G01 1202 2018

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Contenido

Trabajo 1

Mapa del Proceso

El ejercicio a realizar corresponde con el siguiente VSM (Value Stream Mapping) Imagen:VSM_EJER1.PNG


Modelo de simulación en FlexSim

A continuación vamos a mostrar una captura del modelo y las propiedades asignadas a cada objeto del mismo:

Imagen:Captura_trabajo_1.PNG


La fuente genera objetos de 20 en 20 cada 10 minutos:


                                      Imagen:Fuente_g1.PNG



Los almacenes funcionan en lotes de 20 en 20:



Imagen:Almacenes_g1.PNG



Las máquinas tienen un trabajador asignado, el cual gestiona la carga y la descarga, y tratan los objetos de uno en uno:



Imagen:Maquinas_g1.PNG


Los trabajadores se encargan de depositar las piezas en las máquias correspondientes, y la carretilla transporta del almacén 2 al 3 en lotes de 20 unidades:



Imagen:Trabajadores_g1.PNG

Análisis de los resultados

Imagen: tablas.PNG

En los gráficos se muestran diferentes estadísticas, que reflejan el funcionamiento de nuestro proceso.Se ha tomado 4 horas de funcionamiento para el calculo de estas. En la primera tabla (superior izquierda), aparece el porcentaje de ocupación , tanto de los operarios, como de los contenedores y los procesadores. Los operarios están trabajando al 100% y los contenedores también están casi al 100% de su capacidad. Sin embargo, las maquinas de prensado y punzando no están ni el 50% del tiempo ocupadas, lo cual es poco eficiente.

También se puede ver que los operarios recorren un numero de kilometros bastante elevado, lo que tampoco es muy eficiente.

Por último comentar que el numero de barras/ hora vendra determinado por el proceso de punzando que es mas lento uq el de prensado y la producción será de 70 barras/hora


Trabajo 2

Mapa del Proceso

Imagen:mapa VSM.png


Imagen:tiempo.png


Modelo de simulación en FlexSim

A continuación vamos a mostrar una captura del modelo y las propiedades asignadas a cada objeto del mismo:

Imagen:Captura_trabajo_2_g01.PNG


La entrada genera dos tipos de ejes. Cada uno para crear un tipo de tubo.

Imagen:fuente_2_g01.png


Acumulamos los ejes en el contenedor de entrada, que puede contener como máximo 10. Estos ejes llegan a nuestro separador, que es quien va a asignar bloques de doce tubos a su línea correspondiente. El operario se encarga de operar, cargar y descargar la máquina.

Imagen:corte_2_g01_1.pngImagen:corte_2_g01_2.png


Por la línea inferior simplemente vamos a mover los tubos que no precisan de conformado a la entrada del puesto de soldadura, en lotes de 36. Para ello usamos una carretilla.

Imagen:linea_2_g01_2.png


En la línea superior vamos a realizar las dos operaciones de conformado. Ambas con su operario correspondiente. También desemboca en un contenedor y usa lotes de 36 unidades.

Imagen:linea_1_g01_2.png


De los dos contenedores de las líneas toma los tubos otro operario, además del utillaje para la soldadura (8.2s en total por todos los tubos). Los coloca en la máquina y procede a juntarlos, obteniendo los bastidores.

Imagen:soldadura_1_g01.png


Éstos salen por una rampa directamente al contenedor de salida, el cual envía los bastidores en lotes de 10.

Imagen:salida_2_g01.png

Análisis de los resultados

Una vez desarrollado el ejercicio se ha dejado correr el modelo 5 horas para poder analizar el funcionamiento de forma representativa.

Imagen:outputhora.png.png

Se puede observar que entre las cuatro máquinas la de corte es la que más productos saca por hora casi duplicando las del resto. Este hecho tiene sentido ya que el proceso de cortadura es mucho más rápido que el resto además de ser el primero a realizar por lo que no presenta ninguna complicación.

Imagen:procesadores.png

En cuanto a la ocupación de dichas máquinas, se puede observar que el cuello de botella nuestro proceso se encuentra en la máquina de soldadura, la cual está ocupada la mayoría del tiempo. Esto nos lleva a plantear una posible mejora que podría consistir en aumentar la capacidad de dicha máquina o la adquisición de otra ya que el resto de maquinarias no están aprovechando su capacidad debido a este cuello de botella.

Imagen:operarios.png

Por último, cabe mencionar que los operarios están en situaciones similares a las máquinas que atienden. Mateo, el operario que atiende a la cortadora, está trabajando muy por debajo de la capacidad que presenta. Se puede observar también la baja productividad de Miguel, la cual es causada por el cuello de botella de la soldadura.

Trabajo 3

Modelo en Flexim

A continuación vamos a mostrar una captura del modelo y las propiedades asignadas a cada objeto del mismo:

Imagen:modelofinal.png

Como los productos se mueven en lotes, para ser mas fieles a la realidad usamos combinadores y separadores entre las colas. Hemos dejado las colas intermedias para poder ver en todo momento la cantidad de productos moviéndose entre los distintos puntos del modelo.

Para usar los combinadores y separadores necesitamos fuentes y salidas adicionales, que son las que llevan el nombre de palet, ya que el programa usa palets para combinar y los desecha en los separadores. La carretilla se encargará de mover los lotes entre las máquinas.

Ajustamos el espacio máximo de los contenedores y el tamaño de lote con scripts a la entrada. Asignamos este valor en función de una tabla, con la variable tamaño de lote:

Imagen:Captura_scripts_entrada_3_g01.png

Imagen:Captura_tabla_scripts_entrada_3_g01.png

Asimismo, en el script marcamos la etiqueta código, con la que vamos a controlar el flujo más adelante. Este control lo usamos con lógica a partir del valor que le asignamos con la etiqueta correspondiente, que asignamos a nuestros productos en la entrada.

Imagen:Captura_fuente_ej3_g01_1.png Imagen:Captura_fuente_ej3_g01_2.png

Para la lógica usaremos la casilla de send to port:

Imagen:Captura_send_to_port_ej3_g01_2.png

Le asignamos también una etiqueta de entrada y salida de las colas con las que mediremos los tiempos de entrada y salida correspondientes. Mediremos estos tiempos en la salida, guardándolos en una tabla con la que haremos nuestro análisis de tiempos. Usamos un script on entry en el que cogemos los datos de los objetos y los guardamos en nuestra tabla.

Imagen:Captura_sctipt_tabla_ej3_g01_2.png

La producción se realiza en máquinas, en las que vamos a asignar los tiempos de preparación y procesado según la tabla de los productos mostrada anteriormente. La ordenamos de tal manera que la fila se corresponda con el tipo de producto, y de esta manera podemos acceder a estos datos en función del objeto que se está modificando. Todas las máquinas tienen asignados trabajadores que las operan y realizan la carga y la descarga.

Imagen:maquinas.png

Al final del proceso se realiza una inspección. Para asignar el porcentaje correcto mandamos los productos a las colas de productos correctos (cola 9) e incorrectos (cola 10), por porcentaje en la parte de flujo. El tiempo de inspección será el tiempo de procesado y también usaremos un operario.

Imagen:Captura_inspección_ej3_g01_2.png

Análisis de tiempos

De nuestra simulación obtuvimos una tabla referente a todos los productos simulados a lo largo del tiempo transcurrido:

Imagen:fabri33.png

Para hacer un análisis referente al funcionamiento de cada tipo de producto hemos decidido sacar la media de los valores de tiempos obtenidos para cada tipo y así poder hacer un estudio que les represente.

Imagen:fabri44.png

Los tiempos mostrados en dicha tabla representan los siguientes valores:

TE1: Tiempo de entrada a la cola de entrada del combiner de entrada

TS1: Tiempo de salida de la cola de entrada del combiner de entrada

TE2: Tiempo de entrada a la cola de entrada de la máquina 1

TS2: Tiempo de salida a la cola de entrada de la máquina 1

TE3: Tiempo de entrada a la cola de salida de la máquina 1

TS3: Tiempo de salida de la cola de salida de la máquina 1

TE4: Tiempo de entrada a la cola de entrada de la máquina 2

TS4: Tiempo de salida a la cola de entrada de la máquina 2

TE5: Tiempo de entrada a la cola de salida de la máquina 2

TS5: Tiempo de salida de la cola de salida de la máquina 2

TE6: Tiempo de entrada a la cola de entrada de la máquina 3

TS6: Tiempo de salida a la cola de entrada de la máquina 3

TE7: Tiempo de entrada a la cola de salida de la máquina 3

TS7: Tiempo de salida de la cola de salida de la máquina 3

TE8: Tiempo de entrada a la cola de entrada de la inspección

TS8: Tiempo de salida a la cola de entrada de la inspección

TE9: Tiempo de entrada a la cola de productos producidos correctamente

TS9: Tiempo de salida a la cola de productos producidos correctamente

TE10: Tiempo de salida a la cola de productos defectuosos

TS10: Tiempo de salida a la cola de productos defectuosos


Si analizamos los tiempos de entrada y salida del combiner de entrada se puede comprobar que el proceso de entrada entre cada tipo de producto cada 10 segundos.

En cuanto al tiempo de transición entre las distintas máquinas se puede observar que los tipos 1 y 3 tienen transiciones relativamente cortas tardando una media de 37 segundos en pasar de la salida de la máquina 1 a la entrada de la cola de la máquina 3. Tampoco se ve un exceso de tiempo en llevar estos dos productos a la cola de inspección ya que tardan una media de 20 segundos aproximadamente. Sin embargo, si analizamos el comportamiento del producto 2 podemos apreciar mayor tardanza desde la salida de la máquina dos hasta la entrada de la inspección.

Por otro lado, estos tiempos también nos ayudan a comprobar si se están realizando los procesados de cada producto de forma correcta. Para esta comprobación lo que nos disponemos a hacer es calcular el tiempo de procesado de nuestro simulador como la resta entre los tiempos de salida de las colas de entrada a cada máquina menos sus respectivos tiempos de las colas de salida. La evaluación de estos datos nos lleva a que en nuestra simulación los procesados están llevándose a mayor duración que la que deberían. Por ejemplo, si analizamos el tiempo medio de procesado del producto 1 en la máquina 1 (que sería la resta TE3-TS2 dividido por 60 para así pasarlo a minutos) obtendríamos que este tarda 14,8 min frente a los 11,7 min teóricos.

Cabe señalar que los tiempos en la cola de elementos defectuosos solo los hemos empleado para contabilizar el numero de defectos, el cual ha sido poco relevante.

Análisis de costes

Imagen: Tablascostes1.png

En la tabla anterior podemos ver algunos de los costes de la planta. En este caso se ha tenido en cuenta las tres maquinas que van a procesar el producto, los tres operarios que se encargaran de llevarlo a cabo y el precio de la electricidad y el alquiler de la nave. Además de estos, habría mas costes, el mas importante el de materias primas. Dado que no conocemos el producto que se va a fabricar lo obviaremos para este ejercicio.

Imagen:Tablacostes2.png

Como se ve en la tabla vamos a calcular los costes de amortización de la maquinaria, que consideraremos costes indirectos. En la tabla inferior resumimos lo que vamos a considerar como costes directos.

Imagen:Tablacostes4.png

Para calcular bien los costes es necesario conocer el tiempo que cada tipo de producto ha estado procesandose y el tiempo que cada operario ha dedicado a su producción para poder imputar este coste de manera exacta. También, conociendo el consumo de cada maquina para cada producto y el tiempo que están produciendo, es fácil conocer el coste exacto de electricidad en el que incurrimos con cada pieza.

Para el producto 1, vamos a suponer que la maquina consume 15Kwh, por lo que el precio será de 2,25€/h. El producto esta 19,4 min procesandose y el tiempo de preparación es de 29,3 min, por lo tanto este es el tiempo que dedicaran los operarios a la pieza. La jornada laboral de los operarios es de 8 horas diarias. Teniendo todo esto en cuenta obtenemos los siguientes costes unitarios:

Imagen:Tablacostes5.png

Trabajo Final

Modelo en Flexim

Aquí tenemos una imagen competa de nuestro modelo:

Imagen:modelofinal1.png

La entrada de nuestro modelo son dos almacenes. Nuestras materias primas llegarán a su almacén correspondiente, y los asientos y respaldos a otro separado. De las cinco partes necesarias para la estructura de la silla, vamos a fabricar cuatro, y la quinta pasará directamente del almacén de materias primas a su cola correspondiente en soldadura (con un "values by case" en el selector de flujo según su tipo), ya que hemos decidido subcontratar su fabricación.

Imagen:alamacenes_ej_final_g01.png

La cortadora es un separador, que dividirá nuestras barras en el número que hemos elegido, seleccionado según su tipo cogiendo los datos de una tabla.

Imagen:cortadora_ej_final_g01.png

Ya en la salida, y de ahí en adelante, todas nuestras colas se organizarán en lotes, que configuramos con un "trigger on entry".

Imagen:cola_cortadora_ej_final_g01.png

Entre colas, para que nuestras piezas se muevan en lotes, usaremos combiner y separators, configurando los lotes con la misma tabla que las colas. Éstos tendrán sources y sinks para gestionar los palets para unirlos.

Imagen:combiners_ej_final_g01.png

El flujo entre máquinas lo haremos por tipo de pieza. Para ello, usamos una etiqueta en nuestros combiners de salida que registra el tipo del último tipo de objeto que entró en él.

Imagen:flujo_ej_final_g01_1.png Imagen:flujo_ej_final_g01_2.png

Los tiempos de preparación y procesado de todas nuestras máquinas (ajustados a una pieza) los obtendremos también de la tabla de tiempos.

Imagen:procesado_ej_final_g01.png.png

Los tiempos de carga y descarga los trataremos de la misma manera, asignándoselo a los operarios.

Imagen:operario_ej_final_g01.png.png

La soldadora es un combiner, y le asignamos las piezas necesarias por tipo en soldadura y por puerto de entrada en montaje.

Imagen:soldadora_ej_final_g01.png.png

Los colores los gestionamos añadiendo una etiqueta a la salida de soldadura a nuestras piezas. Según cuantas hayan llegado a la cola de salida les asignaremos un color. Llevamos la cuenta con una etiqueta en la propia cola.

Imagen:soldadora_ej_final_g01.png.png

Para gestionar el tiempo de preparación por pieza usamos un procesador, que según nuestra etiqueta de color procesará el tiempo correspondiente por pieza.

Imagen:prep_pintura_ej_final_g01.png.png

La estación de pintura es es una cinta transportadora. El tiempo de pintura lo hemos asignado usando la longitud y velocidad de nuestra cinta, con un valor que hemos obtenido de la máxima cantidad de piezas que ésta puede contener.

Imagen:pintura_ej_final_g01.png.png

Pintamos nuestros objetos según la etiqueta de color en la salida de la estación de pintura y en empaquetado. En empaquetado mandaremos cada color a su cola con la etiqueta de color, que guardamos con una etiqueta en la máquina y cambiamos con un "trigger on entry".

Imagen:pintar_colores_ej_final_g01.png.png

Para medir los tiempos hemos utilizado dos tablas. Una de piezas antes de soldadura, y otra de estructura de la silla ya soldada hasta la salida. Para ello a la entrada y la salida de cada máquina añadimos una etiqueta con el tiempo, y a la entrada a soldadura y de empaquetado registramos los tiempos de estas etiquetas en nuestras tablas.

Imagen:tiempos_ej_final_g01.png.png Imagen:tiempos2_ej_final_g01.png.png

Análisis del modelo

Una vez realizado el modelo de simulación de nuestro proceso de fabricado de sillas se va a proceder al análisis de los resultados para poder decidir si hay alguna posible mejora.

Para dicho análisis se recurrirá a los dashboards que reflejan la ocupación de las máquinas y de los operarios de nuestra planta de producción.

A continuación se adjuntan dichos gráficos:

Imagen:dashSINmejoras.png

Para comenzar se estudia la ocupación de los operarios. En base a este diagrama de barras se puede ver que los operarios de los almacenes están la mayor parte del tiempo sin desempeñar ningún trabajo. También cabe comentar que los soldadores tampoco están siendo totalmente productivos ya que trabajan bastante menos tiempo del que están disponibles. Sin embargo, el operario de conformado está realizando sus funciones casi la totalidad del tiempo mientras que el encargado de la sección de corte también se encuentra la mayor parte del tiempo trabajando.

De este modo, se propone dejar encargado de ambos almacenes a un sólo operario que además se encargue de las primeras tareas de la sección de corte para así desahogar un poco al operario de corte. Además, se considera que se debe de colocar a un operario que ayude al encargado de conformado.

Una vez reorganizadas las tareas de los operarios para conseguir maximizar la productividad se continua con el análisis de las máquinas que intervienen en los procesos.

De las gráficas mostradas que describen el funcionamiento de las máquinas se pueden observar dos aspectos que deberían solucionarse. El primero de ellos es en relación a que hay dos soldaduras con sus respectivos operarios pero están siendo utilizadas muy por debajo de lo que se podría. Por otra parte cabe señalar que la cortadora, la primera máquina que procesa los productos, está en estado de bloqueo la mayor parte del tiempo, lo cual puede retrasar la producción de la planta considerablemente.

En cuanto a las soldadoras, se considera que no tiene sentido tener dos máquinas y operarios para un proceso que no lo requiere por lo que se decide que con una soldadora es suficiente y de este modo se produce un ahorro. En cuanto al problema de la cortadora se procede a analizar las posibles causas para poder solucionar dicho bloqueo. Para ello se observa el desarrollo de las tareas anteriores, posteriores y en la misma máquina. Una vez estudiada esa parte de la producción se comprueba que los tiempos en la cortadora son inferiores a los que se requieren en la máquina siguiente, la reparadora. De este modo, la reparadora podría ser la causa del bloqueo actuando como cuello de botella. Por ello, se recurre a poner otra máquina de repasado para intentar aliviar la congestión que se produce en esta parte de la línea de producción.

Dado que los análisis basados en la información de los dashboards pueden resultar más difíciles recurriremos a más datos para establecer las mejoras. En concreto, usaremos la información de los tiempos que obtenemos gracias a las lables que hemos puesto en el modelo. Estas lables ya descritas anteriormente registran los tiempos de entrada y salida a las colas de cada máquina proporcionándonos tablas como la que se adjunta a continuación:

Imagen:TIEMPOS1.png

En dicha tabla se pueden reconocer dichos instantes de entrada y salida para cada tipo de producto (diferenciados por el color de la celda) y para cada máquina. De esta forma, mediante la diferencia de dos tiempos característicos de cada máquina se puede obtener los tiempos que pasa cada pieza en cada proceso.

A continuación se muestra una muestra característica de estos tiempos para los distintos procesos que se han calculado de la forma explicada anteriormente:

Imagen:TIEMPOS11.png

Una vez obtenidos estos datos referentes a los tiempos se procede a la comparación con los tiempos teóricos que se habían propuesto de procesado en cada parte de las secciones.

El resultado de dicha comparación lleva a la misma conclusión que con el análisis de los dashboards, hay problemas con los tiempos de cortadura. Se obtienen tiempos de cortadura muy superiores a los que se han programado para dicho proceso por lo que se reafirma la necesidad de intentar solventar dicho bloqueo para que la serie de procesos pueda transcurrir de forma fluida.


En resumen, las mejoras propuestas son:

1. Disminución de un operario en la zona de los almacenes que ayude en las primeras funciones al operario de corte.

2.Aumento de un operario de conformado.

3.Eliminación de una soldadora y su respectivo operario de soldadura.

4.Instalación de una máquina más de repasado.

Una vez formuladas las mejoras en el modelo se vuelve a simular la producción de las sillas para poder analizar si las mejoras han resultado satisfactorias.

Para ello se recurre nuevamente al análisis de los dashboards para poder hacer una comparación con lo estudiado inicialmente:

Imagen:dashmejoras.png

Para empezar,se puede observar que ha aumentado el tiempo de producción de la cortadora por lo que parece que la instalación de una reparadora más ha sido una buena opción. En cuanto a la eliminación de la soldadora, no se observa una sobrecarga de trabajo sobre la soldadura que lleve a pensar que la que ha sido eliminada fuese necesaria. Además, también se puede ver que el operario de soldadura no llega a estar ocupado al 100% del tiempo por lo que se considera acertada la eliminación de dicha máquina y su operario.

En cuanto a los cambios de la organización del trabajo de los operarios parecen también acertados. En el nuevo diagrama de barras se puede ver que ningún operario esta la mayoría del tiempo sin trabajar como nos ocurría en el caso sin mejoras. Sólo uno de los operarios de almacén está trabajando un porcentaje del tiempo inferior al 50%, lo cual es justificable ya que los operarios de almacén tienen que disponer de un margen para la realización de las funciones administrativas como se detalla en el enunciado del ejercicio.

Además, que ningún operario esté trabajando cerca del 100% del tiempo lleva a pensar que no es necesario que se amplíe la plantilla por lo que se concluye con esta nueva organización del trabajo como una forma de optimización eficaz.


Se recurre ahora al análisis de los tiempos nuevamente con los nuevos datos del mismo modo que anteriormente. Se adjuntan a continuación las tablas correspondientes a los nuevos valores una vez realizadas las mejoras:

Imagen:TIEMPOS3.png

Imagen:TIEMPOS33.png

Como se puede comprobar, los tiempos de corte, los cuales en el primer análisis aparecían muy lejanos a los teóricos según lo indicado en los datos del ejercicio, han disminuido. Por tanto, se considera que las mejoras decididas han sido acertadas nuevamente en base al análisis de las labels de los tiempos de proceso.

Estos tiempos más reducidos llevarán a que se lleve a cabo el procesado de las piezas en un menor tiempo. Por tanto, los gastos disminuirán llegando así a lo buscado con las propuestas de mejoras, la optimización de nuestra planta productiva.

Análisis de costes

Para justificar las mejoras que se han decidido llevar a cabo resulta de interés hacer una comparación de los costes de las dos propuestas, y de esta forma comprobar si el ahorro es importante y si es recomendable la inversión que será necesaria. Lo primero que se va a comprobar es el ahorro en el consumo eléctrico, para la producción de 600 sillas. Para ello vamos a tener en cuenta que la producción de las 600 sillas llevaba 56 horas, mientras que ahora, con las mejoras realizadas, se tardan 30 horas en producirlas. También se tendrá en cuenta el tiempo que esta procesando cada una de las máquinas (puede verse en los gráficos de la sección anterior). El precio del kWh es de 0,12€/kWh. El consumo medio de las máquinas se estimara en 20 kWh:

Coste inicial= (0.1426 + 0.1118 + 0.08 + 0.0124 + 0.95 + 1 + 1)x56x0.12x20 = 441.42 €

Coste con mejoras= (0.1675 + 0.214 + 0.1488 + 0.1112 + 0.0252 + 0.9999 + 0.9607)x30x0.12x20 = 189.16€

Como puede verse el ahorro es notable, por cada 600 sillas que se producen el ahorro es de 252.25 €


También se tendrá el cuenta el ahorro de mano de obra, dado que en la propuesta con mejoras, se prescindirá de un operario, y la producción de 600 sillas se realizará en menos tiempo. El salario medio de un soldador en España es de 10,80 €/h. El salario medio de un operario es de 9,07€/h.

Coste inicial= (9.07x5 + 10.80x2)x56= 3749,2€

Coste con mejoras= (9.07x5 + 10.80x1)x30= 1684.5€

El ahorro en mano de obra será de 2064.7€ por cada 600 sillas.


El ahorro total será de 2316.95€. El precio de la repasadora será de 120000€. Por lo tanto será necesaria la producción de 52 lotes de 600 sillas para recuperar la inversión.

En la tabla que aparece a continuación se resumen los costes expuestos en esta sección.

Imagen:eje.png

Por último, comentar que que para la gestión de stocks se utilizara la política de reaprovisionamiento periódico, con un período T=1 día

Conclusiones y mejoras propuestas

Con el análisis de tiempos y viendo la ocupación de los operarios y las máquinas, hemos detectado varias mejoras posibles. En primer lugar, los operarios de almacén y de empaquetado están infrautilizados. Además, los soldadores nunca llegan a trabajar ni a la mitad del ritmo que podrían, y las secciones de corte, repasado y conformado están desbordadas. Por ello, proponemos reequilibrar la línea de la siguiente manera:

Quitar directamente una estación de soldado con el soldador correspondiente, usar a un operario únicamente para todo el área de almacenes y empaquetado, añadir una repasadora extra y un operario extra a conformado. Entre el operario de la segunda repasadora, que habitualmente trabaja menos que el operario principal, y el de la zona de almacén y empaquetado, tendrán tiempo de sobra para hacer las tareas organizativas. Podemos ver ésto, y ver que el reparto de cargas queda bastante equilibrado con nuestra propuesta, haciendo un análisis de ocupación de los operarios con los dashboard correspondientes.

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