第三届全国智能制造应用技术技能大赛江苏选拔赛竞赛规程装配钳工.docx

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第三届全国智能制造应用技术技能大赛江苏选拔赛竞赛规程装配钳工

 

2019年中国技能大赛

第三届全国智能制造应用技术技能大赛

江苏省选拔赛竞赛规程

 

装配钳工

(切削加工智能制造单元安装与调试)

 

省赛组委会技术工作组

二〇一九年八月

 

 

2019年中国技能大赛

——第三届全国智能制造应用技术技能大赛

江苏省选拔赛

装配钳工(切削加工智能制造单元安装与调试)赛项

竞赛规程

1.项目描述

1.1技术基本描述

本赛项聚焦切削加工领域智能制造单元技术应用实际,结合智能制造关键技术装备,运用智能制造基础关键技术,以数字化设备、工业互联网系统和MES管控软件构建的“设备自动化+生产精益化+管理信息化+人员高效化”切削加工智能制造单元为载体,以展现切削加工智能制造自动化、数字化、网络化、智能化的管理与控制为主要内容,进行赛项设计,旨在促进智能制造领域高素质复合型技能人才的技术提升和培养。

本赛项要求完成切削加工智能制造单元主要硬件设备和控制系统的安装与调试,并实现智能制造单元的安全高效运行。

竞赛内容主要包含:

数控设备的安装与调试、在线检测单元的安装与调试、工业机器人的安装调试和编程、切削加工智能制造控制系统的安装与调试、智能制造单元与MES管控软件的联合调试、规定零件的切削试运行、切削加工智能制造单元虚拟仿真等7个主要竞赛任务。

任务1:

数控设备的安装与调试

根据任务书给定任务要求,对数控车床、加工中心进行参数设置、功能调试及优化,对其气动门、零点和动力夹具进行调试和控制,实现数控系统与外部系统的互联互通,完成机内摄像头的安装、调试和防护,做好刀具安装及对刀等加工前的准备工作。

任务2:

在线检测单元的安装与调试

根据任务书给定的任务要求,进行加工中心在线测量系统(测头)的安装与调试,对待测的零件进行在线测量,测量数据通过以太网上传。

根据检测数据,判断零件的误差趋势、是否合格,并作出相应处理。

任务3:

工业机器人的安装调试和编程

根据任务书给定的任务要求和现场提供的部件,进行工业机器人快换夹具、气动部件等外部设备的安装与调试,通过示教器示教编程完成工业机器人(含第七轴)与数控机床、立体仓库等设备动作的编程和调试。

任务4:

切削加工智能制造控制系统的安装与调试

根据任务书给定的任务要求,完成基于PLC控制系统的编程、安装和调试。

实现工业机器人从立体仓库取出待加工毛坯,同时读取RFID数据,送至数控设备,加工、在线测量后,再由工业机器人送回立体仓库规定的仓位中,并更新RFID数据。

实现智能制造单元中各设备的安全、协调运行。

工业机器人编程必须通过示教器示教编程完成。

任务5:

智能制造单元与MES的联合调试

根据任务书给定的任务要求,对智能制造单元和MES管控软件进行联合调试,完善并调试主控PLC程序、机器人程序以及数控机床程序等,调试MES管控软件与总控、机床以及立体仓库等设备之间的连接和数据通讯,实现通过MES管控软件手工排程和自动排程,下发任务工单,启动智能制造单元自动加工流程,完成多种零件的批量混流加工,并对整个加工过程进行设备数据采集和设备管理。

任务6:

规定零件的切削试运行

根据任务书给定的任务要求,选手完成手工编程或者通过CAM编制简单零件加工程序,并上传至MES管控软件。

通过调试,实现MES管控软件下发生产任务单,自动完成智能制造单元零件加工、自动在线测量,能够根据加工运行情况和加工质量进行调整,实现规定零件的试产。

最终能够实现两种以上零件混流、稳定、小批量加工,并符合图纸质量要求。

任务7:

切削加工智能制造单元虚拟仿真

根据任务书给定的任务要求,在规定的仿真系统上进行切削加工智能制造单元安装调试的虚拟仿真。

1.2技术能力要求

本赛项强调对切削加工智能制造单元的设备安装、调试及集成应用能力。

参赛选手应具备以下技术能力:

(1)识图技能;

(2)工艺制定技能;

(3)数字化设计技能;

(4)数控加工中心操作技能;

(5)数控车床操作技能;

(6)在线检测操作技能;

(7)工业机器人编程能力;

(8)工业互联网技术应用技能;

(9)PLC技术综合应用技能;

(10)工业软件系统(含MES管控软件、仿真软件)使用技能;

(11)RFID系统应用技能;

(12)智能制造单元内设备的集成技能,包括数控机床、工业机器人、立体仓库、自动测量装置、RFID装置、主要机械部件、电气系统、PLC控制系统及传感器等的安装、调试等。

(13)安全防护能力。

1.3基本知识要求

本赛项旨在考核、培养多技能、多用途、多就业面的复合型高层次技能人才,需要掌握以下相关知识:

(1)数控机床装调维修:

机械加工基础、数控机床及其工作原理、数控机床的电气控制、数控机床机械装配与调试、数控机床的性能与精度检验、数控机床的故障诊断与维修等相关知识。

(2)数控机床操作:

数控车床加工工艺、加工中心加工工艺、数控编程技术、零件检验与质量控制、加工新技术等相关知识。

(3)切削加工智能制造单元技术相关知识:

1)机械部分:

利用机械设计软件进行机械设计并转化为数控加工程序(CAD、CAM)、机械系统的设计及组装,机械关键功能部件的安装与调试知识,包括气动液压系统知识、标准及机器人快换夹具、机床夹具组装及调试、零点夹具组装及调试,利用在线测量仪表、三坐标测量仪进行机械零部件的检测等。

2)电路部分:

了解及掌握工业系统中电路的设计及调试,包括相关标准及规范、RFID系统基本原理以及使用、总线及工业网络相关知识,利用PLC进行电气控制系统的设计及进行工业网路的构架相关知识。

3)软件编程:

掌握应用软件编写程序,并通过软件展现设备的动作流程及运行状态的知识。

4)工业机器人:

了解及掌握工业机器人的发展概况、工业机器人的结构、工业机器人的运动学及动力学、交流伺服电机驱动、工业机器人的控制、工业机器人的操作与编程、机器人的视觉等传感系统等知识。

5)管理系统软件应用与维护:

MES软件应用、功能和操作、数据库、系统架构,大数据相关软件等知识。

6)工业工程技术:

工业工程基本知识、人机工程学基本知识、生产计划与控制基本知识、物流工程基本知识、质量管理基本知识等。

(4)其他相关新技术、新工艺、新设备等内容。

(5)数字化仿真等知识。

(6)安全文明生产与环境保护知识、职业道德基本知识。

1.4职业素养与安全要求

严格遵循相关职业素养要求及安全规范,安全文明参赛;操作规范;工具摆放整齐;着装规范;资料归档完整等。

严格防止机器人运动造成人身伤害。

2.竞赛题目

2.1竞赛形式

本赛项由理论知识竞赛和实际操作竞赛两部分组成。

理论知识竞赛和实际操作竞赛的总成绩为100分,其中理论知识竞赛占总成绩的20%,实际操作竞赛占总成绩的80%。

理论知识竞赛规程另行制定,本竞赛规程主要对实际操作竞赛做出技术工作规范。

2.2命题标准

本赛项主要考察选手对智能制造单元的安装调试及应用能力,考察选手的职业素养和安全意识,具体包括:

数控设备的安装与调试、在线检测单元的安装与调试、工业机器人的安装调试和编程、切削加工智能制造控制系统的安装与调试、智能制造单元与MES管控软件的联合调试、规定零件的切削试运行、切削加工智能制造单元虚拟仿真、职业素养与安全操作。

大赛组委会技术工作委员会组织有关专家参照现行《数控机床装调维修工国家职业标准》,兼顾《可编程序控制系统设计师国家职业标准》(二级/三级)要求,结合企业生产实际和智能制造单元应用技术发展状况,借鉴世界技能大赛命题内容和考核评价方法组织统一命题。

2.3命题内容

根据任务书给定的任务要求和现场提供的切削加工智能制造单元部件,要求选手在规定时间内完成数控机床的安装与调试、在线检测单元的安装与调试、工业机器人的安装调试和编程、智能制造控制系统的安装与调试、智能制造单元与MES管控软件的联合调试、规定零件的切削试运行、切削加工智能制造单元的虚拟仿真以及职业素养与安全操作等。

竞赛任务设计见表1,竞赛用半成品坯料见表2。

表1竞赛任务设计

竞赛任务

竞赛内容

分值

备注

任务一

数控设备的安装与调试

1.设备检查气动门、夹具编程控制

20

2.机内摄像头的安装与调试

3.数控机床主要参数设置与功能调试

4.刀具安装及对刀调试

5.数控车床和数控加工中心的网络连接

任务二

在线检测单元的安装与调试

1.加工中心在线测头的安装和调试

10

2.在线测量装置(测头)的标定

3.工件在线测量

任务三

工业机器人的安装调试和编程

1.工业机器人快换装置及快换工作台等安装与调试

15

2.工业机器人快换手爪的使用

3.通过机器人编程和HMI操作实现机器人在立体仓库、数控车床、加工中心之间的取放料任务

任务四

切削加工智能制造控制系统的安装与调试

1.编程和调试主控PLC与机器人、RFID系统、数控机床、立体仓库等设备之间的连接和通信

20

2.编程和调试智能制造主控PLC,机器人示教编程,实现智能制造单元加工流程的安全、协调运行

任务五

智能制造单元与MES的联合调试

1.调试MES管控软件与总控之间的连接和数据通讯

15

2.联合调试智能制造单元和MES管控软件,实现设备层数据的正常采集和可视化

3.联合调试智能制造单元和MES管控软件,实现MES管控软件排产、下单、启动智能制造单元并完成自动加工

任务六

规定零件的切削试运行

1.手工编制或者通过CAM编制简单零件加工程序,并上传至MES管控软件

15

2.使用MES管控软件完成规定零件的试产

3.加工出零件的质量检测

任务七

切削加工智能制造单元虚拟仿真

在仿真系统上对切削加工智能制造单元按照给定的虚拟场景布局搭建,编写工艺程序、调试并仿真运行

5

表2竞赛用半成品坯料

名称

数量

尺寸(mm)

材料

硬度

备注

下板

3

80×80×15

2A12T4

出厂状态

半精加工

上板

3

80×80×25

2A12T4

出厂状态

半精加工

中间轴

12

Φ68×25

2A12T4

出厂状态

半精加工

连接轴

12

Φ35×35

2A12T4

出厂状态

半精加工

2.4竞赛时间

实际操作竞赛连续进行,总长300分钟。

3.命题方式

3.1命题流程

专家组根据本竞赛规程的要求组织命题。

竞赛采用建立赛题库并公开竞赛样题的方式进行,赛前20天在大赛技术工作委员会指定网站公布一套(含各组别)实际操作竞赛样题(包括评分标准)。

3.2最终赛题产生的方式

实际操作竞赛前,专家组对样题内容原则上进行30%以内的修改,各组别根据竞赛场数N,建成由N+1套竞赛赛题组成的竞赛题库,比赛前随机抽取竞赛赛题。

竞赛时,同一场比赛的相同组别选手采用相同试题,不同场次使用不同赛题。

赛题抽取是在组委会监督仲裁组的监督下,在专家组提供的实际操作赛题库中,由裁判员随机抽取本场赛题。

技术工作委员会须指定专人负责赛题印刷、加密保管、领取和回收工作。

4.评判方式

4.1评判流程

实际操作竞赛评分由过程评分、结果评分、违规扣分三部分组成。

4.1.1过程评分

过程评分至少由2名现场评分裁判根据评分细则,共同对选手的操作进行客观评分;若现场评分裁判对选手的评分有分歧时,由现场裁判长裁决。

职业素养评分在裁判长安排下由5名现场裁判在竞赛过程中独立评分,评分裁判对5名现场裁判的评分进行综合,产生选手的职业素养成绩。

4.1.2结果评分

结果评分至少由2名裁判根据评分细则进行客观评分,并记录评分结果。

选手上交的结果经过加密裁判加密后交给评分裁判评分。

4.1.3违规扣分

选手竞赛中有下列情形者将予以扣分:

(1)在完成工作任务的过程中,因操作不当导致事故,扣总分10~15%,情况严重者取消竞赛资格。

(2)因违规操作损坏赛场提供的设备,污染赛场环境等严重不符合职业规范的行为,视情节扣总分5~10%,情况严重者取消竞赛资格。

(3)扰乱赛场秩序,干扰裁判员工作,视情节扣总分5~10%,情况严重者取消竞赛资格。

(4)没有按照竞赛规程和任务书要求,比赛现场工具摆放不整齐、作业流程混乱、着装不规范、资料归档不完整,视情节扣总分5~10%。

4.2评判方法

4.2.1采用过程评分的任务,将根据工具、量具、仪器的选择和使用、操作步骤、操作方法、操作规范性、操作结果等诸方面进行评分。

4.2.2采用结果评分的任务,将根据任务书要求的加工任务,对参赛队完成加工零件的尺寸精度、加工组件的装配符合度等要素采用统一仪器进行测量,并就测量值进行评判。

4.2.3测量方法规范、统一、标准,保证对所有有选手一致。

4.3评判的硬件设备要求

检测设备和量具:

三坐标测量机、数显游标卡尺、数显内外径千分尺、数显深度千分尺、数显高度尺、数显测高仪、台式表面粗糙度仪、杠杆千分表、百分表、螺纹环规和塞规、标准块规等(经过质量鉴定)。

4.4成绩复核

为保障成绩评判的准确性,监督仲裁组将对赛项总成绩排名前30%的所有参赛选手的成绩进行复核;对其余成绩进行抽检复核,抽检覆盖率不得低于15%。

如发现成绩错误以书面方式及时告知裁判长,由裁判长更正成绩并签字确认。

复核、抽检错误率超过5%的,裁判组将对所有成绩进行复核。

4.5最终成绩

赛项最终得分按100分制计分。

最终成绩经复核无误,由裁判长、监督仲裁人员签字确认后公布。

实际操作竞赛全部结束后24小时内公布最终成绩。

4.6成绩排序和奖项设定

4.6.1名次排序方法

名次的排序根据选手竞赛总分评定结果从高到低依次排定;竞赛总分相同者,实际操作竞赛用时少的优先。

若实际操作竞赛用时相同,“任务4:

智能制造控制系统的安装与调试”得分高者优先。

若得分再相同,“任务5:

智能制造单元与MES的联合调试”得分高者优先。

4.6.2奖项设定

奖项设定遵照人社厅*****号文件相关规定执行。

5.大赛基础设施

5.1竞赛平台条件

本赛项以智能制造技术推广应用实际与发展需求为设计依据,按照“设备自动化+生产精益化+管理信息化+人工高效化”的构建理念,将数控机床、工业机器人、检测设备、数据信息采集管控设备等典型加工制造设备,集成为智能制造单元“硬件”系统,与数字化设计技术、数字管控技术、高效加工技术、工业物联网技术、RFID数字信息技术等“软件”的综合运用相结合,构成大赛技术平台。

技术平台具备零件数字化设计和工艺规划、加工过程实时制造数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工柔性化等功能。

切削加工智能制造单元技术平台结构图如图1、2所示,包含数控车床、加工中心、在线检测单元、六轴多关节机器人、立体仓库、中央控制系统、MES管控软件和电子看板等。

图1切削加工智能制造单元技术平台主视图

图2切削加工智能制造单元技术平台俯视图

5.2赛场设备主要配置清单

赛场设备主要配置清单详见表3。

表3智能制造单元主要配置清单

序号

设备名称

数量

单位

备注

1

数控车床

1

参考具体技术参数

2

加工中心(三轴)

1

参考具体技术参数

3

在线测量装置(用于加工中心)

1

参考具体技术参数

4

气动精密平口钳(用于加工中心)

1

参考具体技术参数

5

工业机器人

1

参考具体技术参数

6

零点快换装置

1

参考具体技术参数

7

工业机器人导轨

1

参考具体技术参数

8

工业机器人快换夹持系统

1

参考具体技术参数

9

工业机器人快换工作台

1

参考具体技术参数

10

立体仓库

1

参考具体技术参数

11

可视化系统及显示终端

3

参考具体技术参数

12

中央电气控制系统

1

参考具体技术参数

13

MES管控软件(含部署计算机)

1

参考具体技术参数

14

安全防护系统

1

参考具体技术参数

15

RFID读写器及RFID标签

1

参考具体技术参数

16

智能制造仿真软件

1

参考具体技术参数

17

CAD/CAM软件

1

参考具体技术参数

18

编程和设计工位计算机

2

参考具体技术参数

赛场主要设备的技术参数详见《切削加工智能制造单元主要设备技术规范》。

5.3选手自带的仪器和工具

选手自带的仪器、工具等物品,清单见表4。

表4仪器工具清单

序号

名称

建议型号

数量

1

记号笔

0.3mm-0.8mm

1-2支

2

百分表

杠杆式

1

3

百分表表架

磁性

1

4

内六角扳手

7件套

1套

5

活动扳手

6吋

1把

6

十字螺丝刀

3×75

1-2把

7

十字螺丝刀

5×150

1-2把

8

一字螺丝刀

3×75

1-2把

9

一字螺丝刀

5×150

1-2把

10

游标卡尺

0-150mm

1把

11

外径千分尺

0-25mm

1把

12

25-50mm

1把

13

内径千分尺(两爪)

10-25mm

1把

14

25-50mm

1把

赛场准备工具清单和选手自带工具清单可能需要增减,由大赛组委会技术工作委员会在赛前及时公布。

赛场配备的刀具、刀柄、工具车等,具体规格、型号、数量与样题一并公布。

选手不允许携带自制工装、芯轴、毛坯、存储介质以及危险物品。

严禁选手自带WD-40防锈清洗剂等易燃易爆化学品。

6.大赛竞赛流程

6.1场次安排

根据参赛选手报名人数和设备数量而定,原则上每天安排2场比赛。

6.2场次和工位抽签

竞赛前,由技术工作委员会统筹考虑参赛人数和设备台套数,确定竞赛场次,工位抽签在赛前30分钟进行。

6.3日程安排

比竞赛前将根据参赛人数、竞赛批次等做出详细日程表,日程安排另行公布。

7.裁判员条件和工作内容

7.1裁判长

赛场实行裁判长负责制,全面负责本赛项的竞赛执裁工作。

裁判长和副裁判长由组委会技术工作委员会通过遴选审核确定。

7.2裁判员的条件和组成

7.2.1裁判员须符合裁判员工作管理规范,赛前由技术工作委员会统一组织裁判员培训。

参加执裁的裁判员由技术工作委员会抽取和推荐。

被抽取或推荐的裁判员在大赛前可申请不参加裁判工作并放弃相应权利。

一旦确认担任裁判员工作后,比赛中途不得更换人选。

若裁判员不能满足裁判等技术工作需要,由裁判长按照大赛组委会相关要求处理。

7.2.2裁判员应服从裁判长的管理,裁判员的工作由裁判长指派或抽签决定。

在工作时间内,裁判员不得徇私舞弊、无故迟到、早退、中途离开工作地或放弃工作,否则将视其影响程度进行相应处理,直至取消裁判员资格并记录在案。

7.2.3裁判员按工作需要,由裁判长将其分成加密裁判组、现场裁判组、结果评分组等若干小组开展工作。

其中加密裁判组2人/组、结果评分组2人/组、主观评判组5人/组。

现场裁判组根据参赛工位和场次确定分组,原则上每组选手配2名裁判。

各小组在裁判长的统一安排下开展相应工作。

7.3裁判员的工作内容

7.3.1裁判员赛前培训

裁判员需在赛前参加裁判工作培训,掌握与执裁工作相关的大赛制度要求和赛项竞赛规则,具体包括:

竞赛技术规则、竞赛技术平台、评分方式、评分标准、成绩管理流程、安全注意事项和安全应急预案等。

7.3.2裁判员分组

在裁判长的安排下,对裁判员进行分组,并明确组内人员分工及工作职责、工作流程和工作要求等。

7.3.3赛前准备

裁判执裁前对赛场设备设施的规范性、完整性和安全性进行检查,做好执裁的准备工作。

7.3.4现场执裁

现场裁判负责引导选手在赛位或等候区域等待竞赛指令。

期间,现场裁判需向选手宣读竞赛须知。

提醒选手遵照安全规定和操作规范进行竞赛。

竞赛过程中,裁判员不得单独接近选手,除非选手举手示意裁判解决竞赛中出现的问题,或选手出现严重违规行为。

裁判员无权解释竞赛试题内容。

竞赛中现场裁判需做好赛场纪律的维护,对有违规行为的选手提出警告,对严重违规选手,应按竞赛规程予以停赛或取消竞赛资格等处理,并记录在《赛场情况记录表》。

在具有危险性的作业环节,裁判员要严防选手出现错误操作。

现场裁判适时提醒选手竞赛剩余时间,到竞赛结束时,选手仍未停止作业,现场裁判在确保安全前提下有权强制终止选手作业。

加密裁判和现场裁判负责检查选手携带的物品,违规物品一律清出赛场。

竞赛结束后裁判员要命令选手停止竞赛,监督选手提交成果、图纸、电子存储设备、草稿纸等一切竞赛文件。

竞赛换场期间,现场裁判须做好选手的隔离工作。

7.3.5竞赛作品加密和解密

加密由加密裁判负责;评分结果得出后,加密裁判在监督人员监督下对加密结果进行解密,并形成最终成绩单。

7.3.6竞赛材料和作品管理

现场裁判须在规定时间发放赛题、毛坯等竞赛材料,于赛后回收、密封所有竞赛作品和资料并将其交给承办单位就地保存。

7.3.7成绩复核及数据录入、统计

如在成绩复核中发现错误,裁判长须会同相关评分裁判更正成绩并签字确认。

7.4裁判员在评判工作中的任务

现场裁判根据裁判长的安排,在竞赛过程中进行执裁,根据参赛选手的现场表现,依据赛题要求、评分细则完成过程记录和评分,填写记录评分表并签字确认;结果评分裁判根据参赛选手提交的竞赛成果,依据评分细则进行评分;统分裁判负责在监督人员监督下完成统分工作,统分表须由统分裁判、裁判长、监督仲裁组成员共同签字确认。

各模块统分结束后,统分裁判在监督仲裁人员监督下完成汇总计分工作,填写成绩汇总表。

在正式公布竞赛成绩之前,任何人员不得泄露评分结果。

7.5裁判员在评判中的纪律和要求

7.5.1裁判必须服从竞赛规则要求,认真履行相关工作职责。

裁判在工作期间不得使用手机、照相机、录像机等通信和数据存储设备。

在竞赛、评分过程中,不得拍照赛题、图纸、竞赛作品。

7.5.2监督仲裁人员不得干扰裁判工作,对于执裁评分的质疑应向裁判长提出,并由裁判长视相关问题做出解释和解决。

7.5.3过程评分要由至少两位裁判共同执裁。

7.5.4现场裁判应及时响应参赛选手提出的问题和合理要求。

7.5.5现场裁判发现选手不当操作可能产生安全问题,应及时提醒,并做好记录。

7.5.6现场裁判不得在竞赛选手附近评论或讨论任何问题。

7.5.7职业素养评判时不得相互讨论,不得引导他人判断。

7.5.8裁判长有权对评判不当造成不良影响等情况的裁判人员做出终止其裁判工作的处理。

8.选手条件和工作内容

8.1选手的条件和要求

凡从事相关专业或职业的企业职工、院校教师、职业院校(含技工院校)在籍学生均可报名参加本次比赛。

具体报名通知另行发布。

8.2选手的工作内容

8.2.1熟悉场地和设备

(1)赛前安排各参赛队选手统一有序的熟悉竞赛场地和设备,允许运行设备、使用电脑软件、测试通讯,不允许拆装设备、不允许修改软件、设备参数等。

(2)熟悉场地时,不得携带手机、相机等设备,不得对赛场及赛场设备拍照。

(3)熟悉场地时不发表没有根据以及有损大赛整体形象的言论。

(4)熟悉场地时严格遵守大赛各种制度,严禁拥挤、喧哗,以免发生意外事故。

8.2.2检录时选手抽签确定赛位

8.2.3竞赛过程中

选手遵守竞赛纪律,服从赛场规范,按照赛题要求完成竞赛。

8.2.4竞赛结束时

选手按照裁判员要求停止操作,并提交电子存储设备、作品、赛题、图纸、草稿纸等所有相关内容。

8.3赛场纪律

8.3.1选手在竞赛期间不得携带、使用手机、照相机、录像机等通信设备,不得携带

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