesaria para analizar la retícula

actual de la carrera de Ingeniería Industrial y específicamente revisando las

materias de la especialidad de Tópicos de Manufactura I y Tópicos de

Manufactura II. Después de ver los contenidos temáticos de cada una de las

materias, se proponen posibles prácticas en un borrador, el propósito es que cada

práctica es desarrollarla en el mismo laboratorio, con la orientación y supervisión

del docente.

2.2 Caracterización del área de trabajo

2.2.1 Función del departamento donde se realiza la residencia

Departamento de ingeniería Industrial se enfoca en planear, coordinar,

controlar y evaluar las actividades de docencia, investigación y vinculación en las

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áreas correspondientes a Ingeniería Industrial que se impartan en el Instituto

Tecnológico.

De la misma manera se encarga de coordinar con las Divisiones de

Estudios Profesionales y de posgrado e Investigación y con el Departamento de

Desarrollo Académico, la formulación y aplicación de técnicas e instrumentos para

la evaluación del aprendizaje de las asignaturas correspondientes a las áreas de

Ingeniería Industrial que se impartan y controlar su desarrollo.

Así mismo tiene la tarea de coordinar los proyectos de investigación

educativa, científica y tecnológica en las áreas de Ingeniería Industrial que se

lleven a cabo en el Instituto Tecnológico y controlar su desarrollo. De igual forma

se supervisa y evalúa el correcto funcionamiento del departamento y con base en

los resultados, proponer las medidas que mejoren su operación y se presentan

reportes periódicos de las actividades desarrolladas a la subdirección académica.

Dentro del laboratorio de Ingeniería industrial se hacen prácticas de

diferentes materias como lo son Estudio del Trabajo (mesa rotatoria y cabinas

ergonómicas), Ergonomía, Sistemas de Manufactura, Robótica, CNC, PLC. Así

que las prácticas son muy diversas por la orientación y uso que se le da según las

cargas académicas.

En las figuras 5 a la 20, se muestran las instalaciones del laboratorio

de Ingeniería Industrial, en las cuales se observan diferentes equipos, maquinaria

e instrumentos utilizados en las prácticas de diferentes materias.

Figura 6. Control de las Cabinas Ergonómicas

Figura 5. Cabina Ergonómica

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Figura 8. Interior de la cabina ergonómica

Figura 7. Mesa rotatoria

Figura 9. Control de la mesa rotatoria

Figura 10. Centro de la mesa rotatoria

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Figura 11. Interior del laboratorio

Figura 12. PLC

Figura 13. Torno CNC

Figura 14. Panel de control del torno

Figura 15. Brazo robótico Figura 16. Panel de control de la fresadora

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Figura 18. Fresadora CNC Figura 17. Estación de verificación

Figura 20. Estación de proceso Figura 19. Brazo neumático

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Capítulo 3

Procedimiento y Descripción de las Actividades Realizadas

3.1 Descripción de las actividades realizadas

En el laboratorio de ingeniería industrial se desarrollan diferentes prácticas,

de distintas materias, entre las materias más representativas se encuentran, las

materias de Tópicos de manufactura I y Tópicos de Manufactura II.

Con el temario de ambas materias se han desarrollado distintas prácticas,

con las cuales los estudiantes de la carrera de ingeniería industrial, tienen una

mayor oportunidad de mejorar el conocimiento, además de desarrollar el potencial

técnico intelectual y académico de cada estudiante, siguiendo las instrucciones de

las prácticas y del docente responsable, de tal manera. Para así lograr saber el

funcionamiento de los equipos que conforman el laboratorio. A continuación se

muestran las prácticas desarrolladas para cada materia según su temario.

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Prácticas de

Tópicos de

Manufactura I

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Ingeniería Industrial Práctica #1

Tópicos de Manufactura I Unidad I

Nombre de la práctica: Introducción a los sistemas avanzados de manufactura Revisión 0

Guía para el desarrollo de la práctica

(Esta práctica se puede desarrollar en equipos máximo de tres personas) Objetivo: Desarrollar las habilidades necesarias para diseñar el proceso de manufactura de un producto. Alcance: Definir el proceso de manufactura para la elaboración de un producto. Materiales e insumos:

Los materiales requeridos son; cuaderno de notas, acceso a internet e instrumentos para escritura. Procedimiento:

Seleccionar un producto

Geometría (dibujo del producto)

Identificación de partes (despiece, plano con dimensiones y tolerancias)

Definición de materiales (comparación de materiales)

Definición del proceso (diagrama de bloques y de operaciones)

Hacer un cronograma de actividades tomando en cuenta cada una de las tareas que se

deben realizar al término del tiempo destinado para la realización de esta práctica.

Tiempo estimado:

Máximo, 25 horas (cinco en el aula y quince por parte del estudiante).

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Tópicos de Manufactura I Unidad II

Nombre de la práctica: Introducción a los sistemas avanzados de manufactura

Revisión 0


(Esta práctica se puede desarrollar en equipos máximo de tres personas) Objetivo:

Manufacturar un producto con los conocimientos ya adquiridos. Alcance: Entregar en el tiempo que se establezca el producto maquinado ya terminado Materiales:

El material necesario para esta práctica es seleccionado con anterioridad por el alumno en la práctica anterior Procedimiento:

El procedimiento depende de que material seleccionado y de qué tipo de maquinado requiere el producto. Tiempo estimado:

Máximo, 15 horas (cinco en el aula y diez por parte del estudiante).

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Tópicos de Manufactura I Unidad III

Nombre de la práctica: Ingeniería de procesos Revisión 0 Guía para el desarrollo de la práctica

(Esta práctica se puede desarrollar en equipos máximo de tres personas) Objetivo:

Desarrollar las habilidades necesarias para proponer el proceso de manufactura de un producto. Alcance:

Definir todo el proceso necesario para la elaboración del producto. Materiales: El material necesario para esta práctica es seleccionado con anterioridad por el alumno en la práctica anterior. Procedimiento:

Realizar diagrama de flujos de procesos.

Realizar diagrama de operaciones.

Requerimientos (flujo de materiales).

Especificaciones de máquina y herramientas.

Hacer un cronograma de actividades tomando en cuenta cada una de las tareas que se deben realizar al término del tiempo destinado para la realización de esta práctica Tiempo estimado:


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Tópicos de Manufactura I Unidad III

Nombre de la práctica: Ingeniería de procesos Revisión 0 Guía para el desarrollo de la práctica

(Individual) Objetivo:

Conocer la importancia del dimensionamiento de piezas para maquinar en procesos de manufactura. Alcance:

Dibujar una pieza y dimensionar para maquinado. Materiales: El material es adquirido por el alumno según su criterio Procedimiento:

En base a la práctica anterior realizar un plano de las instalaciones tomando en cuenta las

dimensiones de las máquinas, herramientas y los espacios requeridos para la realización de

cada una de las tareas, las áreas de trabajo pueden tener distintas tareas en ella si el alumno

lo determina

Tiempo estimado:

Máximo, 7 horas (dos en el aula y cinco por parte del estudiante).

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Tópicos de Manufactura I Unidad IV

Nombre de la práctica: Ingeniería de procesos Revisión 0



Transformar un movimiento circular, en un movimiento lineal, utilizando dos diferentes elementos mecánicos. Alcance:

Se considera una fuente generadora de movimiento circular y elementos mecánicos necesarios para cambiar a un movimiento lineal. Materiales:

El material es seleccionado por el estudiante, de acuerdo a sus posibilidades y preferencias. Procedimiento: El estudiante selecciona los mecanismos, de trabajo.

Tiempo estimado: Máximo, 7 horas (dos en el aula y cinco por parte del estudiante).

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Prácticas de

Tópicos de

Manufactura II

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Tópicos de Manufactura II Unidad I

Nombre de la práctica: Conociendo los Programmable Logic Controler (PLC’s) o Controladores Lógicos Programables

Revisión 0



Conocer las partes y características de un PLC. Alcance: Análisis técnico, operación y programación de PLC’s. Materiales:

Los equipos propuestos en esta práctica, están en función de la disponibilidad las instalaciones de los laboratorios del IT Colima. Procedimiento:

El docente orienta a los estudiantes y proporciona información acerca del concepto de los PLC, el estudiante identifica físicamente los PLC, las partes que los componen en diversos modelos y marcas.

1. Siemens

2. Festo.

Pasos: a) Revisar la teoría de diseño y operación de un PLC.

b) Selección de materiales.

c) Diseño del circuito eléctrico.

d) Manipulación y cambios, registrar los resultados y sacar conclusiones.

e) Elaboración de un reporte técnico y comentarlo en el grupo.

Tiempo estimado:


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Tópicos de Manufactura II Unidad I

Nombre de la práctica: Conociendo y construyendo los Diagramas de Control (Diagramas de escalera).

Revisión 0



Realizar el circuito en diagrama escalera para simular la operación de un PLC. Alcance: Análisis técnico, conocimiento y desarrollo de un Diagrama de Control Materiales:

Los materiales y herramientas de trabajo en esta práctica, están en función de material seleccionado por cada estudiante, para la fabricación de cada uno de los elementos mecánicos de estudio. Procedimiento: El docente orienta a los estudiantes y proporciona información acerca del concepto del Diagrama de Control, el estudiante identifica las partes que componen a cada máquina para poder observar cuales son los determinantes de cada circuito. Pasos:

1. Seleccionar la maquinaria o equipo a utilizar, como algún portón eléctrico o máquina

simple.

2. Identificar las partes que lo componen, así como las características de cada

componente (como el voltaje).

3. Conocer y ubicar las partes del diagrama de Control.

4. Hacer el acomodo correspondiente de los componentes en el diagrama de Control

como las partes que reciben voltaje y de las que sale.

Tiempo estimado: Máximo, 15 horas (cinco en el aula y diez por parte del estudiante).

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Tópicos de Manufactura II Unidad II

Nombre de la práctica: Prototipos de robótica industrial Revisión 0


(En equipos) Objetivo:

Conocer las partes, clasificación y arquitectura de los robots. Alcance: Construcción de un prototipo, con movimiento en tres ejes y un sujetador integrados que funcione y pueda dar los movimientos necesarios para sujetar algún objeto y moverlo de un punto a otro. Materiales:

Los materiales y herramientas de trabajo en esta práctica, están en función de material seleccionado por cada estudiante, para la fabricación de cada uno de los elementos mecánicos de estudio. Procedimiento: El docente orienta a los estudiantes y proporciona información sobre la robótica, así como reafirmando los conocimientos adquiridos en la unidad anterior. Los estudiantes deberán:

Clasificar a los robots por su fuente de energía.

Sistemas de un robot.

Grados de libertad.

Leyes de a robótica.

Servomotores.

También será necesario construir un prototipo que realice los movimientos necesarios para mover objetos de un lugar a otro siendo programado. Tiempo estimado: Máximo, 15 horas (cinco en el aula y diez por parte del estudiante).

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Tópicos de Manufactura II Unidad III

Nombre de la práctica: Fundamentos y programación del control numérico computarizado

Revisión 0


(En equipos) Objetivo: Conocer los códigos utilizados en la programación de equipos CNC. Alcance:

Programación de algún equipo CNC del laboratorio de ingeniería industrial. Materiales: Torno y/o fresadora del laboratorio de ingeniería industrial. Procedimiento:

El docente orienta a los estudiantes y proporciona información acerca del concepto lo que es un Control Numérico Computarizado y algunos aspectos de la programación del mismo. Sin embargo el estudiante investiga el fundamento teórico del Control Numérico Computarizado. Los fundamentos a investigar son:

Códigos.

Lenguajes CNC

Sintaxis de programación.

Tiempo estimado: Máximo, 25 horas (cinco con orientación del docente y el resto por parte del estudiante).

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Tópicos de Manufactura II Unidad III

Nombre de la práctica: Control y funcionamiento del CNC Revisión 0


(En equipos) Objetivo: Conocer, analizar y desarrollar un programa para manipular un CNC. Alcance:

Desarrollar un programa CNC para al menos una rutina de maquinado con los equipos de torno o fresadora. Materiales:

Los materiales y herramientas de trabajo en esta práctica, están en función de material seleccionado por cada estudiante, para la fabricación de cada uno de los elementos mecánicos de estudio. Procedimiento: El docente orienta a los estudiantes y proporciona información para el análisis y aplicación de los CNC que se encuentran disponibles, los alumnos deberán investigar y desarrollar:

Clasificación, aplicación y diseño de efectores.

Movimiento del CNC.

Después de investigarlo, es necesario el desarrollo de un proyecto sobre la aplicación de robots en la industria. Tiempo estimado: Máximo, 15 horas (cinco en el aula y diez por parte del estudiante).

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Capítulo 4

Resultados

4.1 Conclusiones Al finalizar éste proyecto de elaboración de manuales para las materias de

Tópicos de Manufactura I y II, se puede decir que se cumple con los objetivos

planteados, pues se proponen prácticas para cada una de las unidades de cada

una de las materias mencionadas, siendo esto un apoyo importante para el

docente que imparta la materia al igual que para el alumno interesado en ellas.

Es necesario mencionar que al realizar las prácticas, se encontraron diversos

recurso muy didácticos que son de gran ayuda para el alumno que esté cursando

estas materias; cada práctica es diseñada para que sea más parecida a lo que se

encontrarán en el ámbito laboral.

4.2 Competencias desarrolladas y/o aplicadas

La competencia principal al desarrollar este proyecto es la innovación, pues

con ella se crearon diferentes estrategias, maquinas y/o procesos se alcanza un

buen desempeño profesional. Otra competencia es la investigación que genera y

gestiona información que puede aportar diferentes datos claves para el avance de

las empresas y para los procesos de producción industrial con el fin de conseguir

altos rendimientos y calidad.

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Bibliografía

Computer Aided Manufacturing; Tie-Chien Chang, Richard A. Wysk, Prentice Hall

International

Amstaed, B.H., Ostuan, M. Begenan. Procesos de manufactura S.I.

Editorial C.E.C.S.A.

Avner. Intoduccion a la metalurgia física, Editorial Mc Graw Hill. Editorial. Díaz de

los Santos S.A.

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Anexos Anexo 1: Visitas industriales

Figura 21. Visita industrial a Marinela

Figura 22. Visita industrial a Honda

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Figura 23. Visita industrial a Continental

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