Kostenorientierte Reihenfolgeplanung:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bergisch Gladbach u.a.
Eul
1994
|
| Schriftenreihe: | Reihe: Quantitative Ökonomie
55 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXIII, 320 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 389012402X |
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Abbildungsverzeichnis V
Tabellenverzeichnis VII
Abkürzungsverzeichnis XIII
Symbolverzeichnis XV
1 EINLEITUNG 1
1.1 Problemstellung und Ziel der Untersuchung 1
1.2 Gang der Arbeit 5
2 GRUNDLAGEN DER UNTERSUCHUNG 7
2.1 Charakterisierung des Ablaufproblems 7
2.1.1 Die Grundstruktur des Ablaufproblems 7
2.1.2 Produktionstypen und Ablaufplanung 11
2.1.2.1 Elementartypen von Produktions¬
systemen 11
2.1.2.2 Kombinationstypen von Produktions¬
systemen 17
2.1.3 Klassifikationsmerkmale von Modellen zur
Ablaufplanung 21
2.1.4 Zeitgrößen zur Kennzeichnung von Ablauf¬
problemen 27
2.1.4.1 Vorbemerkungen 27
2.1.4.2 Auftragsorientierte Zeitgrößen 29
2.1.4.3 Werkstattorientierte Zeitgrößen 33
2.1.4.4 Der Einfluß von Anpassungsma߬
nahmen auf einzelne Zeitgrößen 36
2.1.5 Grundlegende Prämissen der Untersuchung 38
II
2.2 Zielsetzungen bei der Ablaufplanung 43
2.2.1 Vorbemerkungen 43
2.2.2 Technische Zielsetzungen bei der Ablaufplanung 46
2.2.2.1 Darstellung und Einzelbeurteilung aus¬
gewählter technischer Zielsetzungen 46
2.2.2.2 Gesamtbeurteilung technischer
Zielsetzungen 53
2.2.3 Kostenorientierte Zielsetzungen bei der Ablauf¬
planung 56
2.2.3.1 Vorbemerkungen 56
2.2.3.2 Vorstellung und Diskussion einzelner
Kostenkomponenten 58
2.2.3.2.1 Lager und Kapital¬
bindungskosten 58
2.2.3.2.2 Terminüberschreitungs¬
kosten 68
2.2.3.2.3 Rüstkosten 70
2.2.3.2.4 Beschleunigungskosten 72
2.2.3.3 Amalgamation der verschiedenen
Kostenkomponenten 77
3 METHODEN ZUR LÖSUNG VON REIHENFOLGEPROBLEMEN 79
3.1 Ein Überblick über die Methoden 79
3.2 Exakte Methoden 85
3.2.1 Ein Modell auf der Basis der linearen und der
ganzzahligen Programmierung 85
3.2.1.1 Das Grundmodell von Manne 85
3.2.1.2 Die Berücksichtigung von wertmäßigen
Zielfunktionen im Modell von Manne 87
3.2.2 Branch and Bound Verfahren zur Lösung von
Reihenfolgeproblemen 93
3.2.3 Spezielle Verfahren zur Lösung von Reihen¬
folgeproblemen 104
3.2.3.1 Vorbemerkungen 104
3.2.3.2 Verfahren zur Lösung von Problemen
mit einer Werkstatt 105
3.2.3.3 Verfahren zur Lösung von Problemen
mit zwei bzw. drei Werkstätten 109
3.2.4 Beurteilung der exakten Methoden 111
III
3.3 Heuristische Methoden 117
3.3.1 Vorbemerkungen 117
3.3.2 Heuristiken in Anlehnung an exakte Methoden 119
3.3.3 Prioritätsregeln 124
3.3.3.1 Überblick über Prioritätsregeln 124
3.3.3.2 Darstellung von Prioritätsregeln 127
3.3.3.2.1 Beschreibung aus¬
gewählter Regeln 127
3.3.3.2.2 Die Duale Prioritätsregel 134
3.3.4 Zur Beurteilung der heuristischen Methoden 139
4 KOSTENORIENTIERTE ANALYSE AUSGEWÄHLTER
PRIORITÄTSREGELN MIT HILFE DER SIMULATION 144
4.1 Grundsätzliches zur Simulation 144
4.1.1 Begriff der Simulation 144
4.1.2 Ablauf einer Simulationsstudie 147
4.1.3 Möglichkeiten und Grenzen der Simulation 150
4.1.4 Besonderheiten der stochastischen Simulation 152
4.1.4.1 Vorbemerkungen 152
4.1.4.2 Erzeugen von Pseudozufallszahlen 154
4.1.4.3 Aufbau der Simulation und statistische
Auswertung der Simulationsergebnisse 156
4.2 Entwurf der Simulationsstudie 160
4.2.1 Problemformulierung 160
4.2.2 Entwurf des Simulationsmodells und Daten¬
beschaffung 161
4.2.2.1 Datengewinnung 161
4.2.2.2 Das ereignisorientierte Modell im
Überblick 169
4.2.3 Entwurf des Simulationsversuchsplans 176
IV
4.3 Auswertung der Simulationsergebnisse 181
4.3.1 Voruntersuchung des Modells 181
4.3.1.1 Lauf 1: Zusammenhang zwischen
der mittleren Ankunftszeit und der
Werkstattauslastung 181
4.3.1.2 Lauf 2: Auswirkungen des Wunschfer¬
tigstelltermins auf technische Größen 183
4.3.1.3 Lauf 3: Optimierung des Parameters
a der DUAL Regel 185
4.3.1.4 Lauf 4: Messung der Korrelation 193
4.3.2 Analyse des Modells unter der Zielfunktion (Z1) 194
4.3.2.1 Lauf 5: Variation der mittleren
Ankunftszeit 194
4.3.2.2 Lauf 6: Variation der Wunschfertig
stelltermine 200
4.3.2.3 Lauf 7: Variation der Terminüber¬
schreitungskostensätze 204
4.3.2.4 Lauf 8: Variation der Lagerkostensätze 210
4.3.2.5 Lauf 9: Variation der Standardab¬
weichung der Bearbeitungszeiten 215
4.3.2.6 Lauf 10: Variation des Mittelwertes
der Bearbeitungszeiten 220
4.3.2.7 Lauf 11: Variation der Bearbeitungs¬
reihenfolge 225
4.3.3 Analyse des Modells unter einer Zielfunktion
vom Typ (Z2), (Z3) bzw. (Z4) 229
4.3.3.1 Lauf 12: Variation des Rüstkosten¬
satzes unter der Zielfunktion (Z2) 229
4.3.3.2 Lauf 13: Variation der Beschleunigungs¬
kosten unter der Zielfunktion (Z3) 234
4.3.3.3 Lauf 14: Variation des Rüstkosten¬
satzes unter der Zielfunktion (Z4) 239
4.3.3.4 Lauf 15: Variation der Beschleunigungs¬
kosten unter der Zielfunktion (Z4) 243
4.4 Zusammenfassende Beurteilung der Simulations¬
ergebnisse 246
5 SCHLUßBETRACHTUNG 252
Tabellenanhang 254
Literaturverzeichnis 291
V
Abbildungsverzeichnis
Abb. Seite
2.1: Produktionstypen 18
2.2: Komponenten der Durchlaufzeit 30
2.3: Komponenten der Bereitstellungszeit 33
2.4: Ablaufpläne bei variablen Auszahlungsterminen und einem
festen Einzahlungstermin 62
2.5: Ablaufpläne bei festen Auszahlungsterminen und einem
variablen Einzahlungstermin 64
2.6: Ablaufpläne bei variablen Auszahlungsterminen und einem
variablen Einzahlungstermin 66
3.1: Allgemeine Methoden zur Lösung des Reihenfolgeproblems 80
3.2: Baumstruktur einer zerlegten Menge G_q 94
3.3: Optimale Reihenfolgepläne bei zeitlichem und wertmäßigem
Ziel 100
3.4: Teilmengenbildung beim Branch and Bound Verfahren 102
3.5: Komplexitätsklassen 114
3.6: Entwicklung von PZj bei der GÜ Regel 133
4.1: Zusätzliche Produktionskosten in Abhängigkeit von bz für
unterschiedliche £ Werte 168
4.2: Das Simulationsprogramm im Überblick 172
4.3: Die Routine Bearbeitungsende 173
4.4: Die Routine Neuauftrag 174
4.5: Die Routine Bearbeitungsbeginn 175
4.6: Die Routine Bestimme das nächste Ereignis 176
4.7: Die durchschnittliche Werkstattauslastung in Abhängigkeit
von der mittleren Ankunftszeit 182
4.8: Anteil der verspäteten Aufträge je Segment von 400
Aufträgen 184
4.9: Durchschnittliche Terminüberschreitung je Auftrag 185
4.10: Durchschnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag
KTj in Abhängigkeit von a 188
4.11: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K; in Abhän¬
gigkeit vono 191
VI
Abb. Seite
4.12: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
vonTa 195
4.13: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von 9 201
4.14: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von usk 205
4.15: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von cj 211
4.16: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von CTbz 216
4.17: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
der Anzahl der Engpaßwerkstätten 221
4.18: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
der Anzahl der gleichgeordneten Werkstätten 226
4.19: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von er 231
4.20: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von c und Einsatz der DUAL Regel 236
4.21: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von er und Einsatz der DUAL Regel 241
4.22: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag bei Variation
von £ und Einsatz der DUAL Regel unter der Zielfunktion
(Z4) 244
VII
Tabellenverzeichnis
Tab. Seite
3.1: Wirkung von Prioritätsregeln auf ausgewählte Ziele und
Beurteilung der Anwendung 143
4.1: Die durchschnittliche Werkstattauslastung in Abhängigkeit
von der mittleren Ankunftszeit 183
4.2: Auswirkungen unterschiedlicher Wunschfertigstelltermine
(Variation des Faktors ff) 184
4.3: Unterstellte Fälle in Lauf 3 187
4.4: Regressionsfunktionen für KTj 189
4.5: Regressionsfunktionen für K; 190
4.6: CrWerte für Kj, KKj und KIj 193
4.7: Einsparungen in Lauf 5 mit der DUAL Regel im Vergleich zu
den anderen Prioritätsregeln 1 98
4.8: Einsparungen in Lauf 6 mit der DUAL Regel im Vergleich zu
den anderen Prioritätsregeln 202
4.9: Einsparungen in Lauf 7 mit der DUAL Regel im Vergleich zu
den anderen Prioritätsregeln 207
4.10: Einsparungen in Lauf 8 mit der DUAL Regel im Vergleich zu
den anderen Prioritätsregeln 212
4.11: Prozentualer Anteil je Regel, um den die durchschnittlichen
Gesamtkosten in Lauf 9 bei ab2 = 20 die durchschnittlichen
Gesamtkosten in Lauf 5 bei Ta = 17,5 übersteigen 218
4.12: Einsparungen in Lauf 9 mit der DUAL Regel im Vergleich zu
den anderen Prioritätsregeln 218
4.13: Die durchschnittliche Werkstattauslastung und die durch¬
schnittliche Bearbeitungszeit in Abhängigkeit von der Anzahl
der Engpaßwerkstätten (EW) 222
4.14: Einsparungen in Lauf 10 mit der DUAL Regel im Vergleich
zu den anderen Prioritätsregeln 224
4.15: Einsparungen in Lauf 11 mit der DUAL Regel im Vergleich
zu den anderen Prioritätsregeln 227
4.16: Einsparungen in Lauf 12 mit der DUAL Regel im Vergleich
zu den anderen Prioritätsregeln 233
VIII
Tab. Seite
A.1: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag Kj und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KI; in
Abhängigkeit von a bei der DUAL Regel 254
A.2: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag ctKj in Abhängigkeit von Ta, i? = 4 255
A.3: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT, in
Abhängigkeit von Ta, 3 = 4 255
A.4: Technische Größen in Abhängigkeit von Ta, 3 = 4 256
A.5: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K; und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag aKj in Abhängigkeit von Ta, 3 = 6 257
A.6: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KI, in
Abhängigkeit von Ta, 3 = 6 257
A.7: Technische Größen in Abhängigkeit von Ta, 3 = 6 258
A.8: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK, in Abhängigkeit von 3 259
A.9: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT, in
Abhängigkeit von 3 259
A.10: Technische Größen in Abhängigkeit von i? 260
A.11: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von ysk, 3 = 4 261
A.1 2: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KKj und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag jCT, in
Abhängigkeit von usk, 3 = 4 261
A.13: Technische Größen in Abhängigkeit von ygk, 3 = 4 262
A.14: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von usk, 3=6 263
A.1 5: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KKj und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KTj in
Abhängigkeit von usk, ? = 6 263
A.16: Technische Größen in Abhängigkeit von usk, 3 = 6 264
IX
Tab. Seite
A.17: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von cj, 3 = 4 265
A.18: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT; in
Abhängigkeit von cj, ? = 4 265
A.19: Technische Größen in Abhängigkeit von cj, i? = 4 266
A.2O: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von d, 3 = 6 267
A.21: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KIj in
Abhängigkeit von cj, 3 = 6 267
A.22: Technische Größen in Abhängigkeit von c|, 3 = 6 268
A.23: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK, in Abhängigkeit von 7bz, = 4 269
A.24: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT, in
Abhängigkeit von abz, 3 = 4 269
A.25: Technische Größen in Abhängigkeit von 7bz, 3 = 4 270
A.26: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag ctKj in Abhängigkeit von ab2, 3=6 271
A.27: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KTj in
Abhängigkeit von abz. 3=6 271
A.28: Technische Größen in Abhängigkeit von abz, 3 = 6 272
A.29: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K, und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK, in Abhängigkeit von der Anzahl der Engpa߬
werkstätten (EW), 3 = 4 273
A.30: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT, in
Abhängigkeit von der Anzahl der Engpaßwerkstätten (EW),
3 = 4 273
A.31: Technische Größen in Abhängigkeit von der Anzahl der
Engpaßwerkstätten (EW), i? = 4 274
X
Tab. Seite
A.32: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag Kj und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK{ in Abhängigkeit von der Anzahl der Engpa߬
werkstätten (EW), 9 = 6 275
A.33: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT, in
Abhängigkeit von der Anzahl der Engpaßwerkstätten (EW),
? = 6 275
A.34: Technische Größen in Abhängigkeit von der Anzahl der
Engpaßwerkstätten (EW), 9 = 6 276
A.35: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag Kj und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von der Anzahl der gleich¬
geordneten Werkstätten (GO), 0 = 4 277
A.36: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK, und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KI; in
Abhängigkeit von der Anzahl der gleichgeordneten
Werkstätten (GO), a = 4 277
A.37: Technische Größen in Abhängigkeit von der Anzahl der
gleichgeordneten Werkstätten (GO), ff = 4 278
A.38: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K; und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von der Anzahl der gleich¬
geordneten Werkstätten (GO), S = 6 279
A.39: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK| und durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KI, in
Abhängigkeit von der Anzahl der gleichgeordneten
Werkstätten (GO), i? = 6 279
A.40: Technische Größen in Abhängigkeit von der Anzahl der
gleichgeordneten Werkstätten (GO), ? = 6 280
A.41: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag Kj und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK; in Abhängigkeit von er, ? = 4 281
A.42: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KKj. durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KIj
und durchschnittliche Rüstkosten pro Auftrag RKi in
Abhängigkeit von er, ? = 4 281
A.43: Technische Größen in Abhängigkeit von d, 0 = 4 282
A.44: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag Kj und Stan¬
dardabweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro
Auftrag oK, in Abhängigkeit von er, d = 6 283
XI
Tab. Seite
A.45: Durchschnittliche Lagerkosten pro Auftrag KK,, durch¬
schnittliche Terminüberschreitungskosten pro Auftrag KT;
und durchschnittliche Rüstkosten pro Auftrag RK, in
Abhängigkeit von £r, 3 = 6 283
A.46: Technische Größen in Abhängigkeit von ci, i? = 6 284
A.47: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K,, Standard¬
abweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro Auf¬
trag oje,, durchschnittliche Lagerkosten (Terminüberschrei¬
tungskosten, Beschleunigungskosten) pro Auftrag JCK, (KTj.
PKi) bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von £, 3 = 4 285
A.48: Technische Größen bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von
£, ? = 4 285
A.49: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K;, Standard¬
abweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro Auf¬
trag oK,, durchschnittliche Lagerkosten (Terminüberschrei¬
tungskosten, Beschleunigungskosten) pro Auftrag KK, (KTj.
PKj) bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von c, 3 = 6 286
A.50: Technische Größen bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von
£, 3 = 6 286
A.51: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K,, Standard¬
abweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro Auf¬
trag OK,, durchschnittliche Lagerkosten (Terminüberschrei¬
tungskosten, Rüstkosten, Beschleunigungskosten) pro
Auftrag tCKj (KI;, RJ , PK;) bei der DUAL Regel in
Abhängigkeit von er, £ = 400, ? = 4 (oA = ohne An¬
passung, mA = mit Anpassung) 287
A.52: Technische Größen bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von
£r, c = 400, d = 4 (oA = ohne Anpassung, mA = mit
Anpassung) 287
A.53: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag K;, Standard¬
abweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro Auf¬
trag oKj, durchschnittliche Lagerkosten (Terminüberschrei¬
tungskosten, Rüstkosten, Beschleunigungskosten) pro
Auftrag KK; (KI;, RKj. ö i bei der DUAL Regel in
Abhängigkeit von c_r, c = 400, 3 = 6 (oA = ohne An¬
passung, mA = mit Anpassung) 288
A.54: Technische Größen bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von
£r, c = 400, i? = 6 (oA = ohne Anpassung, mA = mit
Anpassung) 288
XII
Tab. Seite
A.55: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag Kj, Standard¬
abweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro Auf¬
trag oK,, durchschnittliche Lagerkosten (Terminüberschrei¬
tungskosten, Rüstkosten, Beschleunigungskosten) pro
Auftrag KK, (KI,, RKj, PKj) bei der DUAL Regel in
Abhängigkeit von c, ei = 100, d = 4 289
A.56: Technische Größen bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von
c, er = 100, (? = 4 289
A.57: Durchschnittliche Gesamtkosten pro Auftrag £j, Standard¬
abweichung der durchschnittlichen Gesamtkosten pro Auf¬
trag oKj, durchschnittliche Lagerkosten (Terminüberschrei¬
tungskosten, Rüstkosten, Beschleunigungskosten) pro
Auftrag KKj KJj, RKj, PKj) bei der DUAL Regel in
Abhängigkeit von e. ei = 100, d = 6 290
A.58: Technische Größen bei der DUAL Regel in Abhängigkeit von
C, SL = 100, (? = 6 290
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