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Administraci�n de inventarios en Industria 4.0 un desaf�o para las peque�as y medianas empresas- PYMEs

 

Inventory management in Industry 4.0 a challenge for small and medium-sized companies- SMEs

 

Gest�o de Invent�rios na Ind�stria 4.0 um desafio para as pequenas e m�dias empresas � PME

 

Alcides Napole�n Garc�a-Flores� ^I

an_garcia@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0001-6883-7067

 

Julio C�sar Moyano-Alulema ^II

j_moyano@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0001-6672-9409

 

�ngel Geovanny Guam�n-Lozano ^III

a_guaman@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-5145-6994

 

 

 

Correspondencia: an_garcia@espoch.edu.ec

 

Ciencias Econ�micas y Empresariales

Art�culo de investigaci�n

 

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*Recibido: 30 de diciembre de 2020 *Aceptado: 20 de enero de 2021 * Publicado: 10 de febrero de 2021

        I.            Ingeniero en Marketing, Magister en Peque�as y Medianas Empresas Menci�n Finanzas, Docente Investigador Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

     II.            Licenciado en Ciencias de La Educaci�n Profesor de Ense�anza Media en la Especializaci�n de Matem�tica y F�sica, Ingeniero Industrial, Magister en Seguridad Industrial Menci�n Prevenci�n de Riesgos y Salud Ocupacional, Magister en Gesti�n Industrial y Sistemas Productivos, Docente Investigador Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

   III.            Ingeniero Industrial, Magister en Gesti�n Industrial y Sistemas Productivos, Docente Investigador Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Resumen

El enfoque de Industria 4.0 combina la producci�n, la tecnolog�a de la informaci�n e Internet, as� las tecnolog�as de la informaci�n y la comunicaci�n m�s novedosas se adaptan en la Industria 4.0 con los procesos industriales tradicionales.

La presente investigaci�n presenta un an�lisis documental sobre la administraci�n de inventarios en la industria 4.0 y como la misma representa un desaf�o para las peque�as y medianas empresas. La metodolog�a de investigaci�n fue a trav�s de una revisi�n documental, con un enfoque cualitativo y descriptivo, los instrumentos de recolecci�n de datos fueron: entrevista y encuesta. Se determin� como la industria 4.0 influye de manera positiva no solo en las grandes empresas, sino tambi�n en las peque�as y medianas, pero un limitante grande para las PYMEs es la inversi�n. Se concluy� que las PYMEs requieren estructuras organizativas flexibles para adaptarse a los cambios que genera la industria 4.0.

Palabras claves: Administraci�n de inventarios; industria 4.0; PYMEs.

 

Abstract

The focus of Industry 4.0 is to combine production, information technology and the Internet, thus the most innovative information and communication technologies are combined in Industry 4.0 with traditional industrial processes, the present research aims to carry out an analysis Documentary on inventory management in Industry 4.0 and how it represents a challenge for small and medium-sized companies. The research was documentary, with a qualitative and descriptive approach, the data collection instruments were: interview and survey. It was determined how industry 4.0 positively influences not only large companies, but also small and medium-sized ones, but a major limitation for SMEs is investment. It was concluded that SMEs require flexible organizational structures to adapt to the changes generated by Industry 4.0.

Keywords: Inventory management; industry 4.0; SMEs.

 

Resumo

El enfoque de Industria 4.0 combina la producci�n, la tecnolog�a de la informaci�n e Internet, assim como as tecnologias de la informaci�n y la comunicaci�n m�s novedosas se adaptan en la Industria 4.0 con los procesos industriales tradicionais.

A presente investiga��o apresenta uma an�lise documental sobre a administra��o de invent�rios na ind�stria 4.0 e como a misma representa um desafio para las peque�as y medianas empresas. La metodolog�a de investigaci�n fue a trav�s de una revisi�n documental, con un enfoque cualitativo y descriptivo, los instrumentos de recolecci�n de datos fueron: entrevista y encuesta. Se determin� como la industria 4.0 influye de manera positiva no solo en las grandes empresas, sin tambi�n en las peque�as y medianas, pero un limitante grande for las PYMEs es la inversi�n. Veja que as PYMEs requerem estructuras organizativas flexibles para adaptarse aos cambios que genera la industria 4.0.

Palavras-chave: Administraci�n de inventarios; industria 4.0; PYMEs.

 

Introducci�n

En los �ltimos a�os, el entorno industrial ha ido cambiando radicalmente debido a la introducci�n de conceptos y tecnolog�as basados en la cuarta revoluci�n industrial (Sendler, 2013).� El enfoque de Industria 4.0 es combinar la producci�n, la tecnolog�a de la informaci�n e Internet, as� las tecnolog�as de la informaci�n y la comunicaci�n m�s novedosas se combinan en la Industria 4.0 con los procesos industriales tradicionales (BMBF, 2012).� En los �ltimos a�os, la econom�a mundial se ha convertido en un fuerte competidor para la industria en Europa y el mundo, ya no basta con producir m�s r�pido, m�s barato y con mayor calidad que la competencia, defendiendo la ventaja competitiva lograda. La industria necesita introducir nuevos tipos de estrategias de producci�n innovadoras y "digitales" para mantener la ventaja competitiva actual a largo plazo (Manhart, 2013).�

La cuarta revoluci�n industrial deber�a extenderse a toda la cadena de producci�n y suministro de componentes y no solo, como en revoluciones pasadas, al proceso de fabricaci�n mec�nica de productos y la organizaci�n del proceso asociado.� El desarrollo de la Industria 4.0 deber�a proporcionar una contribuci�n para abordar los desaf�os globales, como la sostenibilidad, la eficiencia energ�tica y de recursos, y fortalecer la competitividad (Kagermann et al., 2013).� En todo el ciclo de vida de la producci�n, el intercambio de datos debe mejorarse y generar ventajas para todas las partes involucradas.� Se obtienen m�s funcionalidades y opciones de personalizaci�n para el cliente y m�s flexibilidad, transparencia y globalizaci�n para la cadena de suministro (Baum, 2013).� Por lo tanto, para seguir siendo competitivo, debe aumentar la capacidad de responder a los requisitos del cliente de manera r�pida y flexible y de producir n�meros de versi�n altos con tama�os de lote bajos (Spath et al., 2013).� La Industria 4.0 tiene como objetivo implementar procesos de fabricaci�n altamente eficientes y automatizados, generalmente conocidos de la producci�n en masa, tambi�n en un entorno industrial, donde los productos individuales y espec�ficos del cliente se fabrican de acuerdo con estrategias de personalizaci�n masiva (Modrak et al., 2014).�

La personalizaci�n masiva significa la producci�n de productos personalizados por el cliente, a costos de producci�n similares a los de los productos producidos en masa.� Una producci�n, basada en el principio de Industria 4.0, crea las condiciones para reemplazar las estructuras tradicionales, que se basan en mecanismos centralizados de toma de decisiones y l�mites r�gidos de pasos individuales de valor agregado.� Estas estructuras son reemplazadas por sistemas de log�stica y fabricaci�n reconfigurables y flexibles, que ofrecen mecanismos de toma de decisiones interactivos y colaborativos (Spath et al., 2013).� En los �ltimos a�os, un n�mero creciente de autores ha abordado el tema de la Industria 4.0 para las PYMEs en sus trabajos cient�ficos (Matt et al., 2016; B�r et al., 2018; T�rkeş et al., 2019).� Adem�s, la Comisi�n Europea (CE) apoya activamente a las PYME proporcion�ndoles apoyo financiero directo y apoyo indirecto para aumentar su capacidad de innovaci�n a trav�s de Horizonte 2020. Por lo tanto, respaldando la estrategia Europa 2020 para un crecimiento inteligente y sostenible, la CE apoya la investigaci�n, el desarrollo - proyectos de innovaci�n y desarrollo con el objetivo de crear un ecosistema para la innovaci�n y el desarrollo de las PYMEs.� Debido a su flexibilidad, esp�ritu emprendedor y capacidades de innovaci�n, las PYMEs han demostrado ser m�s robustas que las grandes empresas multinacionales, como lo demostr� la crisis econ�mica y financiera anterior (Matt, 2007; Matt et al., 2016). Por lo general, las PYMEs no solo se adaptan e innovan en t�rminos de sus productos, sino tambi�n en t�rminos de sus pr�cticas de fabricaci�n. Reconociendo las continuas presiones competitivas, las peque�as organizaciones se est�n volviendo cada vez m�s proactivas en la mejora de sus operaciones comerciales (Boughton y Arokiam, 2000), lo que es un buen punto de partida para introducir nuevos conceptos como Industria 4.0.�

La implementaci�n exitosa de la Industria 4.0 debe tener lugar no solo en las grandes empresas sino, en particular, en las PYMEs (Sommer, 2015). Las tecnolog�as de la Industria 4.0 ofrecen grandes oportunidades para que el sector de las PYMEs mejore su competitividad.� Es m�s probable que las mismas sean las grandes ganadoras del cambio; a menudo son capaces de implementar la transformaci�n digital m�s r�pidamente que las grandes empresas, porque pueden desarrollar e implementar nuevas estructuras de tecnolog�as de la innovaci�n desde cero con mayor facilidad (Deloitte, 2015). Muchas peque�as y medianas empresas ya se est�n enfocando en productos digitalizados para destacarse en el mercado, la integraci�n de la tecnolog�a de la informaci�n y la comunicaci�n (TIC) y las tecnolog�as modernas de la Industria 4.0 transformar�a las f�bricas de PYMEs actuales en f�bricas inteligentes con un potencial econ�mico significativo (Lee y Lapira, 2013; Gualtieri et al., 2018).� La Industria 4.0 representa un desaf�o especial para las empresas en general y para las PYMEs en particular, la disposici�n de ellas adaptadas a los conceptos de la Industria 4.0 y la capacidad organizativa de las mismas para afrontar este desaf�o existen s�lo en parte.� Cuanto m�s peque�as son las PYMEs, mayor es el riesgo de que no puedan beneficiarse de esta revoluci�n.

La introducci�n de la Industria 4.0 a menudo muestra dificultades y conduce a titulares como "la mayor�a de las empresas de producci�n de PYMEs no est�n todav�a preparadas para la Industria 4.0", "Las PYMEs est�n perdiendo las tendencias del futuro" o "Industria 4.0 no ha llegado a las PYMEs" (Olle y Claus, 2015). Se necesitan investigaciones e investigaciones especiales para la implementaci�n de tecnolog�as y conceptos de la Industria 4.0 en las PYMEs. Las mismas solo alcanzar�n la Industria 4.0 siguiendo estrategias y enfoques de implementaci�n personalizados para ellas y realizando conceptos y soluciones tecnol�gicas adaptados a las PYMEs. De lo contrario, el esfuerzo real de sensibilizaci�n y concienciaci�n para la Industria 4.0 no mostrar� el �xito y los resultados esperados.

Bajo este contexto el presente art�culo tiene como objetivo realizar un an�lisis documental sobre la administraci�n de inventarios en la industria 4.0 y como la misma representa un desaf�o para las peque�as y medianas empresas.

 

Metodolog�a

El presente art�culo se elabor� con un enfoque cualitativo y descriptivo, desarrollando un fundamento te�rico que tiene un objetivo sobre los elementos que sirven como marco de referencia de investigaci�n. Argumentando lo anterior, se muestra la aplicaci�n de un estudio documental, permitiendo recolectar, seleccionar, organizar y analizar sobre un tema de investigaci�n espec�fico en base a fuentes fundamentadas como libros, art�culos, tesis, etc.

Al referirse sobre investigaci�n documental, se centra a la selecci�n de un t�pico especial con abordaje amplio, con una investigaci�n de tipo exploratoria y descriptivo; por ello, las variables de estudio tienen un dise�o transversal, aplicando los m�todos deductivo e inductivo, para posteriormente elaborar las conclusiones.

 

Resultados

Origen y caracterizaci�n de la industria 4.0

En el a�o 2011, el grupo alem�n de cient�ficos Acatech (Deutsche Akademie der Technikwissenschaften) present� por primera vez el t�rmino "Industrie 4.0" durante la Feria de Hannover, s�mbolo del comienzo de la cuarta revoluci�n industrial.� La cuarta revoluci�n industrial puede describirse como la introducci�n de las TIC modernas en la producci�n. A finales del siglo XVIII, se inici� la primera revoluci�n industrial al inventar la m�quina y as� reemplazar la fuerza muscular. Con el desarrollo de las naciones industriales alrededor del a�o 1870, comenz� la segunda revoluci�n industrial. La segunda revoluci�n industrial estuvo determinada por la introducci�n de la divisi�n del trabajo y la producci�n en masa con la ayuda de la energ�a el�ctrica (Kagermann et al., 2013). La tercera revoluci�n industrial se refiri� a la multiplicaci�n de la capacidad intelectual humana en la misma medida en que la fuerza muscular humana se hab�a multiplicado en la primera y segunda revoluciones industriales (Balkhausen, 1978). La cuarta revoluci�n industrial describe un paso m�s adelante en el que las personas, las m�quinas y los productos est�n directamente conectados entre s� y con su entorno. En 2013, el grupo de trabajo "Arbeitskreis Industrie 4.0", compuesto por representantes de la industria, la investigaci�n, la "Forschungsunion" y asociaciones, present� su informe de recomendaciones para la introducci�n de la Industria 4.0 al gobierno en la Feria de Hannover.� Adem�s, en 2013, las asociaciones alemanas BITKOM, VDMA y ZVEI crearon la "Plattform Industrie 4.0" como plataforma de referencia para una mayor promoci�n de la Industria 4.0 en la pol�tica y la industria alemanas (Acatech, 2013).� En los primeros a�os despu�s de la presentaci�n e introducci�n de este nuevo t�rmino, la caracterizaci�n y descripci�n de Industria 4.0 vari� enormemente y en ese momento no exist�a una definici�n concreta y generalmente aceptada de Industria 4.0 (Bauer et al., 2014).� Los principales objetivos de la Industria 4.0 incluyen la individualizaci�n de los requisitos del cliente, la flexibilidad y adaptabilidad de los sistemas de fabricaci�n y log�stica, la mejora de la toma de decisiones, la integraci�n de las TIC y los sistemas ciberf�sicos (CPS), la introducci�n de tecnolog�as de producci�n avanzadas, conceptos de automatizaci�n inteligente, negocio adaptado y modelos organizacionales, as� como conceptos para procesos productivos y log�sticos m�s sostenibles (Spath et al., 2013).� Una de las mayores oportunidades de la Industria 4.0 se espera en las capacidades de CPS para la autoorganizaci�n y el autocontrol en los llamados Sistemas de Producci�n Ciberf�sica (CPPS) (Monostori, 2014).� Los CPS son sistemas de entidades computacionales colaboradoras que est�n en conexi�n intensiva con el mundo f�sico circundante y sus procesos en curso, proporcionando y utilizando, al mismo tiempo, servicios de acceso y procesamiento de datos disponibles en Internet.� En otras palabras, CPS se puede caracterizar generalmente como sistemas f�sicos y de ingenier�a cuyas operaciones son monitoreadas, controladas, coordinadas e integradas por un n�cleo de computaci�n y comunicaci�n. Los datos de producci�n se proporcionan con una calidad completamente nueva y con informaci�n en tiempo real sobre los procesos de producci�n.� Esto es posible mediante la ubicaci�n integral de la producci�n con sensores y la integraci�n continua de objetos inteligentes (Spath et al., 2013; Zhou et al., 2018).� Los modelos de datos futuros funcionar�n en tiempo real y la producci�n ser� m�s transparente (Rauch et al., 2018).� Una imagen de la producci�n se presenta como esencial para un control de producci�n nuevo, descentralizado y en tiempo real, tal sistema de control de producci�n puede hacer frente en el futuro a cargas de trabajo desiguales a corto plazo y tomar decisiones complejas descentralizadas en un entorno de producci�n personalizado (Spath et al., 2013; Meissner et al., 2017).� Con CPS, la b�squeda de econom�as de escala como medio para reducir costos pierde importancia porque muchos pasos individuales del proceso se pueden combinar de manera m�s flexible mediante el uso de la modularizaci�n de las corridas de producci�n basada en computadora.� Esto significa que, con tecnolog�as de producci�n en red, ser� posible una producci�n individualizada a bajos costos.� En un sistema de producci�n tradicional, el cumplimiento de los requisitos individuales de los clientes solo es posible mediante el cambio frecuente de variantes o la ejecuci�n individual de pasos de producci�n individuales, lo que a menudo significa costos m�s altos debido a costos de producci�n m�s altos. Seg�n una definici�n de la Comisi�n Europea, Industria 4.0 consta de una serie de tecnolog�as nuevas e innovadoras:

�         Tecnolog�a de la informaci�n y la comunicaci�n (TIC) para digitalizar la informaci�n e integrar sistemas en todas las etapas de la creaci�n y el uso del producto (incluida la log�stica y el suministro), tanto dentro de las empresas como fuera de las fronteras de la empresa.�

�         Sistemas ciberf�sicos que usan ICTS para monitorear y controlar procesos y sistemas f�sicos.� Estos pueden involucrar sensores integrados, robots inteligentes que pueden configurarse para adaptarse al producto inmediato que se crear� o dispositivos de fabricaci�n aditiva (impresi�n 3D).�

�         Comunicaciones en red que incluyen tecnolog�as inal�mbricas e Internet que sirven para vincular m�quinas, productos de trabajo, sistemas, tanto dentro de la planta de fabricaci�n, como con proveedores y distribuidores.

�         Simulaci�n, modelado y virtualizaci�n en el dise�o de productos y establecimiento de procesos de fabricaci�n.�

�         An�lisis y explotaci�n de macrodatos, ya sea inmediatamente en la f�brica o mediante la computaci�n en la nube.�

�         Sistemas de asistencia digital para trabajadores humanos, incluidos robots, realidad aumentada y sistemas de ayuda inteligentes.

 

El rol de las PYMEs en el mundo

Seg�n c�lculos basados en encuestas de empresas del Banco Mundial que cubren m�s de 25.000 PYMEs en pa�ses en desarrollo, las exportaciones directas representan solo el 7,6% de las ventas totales de las PYMEs en el sector manufacturero, en comparaci�n con el 14,1% de las grandes empresas manufactureras.� Entre las regiones en desarrollo, �frica tiene la cuota de exportaci�n m�s baja con un 3%, en comparaci�n con el 8,7% de Asia en desarrollo. La participaci�n de las PYMEs en las exportaciones indirectas de servicios en los pa�ses en desarrollo es insignificante, representando solo el 0,9% de las ventas totales de servicios en comparaci�n con el 31,9% de las grandes empresas (WTO, 2016).� En muchos pa�ses, y en particular en los pa�ses de la Organizaci�n para la Cooperaci�n y el Desarrollo Econ�micos (OCDE), las PYMES son actores clave en la econom�a y en los ecosistemas m�s amplios de empresas. En el �rea de la OCDE, las PYMES son la forma predominante de empresa y representan aproximadamente el 99% de todas las empresas.� Proporcionan la principal fuente de empleo, representan alrededor del 70% de los puestos de trabajo en promedio, y son los principales contribuyentes a la creaci�n de valor, generando entre el 50 y el 60% del valor agregado en promedio.� En las econom�as emergentes, las PYMEs aportan hasta el 45% del empleo total y el 33% del PIB.� Si se tiene en cuenta la contribuci�n de las empresas informales, las PYMEs contribuyen a m�s de la mitad del empleo y del PIB en la mayor�a de los pa�ses, independientemente de los niveles de ingresos.� Adem�s, el desarrollo de las PYMEs puede contribuir a la diversificaci�n econ�mica y la resiliencia y, por tanto, a una econom�a m�s sostenible.� Esto es especialmente relevante para los pa�ses ricos en recursos que son particularmente vulnerables a las fluctuaciones de los precios de las materias primas (OCDE, 2017).

 

Industria 4.0 en las PYMEs

El entorno industrial ha experimentado un cambio radical con la introducci�n de nuevas tecnolog�as y conceptos basados en la cuarta revoluci�n industrial, tambi�n conocida como Industria 4.0 (14.0) (Sendler, 2013), la Cuarta Revoluci�n Industrial (Kagermann et al., 2013) o Fabricaci�n Inteligente (Kang et al., 2016).� El concepto de la Industria 4.0 se basa en la integraci�n de tecnolog�as de la informaci�n y la comunicaci�n y tecnolog�as industriales avanzadas en los llamados Sistemas Ciberf�sicos (CPS) para realizar una f�brica digital, inteligente y sostenible (Zhou et al., 2015).� El significado b�sico de la industria 4.0 radica en conectar productos, m�quinas y personas con el medio ambiente y combinar producci�n, tecnolog�a de la informaci�n e internet (Kagermann et al., 2013).� La industria, especialmente en los pa�ses con salarios altos, debe introducir este tipo de estrategias de producci�n inteligente para mantener la ventaja competitiva actual en el largo plazo compitiendo en un mercado global (Manhart, 2017).� Para seguir siendo competitivos, deben mejorar los tiempos de entrega, la flexibilidad y la capacidad de producir muchos tipos individuales de productos en tama�os de lote peque�os o tama�os de lote de uno solo (Spath et al., 2013; Matt y Rauch, 2013).�

En un entorno de personalizaci�n masiva y "dise�o para x", se deben proporcionar m�s opciones de funcionalidad y personalizaci�n al cliente y m�s flexibilidad, transparencia y globalizaci�n para la cadena de suministro (Baum, 2013). Por otro lado, esto tambi�n conduce a una situaci�n m�s dif�cil y compleja para las empresas de fabricaci�n. Responder r�pidamente a las expectativas y requisitos de los clientes no es f�cil y requiere sistemas de fabricaci�n �giles y altamente adaptables (Zawadzki y Żywicki, 2016). La introducci�n de 4.0 en las empresas de fabricaci�n contribuye exactamente a abordar estos desaf�os globales para fortalecer la competitividad de los pa�ses con salarios altos (Kagermann et al., 2013).

Las empresas manufactureras, y especialmente las PYMEs, luchan con la introducci�n de la industria 4.0 y se benefician de su potencial para aumentar la productividad en el piso de producci�n (Matt et al., 2014), muchas veces no saben c�mo afrontar el desaf�o de la industria 4.0 o c�mo empezar a introducir e implementar los conceptos. Un estudio reciente de 2017 realizado con PYMEs fabricantes en West Virginia, EE. UU., confirm� la lucha de las PYMEs para adoptar Smart Manufacturing (Mittal et al., 2018). De acuerdo con su revisi�n de la literatura, solo unos pocos estudios se enfocan espec�ficamente en apoyar el camino evolutivo de las PYMES y el cambio de paradigma hacia la "Manufactura inteligente" o la "Industria 4.0". Las PYMEs a menudo enfrentan complicaciones en tales procesos innovadores debido al continuo desarrollo de innovaciones y tecnolog�as. Por lo tanto, se necesitan m�s investigaciones para proporcionar instrumentos y modelos para PYMEs que introducen en la industria 4.0 en sus empresas y plantas de producci�n. Adem�s, los responsables de la formulaci�n de pol�ticas deber�an proponer estrategias con el objetivo de ayudar a las PYMEs a invertir en estas tecnolog�as y hacerlas m�s competitivas en el mercado (Zambon et al., 2019).

 

Conclusiones

La Industria 4.0 representa un gran desaf�o tanto para las grandes empresas como para las mediana y peque�as, ya que las primeras cuentan con los recursos financieros y humanos necesarios para introducir la industria, mientras que las PYMEs no se trata de si deben introducir la Industria 4.0 o no, sino de c�mo pueden hacerlo lo m�s r�pido posible para mantener o lograr una gran ventaja competitiva.�

Las peque�as y medianas empresas se enfrentan al obst�culo de no poseer ni recursos humanos ni financieros para investigar sistem�ticamente el potencial y los riesgos de introducir la Industria 4.0, sin embargo, en la mayor�a de los pa�ses, las PYMEs constituyen la columna vertebral de la econom�a y representan la mayor parte del producto interno bruto.

Las peque�as y medianas empresas requieren estructuras organizativas flexibles porque �reas de negocio que en la actualidad est�n claramente separadas entre s� est�n cada vez m�s interconectadas, es as� como la direcci�n de las peque�as y medianas empresas debe intentar averiguar cu�nto m�s inteligente puede hacer su gama de productos inteligentes.

 

Referencias

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