Cluster de conocimiento en diseño y manufactura de moldes y troqueles en

Querétaro: la vinculación empresa-gobierno-universidad-sociedad

Madeleine Medina Castillo, Profesor de Tiempo Completo, madeleine.medina@ upq.mx

José Guadalupe Octavio Cabrera Lazarini, Director de Programa Educativo, octavio.cabrera@ upq.mx

Ingeniería en Tecnologías de Manufactura, Universidad Politécnica de Querétaro, Querétaro, México

Área temática: Educación Superior, Ciencia y Tecnología: conceptualizaciones; experiencias.

Resumen

Este trabajo busca analizar la viabilidad de la creación y operación de un cluster de conocimiento

en el área de manufactura, específicamente en el sector de moldes y troqueles. Este cluster se

conformaría con instituciones de educación superior y media superior orientadas a esta disciplina,

el sector industrial manufacturero, ambos apoyados por el gobierno, a fin de desarrollar las

capacidades de innovación y desarrollo tecnológico a través de la creación de redes de

colaboración. El estudio se enfocará en la identificación tanto de instituciones de educación

media superior con perfiles hacia el sector metal-mecánica como industrias del ramo

manufacturero de moldes y troqueles. También dicho estudio abarcará las actividades académicas

realizadas por la Universidad Politécnica de Querétaro relativas a la relación entre universidades,

gobierno, industria y sociedad para promover un trabajo colaborativo en la generación de

conocimiento con valor agregado y relevante en desarrollo tecnológico de la matricería.

Esto llevará, a largo plazo, a la creación de un cluster de innovación y desarrollo tecnológico que

fomente la vinculación entre la industria de manufactura y centros académicos, permitiendo a los

recién egresados de las carreras de ingeniería incorporarse al trabajo en menor tiempo, con una

curva de aprendizaje más corta y menor capacitación por parte de la empresa. A su vez se

generarán proyectos conjuntos y trabajos colaborativos.

Palabras clave

Cluster de conocimiento, cadena de valor en la formación del capital humano, formación,

desarrollo de capacidades, manufactura, matricería, innovación, diseño.

Introducción

Se inicia con la definición de cluster dado por Michael Porter "Los clusters son concentraciones

geográficas de industrias e instituciones interconectadas en un campo particular". En un cluster se

incluyen, entre otros, a proveedores especializados, servicios e infraestructuras de apoyo.

Generalmente los clusters se extienden verticalmente en la cadena de suministros en las que se

enlazan las industrias y horizontalmente en donde las industrias comparten una base común de

conocimientos, un mercado similar para sus productos y utilizan tecnologías, recursos humanos

y/o recursos naturales similares. Muchos de ellos, incluyen instituciones gubernamentales,

parques tecnológicos, y universidades o centros especializados de educación, y apoyo técnico.

Un cluster del conocimiento es una estructura de interacción y cooperación en gestión que se

articula a través de procesos de aprendizaje colectivo e intercambio de conocimiento de los

agentes del mundo de la gestión. Desde el cluster del conocimiento se promueven iniciativas tales

como foros de intercambio de conocimiento, grupos de trabajo y visitas entre empresas, y se

impulsan foros de reflexión para difundir las tendencias en gestión empresarial (Letreros, 2004).

Un cluster del conocimiento representa la puerta de entrada de criterios de competitividad para

empresas y organizaciones. Este sistema es "responsable" de que a las empresas lleguen los

conocimientos en gestión necesarios para hacerlas eficaces y productivas (Arboníes, 2000). Por

su parte, Sapporo (2003) lo define como un sistema de innovación tecnológica formado a través

de iniciativas locales. La esencia del cluster del conocimiento es aumentar las existencias de

conocimiento, incluyendo el conocimiento del humano, cultura y sociedad, de forma que el uso

de estas acciones de conocimiento va a permitir obtener una mayor ventaja competitiva, en las

empresas participantes. Por su parte, Panera y Luengo (2007) definen a un cluster del

conocimiento como un medio por el que se trate de potenciar tanto la transferencia como la

creación de conocimiento inter-organizacional.

Para definir y operar un cluster de desarrollo tecnológico, en especial en el área de manufactura

de moldes y troqueles, es recomendable trabajar con las instituciones de educación media y

superior orientadas a esta disciplina. Si la industria manufacturera ofrece una oportunidad para

generar riqueza en su alrededor, en las instituciones educativas se tiene la oportunidad de formar

profesionistas, no sólo que vayan a trabajar en dicha industria, sino los que tengan la capacidad

de crear sus propias empresas para dar servicios a las primeras.

Un ejemplo claro de esta oportunidad es la manufactura de moldes y herramentales en México,

industria que importa bienes con un valor superior a los 2,000 millones de dólares (Cinta de

Aduanas 2009, Secretaría de Economía), sin una industria local comparable. La falta de

capacidad para producir estos implementos dificulta la manufactura local de piezas (en ocasiones

extremadamente sencillas), genera una dependencia con los productores, y favorece el desarrollo

de empresas que únicamente ensamblan. Las competencias locales de ingeniería y diseño,

debieran aprovecharse y desarrollarse para la manufactura de este tipo de productos, atraer mayor

valor y sobre todo, mantener el control sobre los bienes de capital.

Para este propósito, el talento es un factor crítico para el desarrollo futuro del sector y es uno de

los puntos centrales para una estrategia. En la formación de recursos humanos, la capacitación,

habilidades de aprendizaje, y competencias juegan un papel muy importante las universidades

públicas y otros organismos del estado que puedan brindar dichos conocimientos.

En el marco de este escenario, dentro del modelo de las Universidades Politécnicas una de las

metas es el llevar a cabo investigación aplicada y desarrollo tecnológico, pertinentes para el

desarrollo económico y social de la región, del estado, y de la nación, en especial a lo largo de la

formación que se le ofrece al alumno en las estancias y estadías en las empresas. En dichas

estancias y estadías, se desarrollan proyectos que resuelven una problemática real del sector

productivo donde se insertan. En particular en la Universidad Politécnica de Querétaro, UPQ, se

complementa la formación del alumno en el último ciclo con una especialidad (en matricería),

llevada a cabo de forma dual en la industria y en la universidad. La propuesta se plantea desde el

enfoque actual del desarrollo local del sector productivo, de responder a las demandas de capital

humano para la industria de la transformación y desarrollo tecnológico al generar ingeniería para

productos propios y transferencia de tecnología en este sector productivo.

Las funciones académicas de la UPQ en este ámbito se proponen sobre la base de los elementos

teóricos de los modelos de innovación en especial el modelo de Tetra Hélix en el que la sociedad

(fuera de la universidad, empresa y gobierno) juega un papel importante en la construcción de las

relaciones entre universidad-empresa-gobierno (Cabrera, 2011). Entre las diversas formas de

interacción entre las cuatro hélices, Cabrera (2011) menciona incluir derechos de la propiedad

intelectual, Incubadoras y emprendedurismo, infraestructura compartida, redes de colaboración,

universidad virtual gestión y transferencia del conocimiento, y no solo la tendencia limitada de

las visitas industriales, las prácticas profesionales y el servicio social.

Metodología

Este trabajo es un estudio exploratorio, que pretende identificar la viabilidad de creación de un

cluster de conocimiento en el área de manufactura de moldes y troqueles, apoyándose sobre un

marco teórico de la transferencia tecnológica a través de clusters. Identificando desde las

Instituciones de educación media superior proveedoras de capital humano a la Univeridad

Politécnica de Querétaro y a su vez el análisis en las actividades de colaboración con el modelo

de la Tetra Hélix, entre la universidad, gobierno, industria y sociedad para promover un trabajo

colaborativo en la generación de conocimiento.

Las etapas en las que se desarrollará inician con el diagnóstico de las instituciones de educación

media superior para identificar las que tengan orientación al área de manufactura. En una etapa

posterior, el análisis de las actividades académicas de la UPQ, desde diseño curricular, formación

de alumnos, relación con el sector productivo relativas a la generación de conocimiento. En otra

etapa, y no necesariamente en este orden, se identificarán empresas que tengan orientación y

necesidades de desarrollo tecnológico en manufactura de moldes y troqueles. Por último el

análisis de resultados contra los elementos teóricos, así como de algunas actividades

implementadas, conclusiones y propuesta de trabajos futuros.

Resultados

I. De la UPQ con educación media superior.

Un avance en los resultados obtenidos es la identificación de Instituciones Educación Media

Superior (IEMS) con mayor ingreso al Programa Educativo de Ingeniería en Tecnologías de

Manufactura (ITM) de la UPQ, los cuales se muestran en la figura 1.

Figura 1. Porcentaje de alumnos que ingresan a ITM por Institución de procedencia.

En la figura 1, puede apreciarse que entre las primeras cinco Instituciones de Educación Media

Superior, IEMS, que figuran son de corte técnico públicas.

Lo anterior llevó a hacer una consulta de cuáles son estas IEMS de carácter público, con carreras

técnicas afines a la ingeniería en manufactura, resultando seis en la región, mostradas en la

siguiente tabla 1.

Institución de Educación Media Superior Especialidad

CONALEP, Ruiz Obregón (Qro) Máquinas y herramienta

CONALEP, San Juan Del Río Productividad industrial

CBETIS 118 Técnico en electrónica

Técnico en mecánica

CECYTEQ, Pedro Escobedo Electricidad

CECYTEQ, Querétaro Mantenimiento

Electrónica

COBAQ, Satélite Logística

COBAQ Epigmenio González Control de calidad

Tabla 1. Instituciones de Educación Media Superior con carreras técnicas afines a la ingeniería en

manufactura.

Relacionado la figura y tabla anteriormente mostradas se puede apreciar que cerca del 80% de los

alumnos que ingresan al programa educativo de ingeniería en tecnologías de manufactura

pertenecen a estas seis instituciones; sin embargo, dos tercios de ese porcentaje son de esta

especialidad, la tercera parte restante son de carreras administrativas.

En otra etapa, después de la identificación de IEMS, se iniciaron actividades de colaboración del

Programa Educativo de ITM con una de las IEMS con mayor porcentaje de alumnos proveídos

al PE. Con el Colegio de Bachilleres del Estado de Querétaro se desarrolló el proyecto de

Bachillerato avanzado.

0

5031

19 159

3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Porcentaje de alumnos

Institución

Institución de procedencia

Actividades de colaboración implementadas

Bachillerato avanzado

Alumnos del sexto semestre del COBAQ con especialidades o áreas afines a las de nuestros

programas educativos, realizaron un proyecto diseñado por la Universidad Politécnica de

Querétaro, que les permitió vivir una experiencia académica en un ambiente universitario donde

pudieron poner en práctica los conocimientos y habilidades adquiridas.

Figura 2. Actividades desarrolladas por estudiantes de bachillerato en el proyecto "Principios del diseño y

producción de automóviles y aeronaves", en la UPQ.

El proyecto propuesto por el PE de ITM, fue "Principios del diseño y producción de automóviles

y aeronaves", cuyo objetivo fue analizar los procesos de diseño, fabricación y aseguramiento de

calidad en la elaboración de un producto, incorporando la tecnología. En el desarrollo del

proyecto se propició el desarrollo de competencias relativas a diseñar productos, analizar

procesos, definir métodos y realizar una producción con calidad. El bachiller tuvo la oportunidad

de analizar de manera general las ramas de aplicación de un ingeniero de manufactura, desde el

diseño, a través del software Solid Works, experimentar algunos proceso de manufactura en las

máquinas del laboratorio de manufactura, simular una fábrica de producción incorporando

elementos de estudio del trabajo y pensamiento lean manufacturing, así como el aseguramiento

de la calidad. Estas actividades fueron desarrolladas durante seis semanas en la última etapa de su

formación de nivel medio superior, en las instalaciones de la UPQ, viviendo una experiencia en el

nivel superior, antes del egreso del nivel anterior.

De los diez alumnos en ese entonces aun de bachillerato participantes en el proyecto, cinco

decidieron ingresar al programa educativo de ITM.

II. La participación de la Universidad en la conformación del cluster:

Su refundación, el modelo de competencias y los procesos de formación dual

mediante las estancias y estadías en la industria.

Se puede empezar cuestionando, dentro de este encadenamiento que debe conducir hacia la

conformación de un cluster de conocimiento en matricería, qué hace al interior el eslabón de la

Universidad. Al respecto se explicará cómo funciona esta institución de educación superior. La

siguiente figura presenta un modelo de educación basada en competencias (EBC):

Figura 3. Modelo de educación basada en competencias, proceso de formación en las Universidades

Politécnicas.

Se percibe en la figura que este modelo EBC se compara a un sistema de producción que a su vez

se puede traducir como un sistema de formación con una visión de sistemas. Se tiene dos grandes

apartados como insumos. Por un lado a los estudiantes de Educación Media Superior como

insumo principal de capital humano en formación. Y por otro lado las demandas de los sectores

empleadores en relación a las competencias que deben desarrollar los alumnos universitarios.

Una vez ingresados estos insumos vienen los procesos de formación donde se debe destacar que

deben ser enfocados a que el alumno aprenda y adquiera la competencia. Se debe analizar el

nuevo rol del docente que pasa de ser protagonista de los procesos de enseñanza a ser un

facilitador y tutor del estudiante en su proceso de aprendizaje. Este proceso se debe acompañar

con las nuevas tecnologías de información y comunicación para reforzar los aprendizajes. Estos

aprendizajes se pueden dar mediante una serie de estrategias que van desde el aprendizaje basado

en problemas hasta el estudio de caso, pasando por el aprendizaje basado en proyectos.

Dentro de los ambientes de aprendizaje se debe tener creatividad e innovación. Un escenario

perfecto para llevar a cabo los aprendizajes son los espacios laborales para los cuales se está

formando los estudiantes. Una experiencia al respecto es la formación dual alemana,

especialmente en las escuelas de oficios (Berufschule). Actualmente en la UPQ tiene un sistema

de estancias y estadía ubicadas una vez concluidos cada uno de los tres ciclos de formación (tres

cuatrimestres, lo que equivale a un año). En las primeras, las estancias, son periodos cortos de

internado en la industria donde los estudiantes desarrollan proyectos muy concretos y breves. La

estadía consiste en un cuatrimestre de tiempo completo trabajando para una empresa en uno o

varios proyectos y donde se vienen a validar todas las competencias adquiridas durante su vida

universitaria.

Debido a la demanda de perfiles profesionales muy específicos en el desarrollo tecnológico de

moldes y troqueles en la región, se ha creado una especialidad dentro del programa de

Tecnologías de manufactura en el diseño, desarrollo y manufactura de estos herramentales. El

objetivo de este esfuerzo es ofrecer la especialidad en matricería, para responder a las demandas

y necesidades del sector productivo regional desarrollando, a través de la formación, el capital

humano que requiere la industria de la transformación, con la participación de las mismas

empresas. La idea en el diseño curricular de esta especialidad es que el alumno, durante su último

ciclo de formación, desarrolle una serie de competencias en este sector. La siguiente tabla,

muestra las competencias que se buscan alcanzar durante la especialidad en matricería:

Tabla 2. Competencias a desarrollar en la especialidad en matricería (diseño y manufactura de moldes y

troqueles)

Estas competencias van desde las más rutinarias como es la operación, mantenimiento y

seguridad en la maquinaria de formado hasta las más complejas como es el diseño y manufactura

a más alto nivel de los moldes y troqueles (ver figura 4):

Formación en la operación de prensas o inyectoras de plástico.

Formación en el mantenimiento de moldes o troqueles y máquinas de formado.

Formación en la fabricación de moldes y troqueles (máquina herramientas).

Formación en el diseño de piezas formadas y de matrices.

Figura 4. Modelo piramidal de las competencias a desarrollar por la especialidad en matricería

Los alumnos inician la especialidad a partir del 8° cuatrimestre, permaneciendo en la empresa un

año. Durante los primeros dos cuatrimestres cubren 10 h semanales dentro de la industria (150 h

por cuatrimestre por 2 cuatrimestres da un total de 300 h). En el último cuatrimestre (que es el

tiempo de presentar la estadía) cubren un medio tiempo 4 horas diarias (dando un total 300 h)

realizando un proyecto específicamente de diseño y manufactura en matricería dentro de la

empresa. Se busca que las horas de formación sean 100% prácticas tanto en la empresa como en

la Universidad. El total horas de la especialidad 600 h lo que cubre 40 créditos con valor

curricular. Se presentan a continuación los módulos de formación de la especialidad:

Figura 5. Mapa curricular de la especialidad en matricería.

Hasta la fecha se han atendido más de 20 estudiantes en distintos proyectos relacionados con el

área de moldes y troqueles.

III. De la UPQ con sector productivo

Se ha mencionado en el apartado anterior de las derivaciones en el quehacer universitario en el

contexto de la interacción directa con los eslabones anterior y superior dentro de la cadena del

conocimiento. Procesos centrados en el aprendizaje, basados en competencias, docente facilitador

del aprendizaje, incorporación de tecnología, estrategias y ambientes de aprendizaje innovadores.

Retomando el término de los espacios laborales como ambientes de aprendizaje, como uno de los

resultados de la colaboración de la UPQ con el sector productivo regional al responder a las

demanda de requerimiento de formación de capital humano en moldes y troqueles, cabe destacar

que es precisamente una de las características de los grupos de trabajo del cluster, ayudar al

mundo académico a incorporar nuevos productos de formación, curricula en gestión tecnología e

innovación y curricula en habilidades y actitudes.

Ahora se analiza dicho resultado de colaboración entre las hélices universidad - industria, como

primer punto la misma colaboración estrecha con diez empresas del sector de moldes y troqueles,

y cuatro centros de investigación, de estos últimos a saber CIDETEQ, CIATEQ, CIDESI,

CENAM, así como el desarrollo de proyectos entre los alumnos, profesores y profesionales de la

empresa.

El desarrollo de los proyectos de dos generaciones de alumnos de este programa de especialidad

en matricería, se han identificado por área del conocimiento, los cuales se muestra a

continuación.

Figura 6. Porcentaje de proyectos desarrollados por los alumnos en la especialidad en matricería agrupados

por área de conocimiento.

En el gráfico, se muestra que el área con mayor porcentaje, 44%, donde se han desarrollado

proyectos es la de diseño y fabricación de moldes, alguno de los proyectos en ésta área han sido

"Diseñar y fabricar un nuevo molde con características especiales demandadas por el cliente". Le

sigue el área de control y mantenimiento de herramentales con un 33% de los proyectos

desarrollados, la cual esta representada por el proyecto " Implementación de un sistema de

control de herramentales". Otra área identificada por un buen porcentaje de proyectos es la de

documentación y manuales donde figura entre otros el proyecto " Manual para diseño de un

troquel progresivo para pieza plana".

Al final de esta formación, han egresado once ingenieros en manufactura con especialidad en

matricería.

44

22

33

11

Porcentaje de proyectos desarrollados por áreas

Diseño y fabricación

Documentación, manuales

Control y mantenimiento de herramentales

Proceso térmico en moldes

Conclusiones

Para la cadena de valor para la Industria del sector de moldes y troqueles, el análisis muestra que

la industria cumple con las características necesarias para ser evaluada dentro del concepto de

Cluster, en conjunto con la universidad y demás factores para integrar a cada eslabón de forma

que en una misma área se realicen todos las actividades necesarias para el desarrollo de la

industria en este sector.

Para la implementación del Cluster en diseño y manufactura de moldes y troqueles, es necesario

tomar en cuenta a las empresas que también tengan posibilidades de participar en la cadena de

valor como diseño, infraestructura, materiales, por mencionar algunas.

Se ha mostrado la viabilidad del trabajo colaborativo entre un eslabón anterior a la universidad,

educación media superior y el posterior la industria.

Se han iniciado las acciones, empezando por el diagnóstico y estudio de viabilidad, sin embargo

aún falta mucho por hacer. Entre las principales dificultades encontradas están los tiempos en que

se logra la vinculación con el sector productivo o los tiempos de respuesta de la gestión para

iniciar actividades con nivel medio superior a fin de identificar al capital humano interesado en

continuar su formación profesional y en especial en matricería.

Si bien se llevan a cabo actividades de colaboración con Instituciones de educación media

superior por un lado y con un grupo de industrias del sector productivo en moldes y troqueles por

el otro, aun falta vincular actividades entre estas instituciones a su vez. También faltaría dicha

vinculación de la UPQ con otras instituciones de educación superior.

Se tiene muy presente la importancia del desarrollo de este proyecto, ya que su impacto es muy

grande en el desarrollo económico, que finalmente influirá en el desarrollo social. A mayores

competencias laborales mejores sueldos. Mejores ingresos impactan en condiciones sociales más

adecuadas. Finalmente México requiere de desarrollar sus capacidades para innovar a través del

diseño y la manufactura para competir en un contexto globalizante.

Referencias

Arboníes L. A. (2000). El Cluster del Conocimiento. Disponible en,

<http://www.gestiondelconocimiento/artículos.php>

Cabrera L. O. et al. (2010). La refundación de la Universidad en la era de las sociedades de

conocimiento. Science to Business - Change Management to Enhance Knowledge Transfer and

Partnership between Higher Education Institutions and their economic context. En revision.

Pérez Soltero A. et al., (2009). Importancia de los clusters del conocimiento como estructura que

favorece la getión del conocimiento entre organizaciones. Intangible Capital, 9 – 5(1):33-64. Porter, Michael E. (1998). “Clusters and the new economics of competition” Harvard Business

Review; Boston.

PROMEXICO Secretaría de Economía (2010). Mapa de Ruta Tecnológico para Diseño, desarrollo y

manufactura avanzada.

http://www.cnnexpansion.com/manufactura/tendencias/troquelado-en-mexico

http://www.liderempresarial.com/num136/13.php, clusters y desarrollo.