(57)【要約】【課題】多品種混合生産におけるタクト生産での作業指示を、生産変動に対応可能でタイムリーに行うことのできる作業指示システムを提供する。【解決手段】機器製品の製品型式を、その機器製品が使用する部品をコード化して作成し、そのコード化された情報を部品名に関連して格納する部品コードＤＢ１１と、機器製品の使用部品に対する作業標準時間を格納する部品別ＳＴＤＢ１２と、機器製品の使用部品に対する作業者の熟練度を格納する熟練度ＤＢ１３と、生産予定の機器製品の製品型式とその数量が入力されると、入力された情報と商品コードＤＢ１１、部品別ＳＴＤＢ１２及び熟練度ＤＢ１３に格納された情報に基づいて、シミュレーションを行い、最適な工程割、作業順序、人員配置を割り出し、作業指示書データを作成するシミュレーションＰＣ３０及び手順書作成ＰＣ４０を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器製品の組立ラインにおける組立、分解、検査の作業指示を行う作業指示システムにおいて、
前記機器製品の製品型式を、その機器製品が使用する部品をコード化して作成し、そのコード化された情報を部品名に関連して格納する部品コードデータベースと、
前記機器製品の使用部品に対する作業標準時間を格納する部品別標準時間データベースと、
前記機器製品の使用部品に対する作業者の熟練度を格納する熟練度データベースと、
生産予定の機器製品の製品型式とその数量が入力されると、入力された情報と前記部品コードデータベース、前記部品別標準時間データベース及び前記熟練度データベースに格納された情報に基づいて、シミュレーションを行い、最適な工程割、作業順序、人員配置を割り出し、作業指示書データを作成する処理装置とを備えることを特徴とする作業指示システム。
【請求項２】
請求項１記載の作業指示システムにおいて、
前記使用部品のイメージデータを格納するイメージデータベースを備え、
前記処理装置は、さらに、シミュレーションにより割り出された情報及び前記イメージデータベースに格納された情報に基づいて、イメージを用いた作業指示データを作成し、前記組立ライン上に作業者毎に設置された複数の表示部に配信することを特徴とする作業指示システム。
【請求項３】
請求項２記載の作業指示システムにおいて、
前記組立ラインの各作業者毎に設置され、前記機器製品の通過を認識するセンサを備え、
前記処理装置は、さらに、前記センサからの情報に基づいて、各作業者の作業数量が予定数量になると、その作業者の表示部に次の作業指示データを配信することを特徴とする作業指示システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器製品の組立ラインにおける組立や分解、検査作業の指示を行う作業指示システムに関し、特に、その作業指示をタイムリーに行う技術に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年機器製品は多品種化が進み、組立ラインにおいて混合生産を行う場合、機種別に作業時間が異なる為、ライン効率が大幅に低下してしまうといった問題点があった。その対策として、従来、予め作業内容、作業者、標準流し順序、製品の構成及び設備治工具等の各ファイルを記憶部に格納し、生産管理システムからの生産指示を受け、タクトを最小とする作業配分の演算を実行し各ラインに作業指示を出力するといった方法があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、組み立てる製品の種類毎に、各々の作業者の配置と配置人員とその各作業者が行う要素作業の手順と標準要素時間を積算し、まとめた作業分析表を予め作成し、生産計画から混流する製品の種類、生産台数の比率と工程時間とを乗じた加重平均配分表を作成すると共に、その加重平均データをそれぞれの製品種類毎に対応した各工程の加重平均サイクルタイムを求め、これらの合計が設定サイクルタイム以内になるように作業配分を行うシステムがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、多品種生産のもう１つの問題点として、作業内容が機種により異なる為、多能工化が要求されると共に作業者の熟練度合いにより作業効率が異なり、品質の低下といった問題もあげられる。その対策として、従来、作業指示書の形態を改善する方法が知られており、イメージデータや音声データを用い、所定の場所に工程別に作業指示を行うといった方法（例えば、特許文献３参照）や、３次元ＣＡＤを利用しソリッドデータやアニメーションで作業指示を行う方法（例えば、特許文献４参照）が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１６８００６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２１５８６０号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平９−２６２７４５号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２００２−５６４０６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１、特許文献２に記載のものでは、予め商品毎に作業内容や作業者の配置などのデータベースを作成しているため、多品種混合生産においてコンベア等によるタクト生産を行う場合、商品が変った場合はデータベースを作り直す必要があり、最適な工程割、作業者配置がタイムリーに割り出せず、また、時間をかけて割り出しても機種別、各工程単位別に作業指示を行う必要があるが、それをタイムリーに指示することができないという問題点があった。
【００１０】
また、上記特許文献３、特許文献４に記載のものでは、イメージデータ、音声データ、ソリッドデータ、アニメーションなどを用いて、作業指示書の形態を改善しているが、作業指示の作成としては、上記特許文献１、特許文献２と同様に、最適な工程割、作業者配置がタイムリーに割り出せないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、多品種混合生産におけるタクト生産での作業指示を、生産変動に対応可能でタイムリーに行うことのできる作業指示システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る作業指示システムは、機器製品の組立ラインにおける組立、分解、検査の作業指示を行う作業指示システムにおいて、機器製品の製品型式を、その機器製品が使用する部品をコード化して作成し、そのコード化された情報を部品名に関連して格納する部品コードデータベースと、機器製品の使用部品に対する作業標準時間を格納する部品別標準時間データベースと、機器製品の使用部品に対する作業者の熟練度を格納する熟練度データベースと、生産予定の機器製品の製品型式とその数量が入力されると、入力された情報と部品コードデータベース、部品別標準時間データベース及び熟練度データベースに格納された情報に基づいて、シミュレーションを行い、最適な工程割、作業順序、人員配置を割り出し、作業指示書データを作成する処理装置とを備えるものである。
【００１３】
また、第２の発明に係る作業指示システムは、第１の発明において、使用部品のイメージデータを格納するイメージデータベースを備え、処理装置は、さらに、シミュレーションにより割り出された情報及びイメージデータベースに格納された情報に基づいて、イメージを用いた作業指示データを作成し、組立ライン上に作業者毎に設置された複数の表示部に配信するものである。
【００１４】
また、第３の発明に係る作業指示システムは、第２の発明において、組立ラインの各作業者毎に設置され、機器製品の通過を認識するセンサを備え、処理装置は、さらに、センサからの情報に基づいて、各作業者の作業数量が予定数量になると、その作業者の表示部に次の作業指示データを配信するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１により、本発明の一実施の形態における作業指示システムの構成の一例を説明する。図１は作業指示システムの構成図を示す。
【００１７】
図１において、作業指示システムは、メインサーバ１０、イメージデータサーバ２０、シミュレーションＰＣ３０、手順書作成ＰＣ４０、投入制御ＰＣ５０、配信サーバ６０、出力ＰＣ７０、入力通過センサ８０から構成されており、シミュレーションＰＣ３０、手順書作成ＰＣ４０、投入制御ＰＣ５０及び配信サーバ６０で処理装置を構成している。
【００１８】
また、メインサーバ１０は、部品コードデータベース（部品コードＤＢ）１１、部品別標準時間データベース（部品別ＳＴＤＢ）１２、熟練度データベース（熟練度ＤＢ）１３、グループ型式データベース（グループ型式ＤＢ）１４から構成され、イメージデータサーバ２０は、イメージデータベースとなる部品イメージデータベース（部品イメージＤＢ）２１、コメントデーターベース（コメントＤＢ）２２、グループ型式基本イメージデータベース（グループ型式基本イメージＤＢ）２３、手順書フォーマットデータベース（手順書フォーマットＤＢ）２４から構成されている。
【００１９】
また、シミュレーションＰＣ３０は、シミュレーションを行うための基本的な情報が保存される総合データベース（総合ＤＢ）３１を有し、配信サーバ６０は、配信する手順書の情報が保存される手順書データベース（手順書ＤＢ）６１を有している。
【００２０】
また、出力ＰＣ７０は、生産ラインの各作業者毎に設置され、そのモニタに各作業者への作業指示を行う電子作業手順書などを表示するようになっている。
【００２１】
また、入力通過センサ８０は、作業ラインの各作業者毎に設置され、各作業者により作業が完了した商品の個数をカウントするものである。
【００２２】
次に、図２〜図６により、本実施の形態における作業指示システムの動作を説明する。図２は作業指示システムの動作を示すフローチャート、図３は上位生産計画システムから指示される生産を必要とする製品型式及びその数量を示す生産指示書の一例を示す図、図４は部品コードＤＢ１１に格納される製品型式に表記されているグループ型式とグループ型式別の使用されている部品が類別できる様に一覧にした情報の一例を示す図、図５は部品ＳＴＤＢ１２に格納されるグループ型式別の部品名単位の、各工程での標準時間を一覧化した情報の一例を示す図、図６は熟練度ＤＢ１３に格納される作業者別のレイティングと作業者別−作業分類別の熟練度を一覧にした情報の一例を示す図である。
【００２３】
まず、例えば、投入制御ＰＣ５０により、上位生産計画システムなどから出される、図３に示すような、生産指示書の製品の型式とその数量を取込む（Ｓ１００）。
【００２４】
そして、Ｓ１００で取り込まれた作業指示書の情報は、シミュレーションＰＣ３０に送られ、シミュレーションＰＣ３０により、Ｓ１００で取込まれた作業指示書の製品の型式から部品名の割り出しを行う（Ｓ１０１）。
【００２５】
ここで、Ｓ１０１での部品名の割り出しについて説明する。
【００２６】
まず、図３に示すように、生産指示書に指示される製品型式は、英数字で表わされた製品型式の最初の３桁は製品の形状や構成により分類されたグループ型式を表し、具体的には作業工程、筐体やカバーなど基本的な構成部品別にグループ型式が分けられており、その情報は、グループ型式ＤＢ１４に格納されている。
【００２７】
また、製品型式のハイフン後の英数字は、組み込まれる部品をコード化し表わしたもので、図３に示す部品コードＤＢ１１により定義されており、例えば、図３の生産指示書のＮｏ．１に指定されている、製品型式ＡＡＡ−ＡＦＩＪの場合、頭３桁のＡＡＡはグループ型式を表わし、ハイフン後のＡＦＩＪは、１桁目は英数字の“Ａ”であり、図４に示す部品コードＤＢ１１の表の横軸の１列目の“Ａ”は部品名Ｘ１００となる。また、２行目は“Ｆ”なので同じくＹ０３０、３桁目、４桁目も同じようにして、“Ｉ”、“Ｊ”なので、Ｚ００３、α００１というようにして、製品型式から組み込まれる部品名の割り出しを行う。
【００２８】
また、部品コードＤＢ１１では、部品別に類似の形状及び作業内容別に分類し、分類コードを設定してあり、この実施の形態では、部品名Ｘ１００，Ｘ２００，Ｘ３００は分類“イ”、Ｙ０１０，Ｙ０２０，Ｙ０３０は分類“ロ”、Ｚ００１，Ｚ００２，Ｚ００３は分類“ハ”、α００１，α００２，α００３は分類“ニ”となっている。
【００２９】
そして、Ｓ１０１で部品名の割り出しが終了すると、図５に示す部品別ＳＴＤＢ１２に格納された情報により、Ｓ１０１で割り出された部品名から配膳、組立、検査など各々の標準時間を割り出す（Ｓ１０２）。例えば、部品名“Ｘ１００”は配膳０．５、組立３．０、検査０、梱包０．５、他０という標準時間となり、以下、同じ様に部品別の標準時間の割り出しが行われる。
【００３０】
そして、Ｓ１０２で割り出された部品別の標準時間の情報、グループ型式ＤＢ１４に格納されたグループ型式別の作業工程、部品別の標準時間の情報、及び熟練度ＤＢ１３に格納された作業者別のレイティング・熟練度の情報に基づいて、シミュレーションを行い、製品投入順序及び投入量、人員配置、工程分割を決定する（Ｓ１０３）。
【００３１】
そして、Ｓ１０３で決定された製品投入順序及び投入量、人員配置、工程分割は、投入制御ＰＣ５０及び手順書作成ＰＣ４０に送られる。
【００３２】
ここで、熟練度ＤＢ１３に格納される情報について説明する。
【００３３】
熟練度ＤＢ１３の格納される情報は、図６に示すように、作業者別のレイティングと、作業者別の分類に対する熟練度の情報が格納されており、レイティングの情報は、各作業者の全体的な能力を示しており、作業者のすべての作業について、どの程度の割合で作業できるかを示している。
【００３４】
例えば、作業者I の場合は、レイティング０．８なので、全体的な作業について、８０％の作業しかできないことを示している。
【００３５】
また、分類に対する熟練度の情報は、各作業者の各分類の部品の作業に対する熟練度を示しており、作業者が、ある分類の部品の作業に対してどの程度熟練しているかの割合かを示している。
【００３６】
例えば、作業者I の場合は、分類イは１、分類ロは１、分類ハは０．８、分類ニは０．５の熟練度なので、分類イと分類ロの部品に対しては、熟練度１００％なので、その作業者のレイティングでの作業ができる能力を有し、分類ハの部品に対しては、熟練度８０％なので、その作業者のレイティングに対して、さらに、８０％の作業しかできないことを示し、分類ニの部品に対しては、熟練度５０％なので、その作業者のレイティングに対して、さらに、５０％の作業しかできないことを示している。
【００３７】
そして、手順書作成ＰＣ４０では、Ｓ１０３で決定された情報、部品イメージＤＢ２１に格納された情報、グループ型式基本イメージＤＢ２３に格納された情報、手順書フォーマットＤＢ２４に格納された情報、及びコメントＤＢ２２に格納された情報に基づいて、手順書を作成し（Ｓ１０４）、複数の出力ＰＣ７０用に分割処理しグループ型式別に手順書ＤＢ６１に格納する（Ｓ１０５）。
【００３８】
そして、Ｓ１０３でのシミュレーションにより決定された投入順序結果により投入制御ＰＣ５０経由で投入指示を行い、作業指示制御を行うと（Ｓ１０６）、手順書ＤＢ６１に格納された情報に基づいて、配信サーバ６０から複数の出力ＰＣ７０に分割された電子作業手順書が配信され、出力ＰＣ７０のモニタに、各作業者に対する電子作業手順書が表示される（Ｓ１０７）。
【００３９】
ここで、グループ型式基本イメージＤＢ２３、部品イメージＤＢ２１、手順書フォーマットＤＢ２４及びコメントＤＢ２２に格納されるデータ及び電子作業手順書の一例について図７及び図８を用いて説明する。
【００４０】
図７は、出力ＰＣ７０のモニタ上に作業手順を表示する電子作業手順書の一例を示す図、図８は、シミュレーション後、工程分割が必要な場合の出力ＰＣ７０のモニタ上に作業手順を表示する電子作業手順書の一例を示す図である。
【００４１】
まず、グループ型式基本イメージＤＢ２３には、グループ型式の基本構成部品の形状を表わしたグループ型式基本イメージデータが格納され、部品イメージＤＢ２１には、グループ型式別に部品の形状を表わす部品イメージデータが格納され、手順書フォーマットＤＢ２４には、データや文字の配置など設定した作業手順書のフォーマットである手順書フォーマットデータが格納され、コメントＤＢ２２には、各部品別に必要な固有の作業内容を保存したコメントデータが格納されるようになっている。
【００４２】
そして、シミュレーションにより決定された工程分割結果から手順書フォーマットＤＢ２４に格納された手順書フォーマットデータ、グループ型式基本イメージＤＢ２３に格納されたグループ型式基本イメージデータ、部品イメージＤＢ２１に格納された部品イメージデータ及びコメントＤＢ２２に格納されたコメントデータを組み合わせ、分割処理し、グループ型式別に手順書ＤＢ６１に格納されるようになっている。
【００４３】
そして、手順書ＤＢ６１に格納された情報に基づいて、出力ＰＣ７０のモニタ上に表示される電子作業手順書は、例えば、図７に示すようなものであり、図７の例では、例えば、シミュレーション結果に基づいて、画面左上には組立作業名の画面表示９０、グループ型式基本イメージＤＢ２３に格納されたグループ型式基本イメージデータによる画像表示９１、部品イメージＤＢ２１に格納された部品イメージデータによる画像表示９２、コメントＤＢ２２に格納されたコメントデータによる画像表示９３、シミュレーションにより決定された作業手順の画面表示９４、表題などの画面表示９５が表示されている。
【００４４】
また、図７に示した例では、４工程の作業を１つのモニタに表示したものであるが、シミュレーションの結果により分割して作業をした方が効率が良ければ、図８に示すように、１つの電子作業手順書を３つの分割画面にして分割配信するようになっている。
【００４５】
次に、出力ＰＣ７０のモニタに表示する電子作業手順書の切り替え動作について説明する。
【００４６】
図９は、モニタに表示する電子作業手順書の切り替え動作を説明するための説明図である。
【００４７】
図９において、搬送台車１００により搬送された製品１０１を、生産ラインのローラコンベア１０３の上に置かれたパレット１０２の上に移載し、出力ＰＣ７０のモニタ画面１０４に指示された手順書に従い随時組立を行い完成後は搬送台車１００に製品１０１を移載し検査などの次の工程へ移動する構成となっている。
【００４８】
モニタ画面１０４に表示される電子作業手順書は、前もってシミュレーションで得られた最適投入順番且つ投入数量ににより随時可変するようになっており、この実施の形態では、作業者に負担の少なく、タイムリーに可変可能な動作を行うようになっている。
【００４９】
まず、組立ラインのローラコンベア１０３にそのローラコンベア１０３上を移動するパレット１０２の有無を検出可能なセンサ８０を各工程間に設置し、パレット１０２の移動をカウントする。
【００５０】
そして、モニタ画面１０４に表示される電子作業手順書には、作業すべき機種とその数量を各工程別に登録しておき、パレットが通過する度に減算し、その数値がゼロになったところで次の機種の電子作業手順書が各モニタ画面１０４に配信される。
【００５１】
従って、図９に示すように、一番左端の作業者のモニタ画面１０４には、ＡＡＢという電子作業手順書が表示され、残りの作業者のモニタ画面１０４には、ＡＡＡという電子作業手順書が表示されといった表示をリアルタイムで行うことができる。
【００５２】
また、数量によりあらゆるコメントを各モニタに配信することも可能である。
【００５３】
このモニタ画面１０４への表示方法をとることにより、作業者は画面をいちいち操作する必要がなく次の機種の電子作業手順書を得ることができ、作業効率が向上できる。
【００５４】
なお、この実施の形態では、作業指示システムの構成をメインサーバ１０、イメージデータサーバ２０、シミュレーションＰＣ３０、手順書作成ＰＣ４０、投入制御ＰＣ５０、配信サーバ６０、出力ＰＣ７０、入力通過センサ８０から構成する説明をしているが、メインサーバ１０、イメージデータサーバ２０を記憶装置とし、シミュレーションＰＣ３０、手順書作成ＰＣ４０、投入制御ＰＣ５０、配信サーバ６０を処理装置として構成することもできる。
【００５５】
また、この実施の形態では、製品型式を英数字で表しているが、製品型式は、これに限らず、その製品型式から、商品のグループや組み込まれている部品を特定できるものであれば、どのようなコード体系であってもよい。
【００５６】
また、ＰＤＭ（Product Data Management ：製造データ管理）やＳＣＭ（Supply Chain Management ：供給連鎖管理）で使用される商品型番の型式を、この実施の形態のように、その商品型番から商品のグループや組み込まれている部品を特定できるものにすれば、ＰＤＭやＳＣＭからの情報に基づいて、シミュレーションを行い、生産指示を行うようにすることも可能である。
【００５７】
また、この実施の形態では、生産ラインの例で説明したが、生産指示に限らず、例えば、商品型番に、その商品の大きさ、形状、重さ、制限事項を特定できるコードを用いることにより、商品をトラックに積み込む際の、トラックの種類や台数のシミュレーションをリアルタイムに行うことも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、機器製品の製品型式を、その機器製品が使用する部品をコード化して作成し、部品コードデータベースに、そのコード化された情報を部品名に関連して格納し、部品別標準時間データベースに、機器製品の使用部品に対する作業標準時間を格納し、熟練度データベースに、機器製品の使用部品に対する作業者の熟練度を格納し、処理装置により、生産予定の機器製品の製品型式とその数量が入力されると、入力された情報と部品コードデータベース、部品別標準時間データベース及び熟練度データベースに格納された情報に基づいて、シミュレーションを行い、最適な工程割、作業順序、人員配置を割り出し、作業指示書データを作成するようにしたので、多品種の生産を最適な工程分割、人員配置をタイムリーに割り出すことができ、また、タイムリーに確実な作業指示ができるため、生産変動や人員の変化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における作業指示システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態における作業指示システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、上位生産計画システムから指示される生産を必要とする製品型式及びその数量を示す生産指示書の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、部品コードＤＢに格納される製品型式に表記されているグループ型式とグループ型式別の使用されている部品が類別できる様に一覧にした情報の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、部品ＳＴＤＢに格納されるグループ型式別の部品名単位の、各工程での標準時間を一覧化した情報の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、熟練度ＤＢに格納される作業者別のレイティングと作業者別−作業分類別の熟練度を一覧にした情報の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、出力ＰＣのモニタ上に作業手順を表示する電子作業手順書の一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、シミュレーション後、工程分割が必要な場合の出力ＰＣのモニタ上に作業手順を表示する電子作業手順書の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態における作業指示システムにおいて、モニタに表示する電子作業手順書の切り替え動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０…メインサーバ、１１…部品コードデータベース、１２…部品別標準時間データベース、１３…熟練度データベース、１４…グループ型式データベース、２０…イメージデータサーバ、２１…部品イメージデータベース、２２…コメントデーターベース、２３…グループ型式基本イメージデータベース、２４…手順書フォーマットデータベース、３０…シミュレーションＰＣ、３１…総合データベース、４０…手順書作成ＰＣ、５０…投入制御ＰＣ、６０…配信サーバ、６１…手順書データベース、７０…出力ＰＣ、８０…入力通過センサ、９０…組立作業名の画面表示、９１…ループ型式基本イメージデータによる画像表示、９２…部品イメージデータによる画像表示、９３…コメントデータによる画像表示、９４…作業手順の画面表示、９５…表題などの画面表示、１００…搬送台車、１０１…製品、１０２…パレット、１０３…ローラコンベア、１０４…モニタ画面。
【図１】
2004195615.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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