JP2004045738A - 作業内容教示システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業指導データの共通化を図り、また、工程中の各作業の難易度に合わせた作業内容データを作成することで、作業者のスキルアップを効率よく行うこと。
【解決手段】工程の作業内容を画像と音声でデータ化し、その画像と音声のデータを再生できる手段を具備した装置を作業工程に設置し、作業者に対して当該工程の画像作業内容データと音声作業内容データを画像表示および音声出力することで、作業指示の徹底と作業指導の共通化とを図り、均一な製品品質を確保できるようにする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産工程の作業内容や作業手順を、作業者に指示および指導する作業内容教示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業者に工程の作業内容を指示する場合には、作業指図書と称する冊子が発行され、熟練作業者の場合では、各自がこの冊子を見て作業内容を理解し、作業を行っている。また、未熟練者の場合では、ラインリーダーが作業指図書に基づいて作業者に模範となる作業の指導を実施している。
【０００３】
このような非能率を改善する従来技術の例として、特開平７−６４４６５号公報（名称；「組立作業手順指示方法」）に開示された技術を挙げることができる。この特開平７−６４４６５号公報に記載された技術では、作業者が表示装置に表示される作業内容の静止画を確認することで、作業ミスを低減し、また、作業者に対する個別指導を無くすことで、ラインリーダーの作業負荷を低減できるようにしている。
【０００４】
また、図７は、特開平９−１８３４２６号公報（名称；「値付システム」）に記載された、弁当や惣菜等に値付を行うシステムの構成図である。図７において、５１はパソコン（パーソナルコンピュータ）、５２はカラーイメージスキャナ、５３はマイク、５４はラベラー（５４−１はラベラー１、５４−２はラベラー２、５４−ＮはラベラーＮ）、５５はパネコン（パネルコンピュータ；５５−１はパネコン１、５５−２はパネコン２、５５−ＮはパネコンＮ）であり、パソコン５１には、商品の完成品などの画像データを入力するためのカラーイメージスキャナ５２と、作業指示の音声データを入力するためのマイク５３と、ラベル印字・貼付部などを備えたＮ台のラベラー５４と、上記の画像データと音声データを作業者に出力するＮ台のパネコン５５とが接続されている。
【０００５】
この特開平９−１８３４２６号公報に記載されたシステムでは、作業者に対する、音声出力（日本語や外国語の音声出力）による作業指示と、画像の表示出力（例えば弁当ならば、正しく盛り付けられ、正しい位置と向きでラベルが貼り付けられた弁当の画像）とによって、値付作業に不慣れな人や日本語の解らない外国人の作業者でも、容易かつ確実に作業ができるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した作業指図書による手法や、前記した特開平７−６４４６５号公報に記載された手法は、コンベア生産方式の工程に対して適しているものであり、多品種少量生産に適した生産工程、例えばセル生産工程では、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、セル生産工程は、一般にコンベア生産工程の多数の工程を一つに纏めた工程であるため、セル生産工程とコンベア生産工程とを比較すると、セル生産工程は作業量が多く、また、複雑な作業となる。このため、熟練作業者間においても作業内容の理解に不一致があり、製品品質が均一にならないという問題がある。
【０００８】
また、セル生産工程に従事する未熟練作業者に作業を指導するのは、依然として、ラインリーダーが模範作業を実施して指導しているのが実態であり、ラインリーダーの負担軽減に至っていない。さらに、セル生産工程に従事する作業者には様々なスキルが必要であり、いわゆる多能工の能力が必要であるが、この多能工の育成には時間がかかるため、効率良く多能工を教育するシステムの必要性が指摘されていた。
【０００９】
さらにまた、作業指示のデータは、クライアント（クライアント端末）が設置されている部門毎に担当者を配置してデータを更新するため、国内と海外の工程を比較した場合、同時更新ができず、全てのクライアントのデータが更新されるまでに時差が発生していた。
【００１０】
一方、前記した特開平９−１８３４２６号公報に記載された手法は、値付のような単純作業には適しているが、セル生産工程に導入しようとした場合には、次のような問題がある。
【００１１】
すなわち、値付システムでは作業中に画像を切替える手段が無いために、画像１枚で、セル生産工程の複雑な作業を作業者に指示するのは現実的で無い。
【００１２】
さらに、値付システムでは作業時間のデータを有していないため、作業スピードを管理できないという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述したような従来技術のもつ問題点に鑑みてなされた、本発明による作業内容教示システムでは、工程の作業内容を画像と音声でデータ化し、その画像と音声のデータを再生できる手段を具備した装置を作業工程に設置し、作業者に対して当該工程の画像作業内容データと音声作業内容データを画像表示および音声出力することで、作業指示の徹底と作業指導の共通化とを図り、均一な製品品質を確保できるようにする。
【００１４】
また、作業内容のデータは、作業者の熟練度に応じた複数種類が準備され、例えば、未熟練者に対する作業内容のデータは、作業内容を詳細に説明したデータとして作成され、作業手順を習得した作業者に対する作業内容のデータは、規定の作業時間以内に作業が完了するスピードを習得させるために、作業時間のペースメーカーとなるようなデータとして作成される。これにより、未熟練者に対しては、作業内容を詳細に説明したデータによって、作業手順を習得させることが可能となり、また、作業手順を習得した作業者に対しては、作業時間のペースメーカーとなるデータによって、規定の作業時間以内に作業が完了するスピードを習得させることが可能となる。このように、作業者の習熟度に合わせた作業内容データを作成することで、作業者毎の熟練度に応じたスキルアップを、容易に行うことが可能となる。また、ラインリーダーが未熟練作業者に行う個別指導の負担を大幅に軽減することができ、多能工を効率よく育成することが可能となる。
【００１５】
また、作業内容のデータを作成する装置とデータを保管する装置と作業内容のデータを使用する装置とを接続するネットワークシステムを、イントラネットあるいはエクストラネットによって構築することにより、作業内容のデータを使用する装置が海外工場のように遠方にある場合でも、作業内容データを作成してから運用されるまでの時間差を無くすことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムで用いる、作業内容データの作成手法の概要を示す図である。図１において、１は工程（ここでは、セル生産工程）の作業内容データを作成するためのパソコン、Ｄ１は画像データ、Ｄ２は音声データ、Ｄ３は作業時間データである。
【００１８】
画像データＤ１は、セル生産工程の作業手順および作業内容が、作業者に容易に理解できるように、例えば、熟練した作業者の模範的な作業内容を、工程の最初の作業から最後の作業まで段階的にデジタルカメラなどで撮影した画像を、パソコン１に取り込んで、あるいは、熟練した作業者の模範的な作業内容を、工程の最初の作業から最後の作業まで連続的にビデオカメラで撮影しデジタル信号に変換した画像を、パソコン１に取り込んで、これを適宜に取捨選択して、選択した画像を適宜に加工・編集し、必要に応じて文字・記号・線描データなどを付加することで作成される。つまり、画像データＤ１は、必要に応じ文字・記号・線描データなどが付加された複数枚の静止画データの集合体として、あるいは、必要に応じ文字・記号・線描データなどが付加された動画データとして、あるいは、必要に応じ文字・記号・線描データなどが付加された静止画データと動画データとを組み合わせたものとして、作成される。なお、作業内容の画像は、カメラによる撮影データを用いずに、パソコン１において画像作成アプリケーションソフトを用いて作成するようにしてもよい。
【００１９】
ここで、セル生産工程の各作業に対応する画像データＤ１−１、Ｄ１−２、…、Ｄ１−Ｎは、１枚の静止画であっても、複数枚の静止画であっても、動画であっても、適宜枚数の静止画と動画とを組み合わせたものであってもよいが、作業内容の理解が難しいものや、作業内容にコツやノウハウがあるものなどには、１つの作業であっても、複数枚の静止画や動画が用意されると、作業者にとって理解が容易なものとなる。なお、動画の場合には、再生時にスロー再生するようになすことによって、作業内容の理解が容易なものとなる。このように、工程中の各作業の難易度に合わせた画像データを作成することで、作業者のスキルアップを効率よく行うことが可能となる。
【００２０】
また、セル生産工程の画像データＤ１（セル生産工程の各作業に対応する画像データＤ１−１、Ｄ１−２、…、Ｄ１−Ｎ）は、作業者の熟練度合いに応じて複数種類が用意されており、本実施形態では、少なくとも、未熟練の作業者に対するものと、作業手順を習得した作業者に対するものとが用意されている。そして、未熟練者に対する画像データＤ１は、作業内容の詳細が容易に理解できるように、詳細な画像データとして作成される（例えば、工程の各作業に対応する画像データを、任意枚数の静止画像や、動画や、静止画と動画の組み合わせとして作成される）。他方、作業手順を習得した作業者に対する画像データＤ１は、規定の作業時間以内に作業が完了するスピードを習得させるために、作業時間のペースメーカーとなるようなデータを含むものとして作成される。
【００２１】
前記音声データＤ２は、マイクから適宜の音声入力インターフェースを介して入力されたデジタル音声、あるいは、デジタルボイスレコーダなどから入力されたデジタル音声などを、パソコン１で適宜に加工・編集して、前記したセル生産工程の各作業にそれぞれ対応付けたものとして（前記した画像データＤ１−１、Ｄ１−２、…、Ｄ１−Ｎにそれぞれ対応付けたものとして）作成される。なお、作業内容の音声は、外部からの音声入力データを用いずに、パソコン１において音声作成アプリケーションソフトを用いて作成するようにしてもよい。なおまた、各作業の音声データＤ２−１、Ｄ２−２、…、Ｄ２−Ｎも、工程中の各作業の難易度に合わせた音声データとして作成され、これによって、作業者のスキルアップを効率よく行うことを可能としている。
【００２２】
このセル生産工程の音声データＤ２（セル生産工程の各作業に対応する音声データＤ２−１、Ｄ２−２、…、Ｄ２−Ｎ）も、作業者の熟練度合いに応じて複数種類が用意されており、本実施形態では、少なくとも、未熟練の作業者に対するものと、作業手順を習得した作業者に対するものとが用意されている。そして、未熟練者に対する音声データＤ２は、作業内容の詳細が容易に理解できるように、詳細な音声データとして作成される（例えば、工程の各作業に対応する音声データを、データ量の多い、懇切・丁寧な指示内容として作成される）。
【００２３】
前記作業時間データＤ３は、セル生産工程の各作業を完了させるのに要求される時間を、パソコン１のオペレータがキーボードなどを用いて入力することによって作成される。
【００２４】
このセル生産工程の作業時間データＤ３（セル生産工程の各作業に対応する作業時間データＤ３−１、Ｄ３−２、…、Ｄ３−Ｎ）は、各作業をミスなく正確に仕上げるのに必要十分であろう時間（生産効率上要求される所定の時間）が、作成・設定される。
【００２５】
前記したセル生産工程の画像データＤ１、音声データＤ２、作業時間データＤ３は、セル生産工程を特定するための機種名／工程名データ、セル生産工程の作業順序（順番）データなどに対応付けられて、パソコン１の適宜記憶手段に格納され、後記するイントラネットを通じて、後記するサーバーに転送される。なお、画像データＤ１、音声データＤ２は圧縮処理を施されて格納され、圧縮データとしてサーバーに転送される。
【００２６】
図２は、本実施形態のシステム構成の概要を示す図である。図２において、１…は前記した作業内容データを作成するパソコン、２は作業内容データを保管しこれを配信するサーバー、３…は作業現場などに設置され作業内容データを使用するパソコン、４は、パソコン１…、サーバー２、パソコン３…を接続したイントラネット（ｉｎｔｒａｎｅｔ）である。なお、企業などの組織内でコンピュータネットワークを構築するイントラネットに代替して、接続範囲を関係企業（例えば、相互生産を取決めた提携先企業）などに拡大したエクストラネット（ｅｘｔｒａｎｅｔ）を用いてネットワークシステムを構築してもよい。
【００２７】
各地に配置されたパソコン１で随時作成された前記した作業内容データは、作成が完了した後、直ちに、イントラネット４を通じてサーバー２に転送される。サーバー２は、各パソコン１から随時送信されてくる作業内容データを受け取って、これを適宜の大容量記憶装置に格納し、管理する。そして、作業内容データを使用するパソコン３から、所望する機種名／工程名の作業内容データの転送要求があると、サーバー３は、データ転送要求を行ったパソコン３に対して、該当する作業内容データを一括送信、または、場合によっては順次分割して送信する。あるいは、サーバー３は、ある機種名／工程名の作業内容データの使用が予想されるパソコン３に対して、予めその作業内容データを一括送信する。なお、作業内容データを一括送信する場合には、サーバー３は、工程の各作業毎に対応したディスプレイへの表示形態および音声の出力形態を指定するデータも併せて、パソコン３に送信する。
【００２８】
ここで、作業内容データを使用するパソコン３は、国内だけではなく外国に設置されることも考えられる。そこで、本実施形態のサーバー３には、テキストや音声の翻訳機能アプリケーションソフトを搭載するようにしており、サーバー３は、受け取った作業内容データを必要に応じて日本語に変換処理したり、パソコン３に対して送信する作業内容データを、その設置国に応じた言語に変換処理したりするようにもなっている。
【００２９】
このように、作業内容データを作成するパソコン１とデータを保管するサーバー２と作業内容データを使用するパソコン３とを、イントラネットやエクストラネットを用いて接続したコンピュータネットワークシステムとすることにより、作業内容データを使用するパソコン３が海外工場のように遠方にある場合でも、パソコン３側における作業内容データの新規採用や更新を、時間差無く行うことができ、各地においてほぼ同時期に、新しい作業内容データを用いた作業者の指導・訓練教程の運用を行うことができる。
【００３０】
図３は、本実施形態のシステムにおいて、セル生産工程の現場に設置されているパソコン３の例を示す図である。図３に示す例では、作業内容データを使用するパソコン３は、作業台１１の上段に設置されており、このパソコン３に接続されたスピーカー１２が、パソコン３の近傍に配置されている。なお、外部スピーカーを用いずに、パソコン３の内蔵スピーカーを用いるようにしてもよい。
【００３１】
図４は、本実施形態のシステムにおけるパソコン３のディスプレイ３ａ上の作業内容データの表示例を示す図である。図４に示した例では、ディスプレイ３ａ上には、当該工程の作業順番２１と、この作業順番２１の進行を示す矢印２２と、この矢印２２で示される現在の作業の作業内容を表す画像（前記した画像データＤ１−ｋ（ｋは任意の自然数））２３と、矢印２２で示される現在の作業に対する各作業時間２４とが、表示されている。なお、上記の画像（前記した画像データＤ１−ｋ）２３が例えば複数枚の静止画で構成されている場合には、各静止画が順次切り替え表示され、上記の画像（前記した画像データＤ１−ｋ）２３が例えば動画で構成されている場合には、動画が再生ないしスロー再生して表示される。そして、ある作業内容を表す画像２３が表示されている間に、当該作業に対応する音声データ（前記した音声データＤ２−ｋ（ｋは任意の自然数））がスピーカー１２から音声出力されるようになっている。
【００３２】
このように、本実施形態のシステムでは、工程の各作業の作業内容を画像と音声でデータ化することで、各地に配置されたパソコン３において、各作業者に対し同じ情報で作業指示ができるため、作業指導の共通化および指示の徹底が可能となって、製品品質の安定化が達成可能となる。また、工程中の各作業の難易度に合わせた作業内容データを作成することで、作業者のスキルアップを効率よく行うことができる。
【００３３】
先にも述べたように、本実施形態では、作業内容データとして、少なくとも、未熟練の作業者に対するものと、作業手順を習得した作業者に対するものとが用意されている。一方の未熟練の作業者に対するものは、作業手順を未だ覚えていない作業者に対する作業内容データであり、正確な作業を習得させるために、規定の作業時間以内に作業が終了しなくとも、作業手順や作業内容および注意点などが完全に習得できるようなデータとして作成されている。この未熟練の作業者に対する作業内容データの提示手順については、図５を用いて後述する。他方の作業手順を習得した作業者に対するものは、正確な作業は習得しているが、規定の作業時間以内に作業が終了しない作業者に対する作業内容データである。この後者の作業内容データは、作業のペースメーカーとなるデータを作って、作業スピードを習得させることを目的に作成されており、具体的には例えば、パソコン３のディスプレイ３ａ上に表示される内容を、各作業の作業時間（前記した作業時間データＤ３−ｋ（ｋは任意の自然数））毎に順番に切り替えようにして、作業者が作業内容が表示されている時間以内に、その作業が完了できるようにするために作成されている。この正確な作業は習得しているが、規定の作業時間以内に作業が終了しない作業者に対する作業内容データの提示手順については、図６を用いて後述する。
【００３４】
図５は、作業手順を未だ覚えていない作業者に対する作業内容データの提示手順を示すフローチャートである。まず最初に、機種名と工程名とを選択すると共に、未熟練者用のデータであることを指定する（ステップＳ１）。これによって、所望する工程の未熟練者用の作業内容データがワークエリアにロードされ、続いて、作業番号カウンタが初期化される（ステップＳ２）。次のステップＳ３では、作業番号カウンタが示す作業の画像と音声とが出力される。このステップＳ３での画像表示および音声出力は、規定の作業時間にとらわれずに行われるようになっており、ステップＳ３の次のステップＳ４で、作業者が現在の作業の画像表示および音声出力の戻し再生出力を指示した場合には、同一の作業の画像表示および音声出力をもう一度行うようになっている。これにより、例えば作業の画像が複数枚の静止画であったり動画であった場合には、最初から再生表示されることになって画像の見なおしができ、また、聞き漏らした音声による指示であってもいま一度聞きなおすことができ、未熟練の作業者に対して親切で使い勝手のよいものとなる。そして、ステップＳ４の次のステップＳ５で、作業者が次の作業番号の作業の画像／音声の出力指示を行うと、ステップＳ６で作業番号カウンタが最後の作業番号で無いことを確認した上で、作業番号カウンタをインクリメントして（ステップＳ７）、ステップＳ３に移行する。　そして、ステップＳ３で、インクリメントされた作業番号カウンタが示す画像と音声を出力する。このループは、最後の作業番号の作業内容データが出力されるまで繰り返えされる。
【００３５】
図６は、正確な作業は習得しているが、規定の作業時間以内に作業が終了しない作業者に対する作業内容データの提示手順を示すフローチャートである。まず最初に、機種名と工程名とを選択すると共に、作業手順を習得した作業者用のデータであることを指定する（ステップＳ１１）。これによって、所望する工程の作業手順習得者用の作業内容データがワークエリアにロードされ、続いて、作業番号カウンタが初期化される（ステップＳ１２）。次のステップＳ１３では、作業番号カウンタが示す作業の画像と音声とが出力される。そして、次のステップＳ１４では、画像表示および音声出力の出力時間が、作業時間データが指定する時間に達したか否かを、パソコンの内蔵時計を参照して確認して、作業時間データが指定する時間が経過した場合には、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、作業番号カウンタが最後の作業番号であるか否かを判定し、最後の作業番号でない場合には、ステップＳ１６で作業番号カウンタをインクリメントして、ステップＳ１３に移行する。　そして、ステップＳ１３で、インクリメントされた作業番号カウンタが示す画像と音声を出力する。このループは、最後の作業番号の作業内容データが出力されるまで繰り返えされる。
【００３６】
上述してきたように、本実施形態では、作業者の習熟度（熟練度）に応じた作業内容データを作成しているので、作業手順を未だ覚えていない作業者に対しては、未熟練者用に作成してある詳細説明を行う作業内容データを提示することで、正確な作業を習得させることができる。また、正確な作業は習得しているが、規定の作業時間以内に作業が終了しない作業者に対しては、このような作業者用に作成した作業内容データを提示して、作業のペースメーカーとなる提示によって、作業スピードをアップさせる訓練を効率よく行うことができる。したがって、作業者の習熟度（熟練度）に応じたスキルアップを効率よく行うことができ、ラインリーダーが未熟練の作業者に対して行う個別指導の負担を軽減することができると共に、多能工を効率よく育成することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、工程の各作業の作業内容を画像と音声でデータ化しているので、各作業者に対し同じ情報で作業指示を行うことができ、これにより、作業指導の共通化および指示の徹底が可能となって、製品品質の安定化を図ることができる。また、工程中の各作業の難易度に合わせた作業内容データを作成することで、作業者のスキルアップを効率よく行うことができる。
【００３８】
また、作業者の習熟度（熟練度）に応じた作業内容データを作成しているので、作業手順を未だ覚えていない作業者に対しては、未熟練者用に作成してある詳細説明を行う作業内容データを提示することで、正確な作業を習得させることができる。また、正確な作業は習得しているが、規定の作業時間以内に作業が終了しない作業者に対しては、このような作業者用に作成した作業内容データを提示して、作業のペースメーカーとなる提示によって、作業スピードをアップさせる訓練を効率よく行うことができる。したがって、作業者の習熟度（熟練度）に応じたスキルアップを効率よく行うことができ、ラインリーダーが未熟練の作業者に対して行う個別指導の負担を軽減することができると共に、多能工を効率よく育成することが可能となる。
【００３９】
また、作業内容データを作成する装置とデータを保管する装置と作業内容データを使用する装置とを、イントラネットやエクストラネットによって接続したコンピュータネットワークシステムとすることにより、作業内容データを使用する装置が海外工場のように遠方にある場合でも、作業内容データの新規採用や更新を、時間差無く行うことができ、以って、各地においてほぼ同時期に、新しい作業内容データを用いた作業者の指導・訓練教程の運用を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムで用いる、作業内容データの作成手法の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムの全体構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムにおいて、セル生産工程の現場に設置されているパソコン（作業内容データを使用するパソコン）の例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムにおける、作業内容データを使用するパソコンのディスプレイ上での表示例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムにおける、作業手順を未だ覚えていない作業者に対する作業内容データの提示手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る作業内容教示システムにおける、正確な作業は習得しているが、規定の作業時間以内に作業が終了しない作業者に対する作業内容データの提示手順を示すフローチャートである。
【図７】従来技術の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｄ１　工程の画像データ
Ｄ１−１、Ｄ１−２、…、Ｄ１−Ｎ　工程の各作業の画像データ
Ｄ２　工程の音声データ
Ｄ２−１、Ｄ２−２、…、Ｄ２−Ｎ　工程の各作業の音声データ
Ｄ３　工程の作業時間データ
Ｄ３−１、Ｄ３−２、…、Ｄ３−Ｎ　工程の各作業の作業時間データ
１　作業内容データを作成するパソコン
２　作業内容データを保管するサーバー
３　作業内容データを使用するパソコン
３ａ　パソコン３のディスプレイ
４　イントラネット

Claims (5)

1. 工程の作業内容を画像と音声でデータ化し、その画像と音声のデータを再生できる手段を具備した装置を作業工程に設置し、作業者に対して当該工程の画像作業内容データと音声作業内容データを画像表示および音声出力するようにしたことを特徴とした作業内容教示システム。
2. 請求項１記載において、
   前記した作業内容のデータは、作業者の熟練度に応じた複数種類が準備されていることを特徴とする作業内容教示システム。
3. 請求項２記載において、
   未熟練者に対する前記作業内容のデータは、作業内容を詳細に説明したデータとして作成されることを特徴とする作業内容教示システム。
4. 請求項２記載において、
   作業手順を習得した作業者に対する前記作業内容のデータは、規定の作業時間以内に作業が完了するスピードを習得させるために、作業時間のペースメーカーとなるようなデータとして作成されることを特徴とする作業内容教示システム。
5. 請求項１ないし４の何れか１項に記載において、
   作業内容のデータを作成する装置とデータを保管する装置と作業内容のデータを使用する装置とを接続するネットワークシステムを、イントラネットあるいはエクストラネットによって構築したことを特徴とした作業内容教示システム。

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