先进制造技术试题与答案.docx
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先进制造技术试题与答案
先进制造技术试题
一、填空题（每空2分，共30分）
1、典型FMS的三个子系统是：
加工系统、运储系统、计算机控制系统。
2、先进制造技术的特点：
先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。
3、CIMS系统的三要素：
人、经营、技术。
4、FMS中央管理计算机肩负的任务：
控制、监控、监视。
二、名词解释（共15分，每题3分）
1、DFCDesignForCost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（DesignForX）技术的一个分支。
面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。
DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。
2、AM敏捷制造（AgileManufacturing）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。
敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。
3、CE并行工程即concurrentengineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。
换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。
在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。
4、CIMComputerIntegratedManu-facturing,简称CIM。
20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。
CIM在世界各工业国的推动下，历经了百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。
80年代初，美国和日本关于CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。
德国自80年代初期开始注意探讨CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年（联邦）德车经济和平委员会（AWFA）提出了CIM的推荐性定义，取得了一定程度上的统一。
5、FMS柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。
FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有“柔性”），并能及时地改变产品以满足市场需求。
三、简答题（共15分,每题5分）
1、先进制造技术的内涵
目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：
先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
2、数据库系统在CIMS中的作用和地位
数据库分系统是支持CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。
它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。
数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了数据安全性；提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。
所以数据库技术是管理数据、实现共享的最通用的方法。
在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。
工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。
3、快速原型技术的基本过程
快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：
产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。
该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。
1.FMS由哪几部分组成
2.简单说明扫描隧道显微镜工作原理。
3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。
4ISO全面质量管理的内涵是什么？
全面质量管理的内容由哪四个方面？
问题补充：
最佳答案1.加工系统、物流系统和控制系统
2.扫描隧道显微镜（STM）的原理是用极尖的探针对被测表面进行扫描，探针和被测表面非常接近，在一定的电场作用下产生隧道电流。
探针和表面间距离的极微小变化将使隧道电流产生很大变化。
扫描时探针升降以保持隧道电流不变，因而可测出表面形貌高低。
3.
（1）首先将CAD模型按一定厚度分层。
即将模型离散成一系列的二维层面。
（离散）
（2）根据各层面的轮廓数据，进行层面工艺规划，生成数控代码。
（即层面信息处理或层面工艺规划）
（3）由数控成型机接收控制指会，以平面加工的方式，按顺序（从下往上）加工各单元层面，并逐层粘接起来。
最后，得到与CAD模型相对应的三维实体。
（堆积成型）
4.ISO是国际标准化组织，与全面质量管理是两码事。
全面质量管理的内涵：
1）具有先进的系统管理的思想2）强调建立全面的有效的质量管理体系3）目的在于让顾客满意、社会受益。
全面质量管理的的内容：
全面的、全过程的、全员参加的、多方法的质量管理。
四、分析题（共24分，每题8分）
1、分析CIMS和FMS的有哪些相同和不同的地方
CIMS是自动化程度不同的多个子系统的集成，如管理信息系统（MIS）、制造资源计划系统（MRPII）、计算机辅助设计系统（CAD）、计算机辅助工艺设计系统（CAPP）、计算机辅助制造系统（CAM）、柔性制造系统（FMS）,以及数控机床（NC，CNC）、机器人等。
CIMS正是在这些自动化系统的基础之上发展起来的，它根据企业的需求和经济实力，把各种自动化系统通过计算机实现信息集成和功能集成。
当然，这些子系统也使用了不同类型的计算机，有的子系统本身也是集成的，如MIS实现了多种管理功能的集成，FMS实现了加工设备和物料输送设备的集成等等。
性制造系统
柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。
该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。
柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件。
其加工和物料传送柔性大，但人员柔性仍然较低。
2、并行工程于串行工程相比有哪些优缺点?
并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。
它要求产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）内各阶段的因素（如功能、制造、装配、作业调度、质量、成本、维护与用户需求等等），并强调各部门的协同工作，通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制，综合考虑各相关因素的影响，使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现，并得到解决，从而使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性，最大限度地减少设计反复，缩短设计、生产准备和制造时间。
3、敏捷制造的组成有哪些？
敏捷性是通过将技术、管理和人员三种资源集成为一个协调的、相互关联的系统来实现的。
首先，具有高度柔性的生产设备是创建敏捷制造企业的必要条件（但不是充分条件）。
所必需的生产技术在设备上的具体体现是：
由可改变结构、可量测的模块化制造单元构成的可编程的柔性机床组；“智能”制造过程控制装置；用传感器、采样器、分析仪与智能诊断软件相配合，对制造过程进行闭环监视，等等。
五、综合应用题（共16分）
1.由于飞机具有复杂的气动外形，外形表面要求光滑流线，内部结构十分复杂，全机零件有几万个，是离散型制造业中产品设计、工程分析和工艺制造最为复杂、加工周期最长的高技术产品。
因此，计算机辅助设计/辅助分析/辅助制造（CAD/CAE/CAM）技术是航空新产品开发必不可少的技术手段，异地无纸设计和制造是航空产品转包生产的主要特点。
2.在航空产品开发和转包生产中，产品图纸和工程信息的传递和管理、飞机工装设计、复杂骨架结构零件的编程与加工，与"航空产品质量第一"相适应的质量管理以及适应转包部件严格准时交付（JIT）的生产管理和项目管理等，都需要信息集成技术的支持。
先进制造技术复习题
先进制造技术测验题
一、填空题（每空1分，共计40分）
1、制造过程产品从设计、＿＿、＿＿、＿＿、报废、回收等的全过程，也称为产品＿＿＿＿。
2、制造业将制造资源利用＿＿＿＿，通过＿＿＿＿，转化为供人们使用或利用的＿＿＿或＿＿＿＿的行业。
3、制造生产的运行过程，包括市场分析、＿＿＿＿、工艺规划、＿＿＿＿、＿＿＿＿、产品销售、＿＿＿＿、报废、回收、再利用等。
4、恩格斯指出：
“直立和＿＿创造了人类，而＿＿是从＿＿＿＿开始的。
动物所做到的最多是收集,而人则从事＿＿。
”
5、现代制造技术的四个基本特征是＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
6、成功企业的关键因素主要有：
上市时间、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、灵活性、＿＿＿＿。
7、整个生产过程实质上也是对信息的＿＿＿＿、传递和＿＿＿＿的过程，在企业中主要存在＿＿＿＿和＿＿＿＿这两种运动过程，而＿＿＿＿又是受＿＿＿＿控制的。
8、企业的产品形成过程是：
＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿。
9、CIMS是一种基于CIM哲理构成的＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿的制造系统。
10、CIM技术是传统的制造技术与＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿等的有机结合。
二、选择题（每题2分，总计10分）
1、磨削加工时常用的切削液是（）
A、合成切削液；B、低浓度乳化液；C、切削油；D、极压切削油；
2、粗加工后安排调质处理可提高零件的（）
A、硬度B、耐磨性；C、强度D、综合力学性能；
3、制定零件工艺过程中，首先研究和确定的基准是（）
A、设计基准；B、工序基准；C、定位基准；D、测量基准；
4、工序集中有利于保证各加工表面的（）
A、尺寸精度；B、形状精度；C、相互位置精度；D、表面粗糙度；
5、划分工序的主要依据是（）
A、生产批量的大小；B、零件在加工过程中工作地是否变动；C、生产计划的安排；D、零件结构的复杂程度；
三、判断题（每题1分，共计10分正确的打√，错误的打×）
1、硬质合金是在碳素钢中加入大量的钨、钛、钽等元素构成，它具有很高的硬度和耐磨性。
（）
2、粗加工外圆表面时，一般依次从右到左、由小直径外圆到大直径外圆先后加工。
（）
3、表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度就越高。
（）
4、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。
（）
5、先进制造与自动化技术是实现各种高新技术的保障技术。
（）
6、国际竞争和对抗的焦点由军备竞赛转向全球范围内的以科技为先导，经济为基础、军事为后盾的综合国力的较量；（）
7、试切法是通过试切—测量—调整—再试切的反复过程而获得规定尺寸精度的。
（）
8、用三爪自定心卡盘装夹工件，夹紧力大，且能自动定心，不需要找正。
（）
9、圆周铣具有能压紧工件，使铣削平稳、铣刀后面的挤压及摩擦小等优点，所以刀具磨损慢、工件加工表面质量好，一般
采用顺铣。
（）
10、W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2是常用的两种硬质合金牌号。
（）
四、名词解释（每题4分，共计16分）
1、制造：
2、制造技术
3、先进制造技术
4、制造系统结构
五、简答（每题6分，共计24分）
1、电火花加工的物理本质是什么？
2、未来十大高新技术及其产业领域有那些？
3、简述制造业发展历程？
4、简述制造业在国民经济中的重大意义？
试题答案：
一、填空：
1、生产、使用、维修、生命周期
2、制造技术、制造过程、工业品、生活消费品。
3、产品设计、制造装配、检验出厂、售后服务。
4、劳动、劳动、制造工具、生产。
5、柔性化、集成化、智能化、网络化。
6、质量、产品成本、服务、环境。
7、采集、加工处理、信息流、物流、物流、信息流。
8、产品规划、概念设计、详细设计、生产准备。
9、计算机化、信息化、智能化、集成优化。
10、现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术
二、选择：
1、B2、D3、C4、B5、B
三、判断
1、×2、×3、√4、×5、√6、√7、√8、×9、√10、×
四、名词：
1、狭义：
为机电产品的机械加工工艺过程
广义：
制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。
2、按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。
即：
使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称。
3、在传统制造技术基础上不断吸收机械.电子.信息.材料.能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计.制造.检测.管理.销售.使用.服务的制造全过程,以实现优质.高效.低耗.清洁.灵活的生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术总称,也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称.
4、是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。
五、简答：
1、电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。
2、
（1）信息科学技术
（2）生物科学技术（3）新能源科学技术（4）新材料科学技术（5）环境科学技术（6）航空航天科学技术（7）海洋科学技术（8）先进制造科学技术（9）管理科学技术（10）认知科学技术
3、1）用机器代替手工，从作坊形成工厂
2）从单件生产方式发展成大量生产方式
3）柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术
4、1）在发达国家中,制造业创造了约60%的社会财富、约45%的国民经济收入。
2）据统计，美国68%的社会财富来自于制造业。
3）CIRP在1999年的报告中指出：
在国家生产力的构成中，制造技术的作用一般占55%-65%。
4）在许多国家的科技发展计划中，先进制造技术都被列为优先发展的科技。
一、填空题
1．先进制造技术包含主体技术群、支撑技术群和制造技术环境三个技术群。
5．先进制造基础技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括无污染。
6．微细加工中的三束加工是指电子束，离子束，激光束。
8.绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。
11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称为空气轴承主轴。
12.快速原型制造常用的工艺方法光固化成形，叠层实体制造，选择性激光烧结，熔融沉积制造。
15.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。
17.大规模集成电路的微细制作方法有外延生长，氧化，光刻，选择扩散，真空镀膜。
18.优化设计的两个前提条件以数学规划为理论基础，以计算机为基础。
20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是热塑性材料。
27.优化设计的三要素是：
目标函数，设计变量，约束条件。
31.绿色设计的主要内容包括：
绿色产品设计的材料选择与管理，产品的可拆卸性设计，可维修设计，产品的可回收性设计，绿色产品的成本分析，和绿色产品设计数据库。
21、绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。
35.LIGA技术的工艺过程分为：
（1）深层同步辐射X射线光刻；
（2）电铸成型；（3）模铸成型。
36.微细加工工艺方法主要有：
三束加工技术，光刻加工，体刻蚀加工技术，面刻蚀加工技术，LIGA技术，牺牲层技术和外延生长技
37.工业机器人一般由机械系统，控制系统，驱动系统和智能系统等几个部分组成。
38.柔性制造系统的组成包括：
加工系统，物流系统，信息控制系统和一套计算机控制系统。
39.MRP和MRPII分别是指物料需求计划和制造资源计划，而ERP是指企业资源计划，其核心思想是完全按用户需求制造。
43.高速切削通常使用的刀具材料有：
1）硬质合金涂层刀具2超细晶粒硬质合金3）立方氮化硼4）氮化硅聚晶金刚石
44.工业机器人的按系统功能分：
1）专用机器人2）通用机器人3）示教再现机器人4）智能机器人
45.工业机器人的性能特征：
通用性，柔性，灵活性，智能化
46.PDM四层体系结构分别为：
第一层用户界面层、第二层核心功能、第三层框架核心层、第四层系统支持层。
47.CIMS的三大特征分别为数据驱动、集成、柔性。
49.CIMS分成五个层次，即工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。
21、压电驱动技术是压电学和超声学在机械领域的应用。
四、问答题
1、先进制造技术的概念
先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
8、论述先进制造技术的发展趋势。
（20分）
1、数字化2、精密化3、极端化4、自动化5．、集成化6、网络化7、智能化8、绿色化
9简述超高速加工的优越性。
（20分）
1、加工效率高2、切削力小3、热变形小4、加工精度高、加工质量好5、加工过程稳定6、良好的技术经济效益
3、微机械研究中的关键问题是什么？
（20分）
1、微型传感器与控制技术研究2、材料科学方面3、基础科学方面4、驱动技术5、研究将电能转变为大变形能的固体材料或复合材料6、微型机构7、微型加工和装配技术
4、简述工业机器人技术发展趋势？
1、机器人的智能化2、机器人的多机协调化3、机器人的标准化4、机器人的模块化5、机器人的微型化
5、简述虚拟制造的关键技术？
1、虚拟实现技术2、制造系统建模3、虚拟产品开发4、制造过程仿真5、可制造性评价
6、实现清洁生产的基本途径？
1、改进产品设计，调整产品结构，选择绿色原材料，生产原料闭路循环、资源综合利用，防止对环境的不利影响。
不采用对环境有害的原料，不生产对环境有害的产品。
2、改革生产工艺和设备，开发全新生产流程，最大限度地提高生产效率，减少污染排放。
3、加强生产管理，发展环保技术，减少和杜绝生产中的跑、冒、滴、漏。
4、进行产品的生命周期评价或清洁生产审计，对症下药地提出清洁生产方案并进行可行性分析。
建立企业环境管理体系，为企业持续进行清洁生产提供组织和管理保障。
7、简述绿色再制造的主要关键技术？
1、再制造毛坯快速成形技术2、先进表面技术3、纳米复合及原位自愈合成技术4、修复热处理技术5、应急维修技术6、再制造特种加工技术7、再制造机械加工技术等
8、论述绿色制造的发展趋势。
1、全球化2、社会化3、集成化4、并行化5、智能化6．、产业化
一、名词解释
广义制造：
产品整个生命周期内一系列相互联系的生产活动
狭义制造：
生产车间内与物流有关的加工和装配过程
先进制造技术（ATM）：
为了适应现代生产环境及市场的动态变化，在传统制造技术基础是哪个通过不断吸收科学技术的最新成果而逐渐发展起来的一个新兴技术群
制造系统：
由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体
工业机械人：
一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机
柔性制造技术：
集数控技术、计算机技术、机械人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术
柔性制造系统（FMS）：
由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化控制系统
绿色产品（GP）：
在产品全生命周期内，能节约资源和能源，对生态环境无危害或少危害，且对生产者及使用者具有良好保护性的产品
高速加工技术：
指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料的切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术
制造业：
指将制造资源，通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业
计算机集成制造（CIM）；借助计算机，将与制造有关的技术集成起来，使各类功能得到整体优化，从而提高企业适应市场竞争的能力
计算机集成制造系统（CIMS）；基于计算机集成制造理念而组成的系统，是CIM的具体实现
敏捷制造（CE）；企业快速调整自己，以适应市场持续多变的能力
并行工程（CE）；对产品及其相关过程（包括制造和支持过程）进行并行的、一体化的工作模式
广义制造自动化；包含产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标
特种加工技术；采用非常规的切削手段，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工方法
超精密切削加工；主要指金刚石刀具超精密车削
反求工程（RE）；以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为在新产品的一种开发模式
精益生产（LP）；运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依托，以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源为企业谋求经济效益的一种新型企业生产方式
物料需求计划（MRP）：
只在需要的时间，向需要的部门按照需要的数量提供该部门所需的物料
制造资源计划（MRPⅡ：
将MRP和企业的财务系统连接起来，形成一个集企业生产、财务、销售、工程技术、供应等各个子系统为一体的生产管理信息系统
二、问答题
1、高速加工加工技术：
采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术
高速切削理论：
一定的工件材料对应有一个临界切削速度，再该切削速度下切削温度最高
高速加工的优点：
切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序
应用：
汽车工业大批生产、难加工材料、超精密微细切削、复杂曲面加工、航空工业
关键技术：
高速主轴、快速进给系统、高性能的CNC控制系统、先进的机床机构、高速切削的刀具系统
刀具材料：
硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具
2、高速切削机床和普通数控机床的区别：
高速主轴、快速进给系统、高性能的CNC控制系统、先进的机床机构、高
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