CN112387603B - 一种对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法，物流系统包括作业区域，所述作业区域包含整存区、零存区以及拣货区，三者内分别具备第一运载工具、第二运载工具以及第三运载工具；所述整存区、零存区内分别具备整存货架与零存货架；所述拣货区的外围或内部设置有若干拣选工作站。本发明的对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法，通过将工作区域进行合理划分并配置运载工具，使得整装商品与零散商品分开存储并在需要时可充分利用整装库存与零散库存，物流系统的补货方式及剩余零散商品的处理方式合理，物流系统的周转效率高，可提升拣货效率，且整个物流系统布局面积小、成本低。

Description

一种对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法

技术领域

本发明涉及物流管理技术领域，特别是涉及一种对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法。

背景技术

配送中心(Distribution Center)的业务，和常规的电商拣选仓库相比较，虽然在入库、出库等方面有很多相同的地方，但是也有非常明显的特点，主要包括：

1.基本上都属于B2B场景，服务对象都是门店，数量比较少，一般在数十个，或者数百个。

2.每天要处理的发货订单的数据，基本上都可以提前获得，从而可以更加有针对性地进行优化；

3.发货订单的数量比较少，但是单个订单的发货量比较大，一是商品的种类数比较大，而是每一种商品的数量也比较大。

对于这类业务，由于商品入库、出库的批量大，传统的仓储入库、出库方式（即货物存储在货架上，通过AGV将货架搬运至分拣工作站进行分拣，分拣完成后AGV将货架搬回原位）拣货效率难以满足要求，且仓储系统需要的布局面积大，成本高，拣货效率低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可满足大批量分拣出库需求、且仓储系统需要的布局面积小、成本低、拣货效率高的对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的对大批量商品进行拣选的物流系统，其包括作业区域，所述作业区域包含整存区、零存区以及拣货区，三者内分别具备第一运载工具、第二运载工具以及第三运载工具；

所述整存区、零存区内分别具备整存货架与零存货架；

所述拣货区的外围或内部设置有若干拣选工作站。

进一步地，所述拣货区内还具备若干用于承载商品的商品载具，所述第三运载工具用于牵引或搬运所述商品载具运动。

进一步地，所述整存区、零存区、拣货区三者各自具备出库位与入库位；

由整存区出库位及零存区出库位出去的商品通过所述拣货区入库位进入所述拣货区；

由拣货区出库位出去的商品通过零存区入库位进入所述零存区。

一种对大批量商品进行拣选的拣选方法，其应用于上述的对大批量商品进行拣选的物流系统，所述方法包括：

获取商品的发货量；

调度所述第一运载工具和/或所述第二运载工具分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具；

调度所述第三运载工具运送商品至所述拣选工作站。

进一步地，所述整存区、零存区以及拣货区各自具备出库位与入库位；

所述调度所述第一运载工具和/或所述第二运载工具分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具包括：

调度所述第一运载工具从所述整存货架获取整装商品并停靠至整存区出库位，和/或调度所述第二运载工具从所述零存货架获取零散商品并停靠至零存区出库位；

调度所述第三运载工具停靠至拣货区入库位；

控制第一运送装置将所述第一运载工具和/或所述第二运载工具所运载的整装商品和/或零散商品运送至所述第三运载工具，或向负责搬运的员工输出提示指令。

进一步地，所述调度所述第三运载工具运送商品至所述拣选工作站之后还包括：

拣选完成后，判断是否存在剩余的零散商品；

当存在剩余的商品，将剩余的零散商品存储至零存区。

进一步地，所述将剩余的零散商品存储至零存区包括：

调度载有剩余商品的所述第三运载工具运行至拣货区出库位；

调度所述第二运载工具运行至零存区入库位；

通过控制所述第三运载工具与所述第二运载工具运转使两者交接剩余的商品，或通过第二运送装置将所述第三运载工具上的商品运送至所述第二运载工具上，或向负责搬运的员工输出提示指令；

调度所述第二运载工具将商品上架至商品对应的零存货架。

进一步地，所述方法还包括：

控制所述第一运载工具运行至整存区入库位并承接整装商品；

控制所述第一运载工具运行至整装商品对应的整存货架并执行补货操作。

进一步地，所述获取商品的发货量之前还包括：

对未处理的发货单对应的门店进行分组形成多个门店组；

获取当前正处理的各门店组对应的所有发货单，统计这些发货单包含的所有商品的发货量；

将当前正处理的所述门店组的所有发货单分配给若干所述拣选工作站。

进一步地，所述调度所述第三运载工具运送商品至所述拣选工作站之前还包括：

根据优化算法将载有商品的所述第三运载工具分配给最优拣选工作站。

有益效果：本发明的对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法，通过将工作区域进行合理划分并配置运载工具，使得整装商品与零散商品分开存储并在需要时可充分利用整装库存与零散库存，物流系统的补货方式及剩余零散商品的处理方式合理，物流系统的周转效率高，可提升拣货效率，且整个物流系统布局面积小、成本低。

附图说明

附图1为对大批量商品进行拣选的物流系统的构成示意图；

附图2为对大批量商品进行拣选的拣选方法的流程示意图。

图中：A-整存区；A1-整存区出库位；A2-整存区入库位；B-零存区；B1-零存区出库位；B2-零存区入库位；C-拣货区；C1-拣货区出库位；C2-拣货区入库位；1-第一运载工具；2-第二运载工具；3-第三运载工具；4-整存货架；5-零存货架；6-拣选工作站；7-商品载具；8-第一运送装置；9-第二运送装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的对大批量商品进行拣选的物流系统，其包括作业区域，所述作业区域包含整存区A、零存区B以及拣货区C，三者内分别具备第一运载工具1、第二运载工具2以及第三运载工具3；所述整存区A、零存区B内分别具备整存货架4与零存货架5；所述拣货区C的外围或内部设置有若干拣选工作站6，拣选工作站6内可配备人工或拣选机械执行拣选作业。整存货架4用于存储整装商品，整装商品为固定数目商品的组合，其形态可以是整箱、整袋等被批量包装好的商品，其被分拣时是一箱一箱被分拣的，当然也不排除有时需要针对发货量的零头打开包装取出包装内的一部分商品；零存货架5用于存储零散商品，零散商品为一个个独立放置的商品，其被拣货时每个商品是独立被分拣的。

上述各运载工具可以是自动运行的运载工具或手动运行的运载工具。上述整存货架4与零存货架5可以是一般意义上的货架，也可以是广义的货架，其形态可以是叉车托盘等简单形态，具体形态不受其名称的限制。

本实施例中，上述整存货架4至少包括叉车托盘，叉车托盘可以直接放置在地上，也可以放置在高位货架上，优选采用后者，即整存货架4包括高位货架与叉车托盘，高位货架上具有多个置货位，且置货位不仅在横向上阵列排布，在竖直方向上也堆叠设置，每个置货为上安放有叉车托盘，每个叉车托盘上码放有一类整装商品，如此各类整装商品可在高度方向上进行堆叠，以减少整存区A所需的占地面积。对应于上述整存货架4的形态，第一运载工具1可以是自动叉车或人工叉车或堆垛机。

本实施例中，零存货架5为具有多个货位的货架，所有货位在竖直面上矩形阵列排布，每个货位上安放有料箱等商品容器，商品容器中装有一类零散商品。对应地，第二运载工具2为料箱机器人，料箱机器人可取、放零存货架5上的商品容器。料箱机器人可以是自动控制形态或手动控制形态。

在拣货区C内活动的第三运载工具3可直接或间接运载商品，本实施例中，第三运载工具3通过商品载具7间接运载，即所述拣货区C内还具备若干用于承载商品的商品载具7，所述第三运载工具3用于牵引或搬运所述商品载具7运动，第三运载工具3为牵引AGV或搬运AGV。

通过上述物流系统，当需要对某一商品进行发货，根据商品的发货量，首先第一运载工具1与第二运载工具2分别从整存区A与零存区B调度相应数量的整装商品与零散商品并出库至拣货区C，第三运载工具3接收整装商品与零散商品后将商品运载至拣选工作站6进行拣货，拣货后剩余的商品再存入零存区B。对于整个物流系统而言，由于补货时都是整装商品的形式，因此，外来的整装商品直接存入整存区A。可见，通过上述布局，商品的补货、分拣及零散商品的处理方式合理，商品的流转效率高，整装商品与零散商品分区存储并一起拣货，拣选工作站6的人工或机器可根据需要分别拣选整装商品与零散商品以满足发货量的需要，相比于传统仓储与分拣方式，分拣效率大幅提高。

优选地，为了方便各区域的商品出、入库，所述整存区A、零存区B、拣货区C三者各自具备出库位与入库位；即：所述整存区A具备整存区出库位A1与整存区入库位A2；所述零存区B具备零存区出库位B1与零存区入库位B2；所述拣货区C具备拣货区出库位C1与拣货区入库位C2，各出库位与入库位的数量根据具体业务量灵活设置。由整存区出库位A1及零存区出库位B1出去的商品通过所述拣货区入库位C2进入所述拣货区C；由拣货区出库位C1出去的商品通过零存区入库位B2进入所述零存区B；外来的商品通过整存区入库位A2进入整存区A并上架存储。各区域（整存区A、零存区B、拣货区C）需要进行商品出库作业时，该区域内的运载工具停靠至区域的出库位；各区域需要进行商品出库作业时，区域内的运载工具停靠至区域的入库位。

本发明还提供了一种对大批量商品进行拣选的拣选方法，其应用于上述的对大批量商品进行拣选的物流系统，该方法由控制中心执行，控制中心可调度各运载工具作业，如附图2所示，所述方法包括如下步骤S101-S103（需要说明的是，本发明中所涉及的步骤编号不用于限定各步骤的执行顺序，下面各步骤的排列顶多代表一种优选的实时例，在实际实施中，有的步骤之间的顺序可以视情况调换甚至同步执行）：

步骤S101，获取商品的发货量；

本步骤中，商品的发货量根据商品的发货单得到，发货量可以是单个发货单中该商品对应的发货量，也可以根据多个发货单统计得出的该商品对应的总发货量。

步骤S102，调度所述第一运载工具1和/或所述第二运载工具2分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具3；

本步骤中，根据发货量，可以计算得出需要多少整装商品和/或多少零散商品。当只需要整装商品时，只需要调度第一运载工具1作业；当只需要零散商品时，只需要调度第二运载工具2作业；当既需要整装商品，又需要零散商品时，则既需要调度第一运载工具1作业又需要调度第二运载工具2作业。需要说明的是，本步骤及之后的步骤中涉及的“调度”一词是指：若运载工具（包括第一运载工具1、第二运载工具2以及第三运载工具3）为自动运行的，则控制中心直接向运载工具的控制器发送控制指令，若运载工具是手动运行的，则控制中心向驾驶运载工具的人员发出指令。此外，在本实施例中，第三运载工具3通过商品载具7运载商品。

步骤S103，调度所述第三运载工具3运送商品至所述拣选工作站6。

第三运载工具3运载商品到达拣选工作站6后，拣选工作站6的人员或自动拣选设备对商品进行拣选，并将对应于发货量数目的商品拣选出来放入笼车等装载容器，或者将拣选出来的商品投递至其他分拣指引设备（如传送线、打包设备等）中。

优选地，上述步骤S102中所述调度所述第一运载工具1和/或所述第二运载工具2分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具3包括如下步骤S201-S203：

步骤S201，调度所述第一运载工具1从所述整存货架4获取整装商品并停靠至整存区出库位A1，和/或调度所述第二运载工具2从所述零存货架5获取零散商品并停靠至零存区出库位B1；

本步骤中，在需要的前提下，第一运载工具1（自动叉车、手动叉车或其他运载工具）将对应商品的叉车托盘整体运载至整存区出库位A1；在需要的前提下，第二运载工具2（料箱机器人或其他工具）将装有商品的料箱整体运载至零存区出库位B1。

步骤S202，调度所述第三运载工具3停靠至拣货区入库位C2；

步骤S203，控制第一运送装置8将所述第一运载工具1和/或所述第二运载工具2所运载的整装商品和/或零散商品运送至所述第三运载工具3，或向负责搬运的员工输出提示指令。

本步骤中，优选地，整存区出库位A1、零存区出库位B1及拣货区入库位C2三者的交接位置设置有第一运送装置8，其形态可以是机械手、传送线或其他接驳装置，第一运送装置8可以将第一运载工具1及第二运载工具2运载的商品转移到第三运载工具3上。此外，也可以通过人工完成商品的转移，或者运送装置之间有自行对接能力的话，也可以控制运送装置进行自行对接。转移完成后，判断叉车托盘上是否还有整装商品，是则将叉车托盘放回原来位置，否则对叉车托盘进行回收。

由于上述步骤S201中，第一运送装置8是将叉车托盘上的所有库存都搬到了整存区出库位A1，因此，本步骤中，不需要将叉车托盘上的所有的整装商品都运送至第三运载工具3上，只需要按需运送。

优选地，在步骤S101与步骤S102之间还包括如下步骤S301-S304：

步骤S301，根据所述发货量计算所需的整装商品的数量（即为N）以及零散商品的数量；

步骤S302，判断零存区B内对应于该商品的零散商品的库存量是否大于所需零散商品的数量，是则进入步骤S303，否则进入步骤S304；

步骤S303，在后续步骤中同时调取整存区A内的整装商品与零存区B中的零散商品；

步骤S304，在后续步骤中只调取整存区A内的整装商品。

通过上述步骤S301-S304，可保证零存区B内对应于该商品的零散商品的库存量不超过一组整装商品所包含的商品的数量。且在没有必要调取零存区B库存时避免第二运载工具2白白作业。

优选地，上述步骤S103所述调度所述第三运载工具3运送商品至所述拣选工作站6之后还包括如下步骤S401-S402：

步骤S401，拣选完成后，判断是否存在剩余的零散商品，是则进入步骤S402；

步骤S402，将剩余的零散商品存储至零存区。

优选地，步骤S402中所述将剩余的零散商品存储至零存区包括如下步骤S402a-S402d：

步骤S402a，调度载有剩余商品的所述第三运载工具3运行至拣货区出库位C1；

步骤S402b，调度所述第二运载工具2运行至零存区入库位B2；

步骤S402c，通过控制所述第三运载工具3与所述第二运载工具2运转使两者交接剩余的商品（即此情形下，运载工具自身具有交接货物的能力），或通过第二运送装置9（即在此情形下，零存区入库位B2与拣货区出库位C1之间设有第二运送装置9，第二运送装置9为机械手、传送滚筒线或其他接驳装置）将所述第三运载工具3上的商品运送至所述第二运载工具2上，或向负责搬运的员工输出提示指令（即在此情形下，通过人工进行商品的运送工作）；

步骤S402d，调度所述第二运载工具2将商品上架至商品对应的零存货架5。

优选地，所述方法还包括如下入库流程，入库流程包括如下步骤S501-S502：

步骤S501，控制所述第一运载工具1运行至整存区入库位A2并承接整装商品；

步骤S502，控制所述第一运载工具1运行至整装商品对应的整存货架4并执行补货操作。

优选地，所述获取商品的发货量之前还包括如下步骤S601-S603：

步骤S601，对未处理的所述发货单对应的门店进行分组形成多个门店组；

本实施例中，控制中心获取各发货单中的门店信息，并对门店信息进行汇总后进行分组，分组按照实际位置、运输线路、每天的实际发货量等因素进行分组，如此，可将位置、线路相近的订单进行汇总处理，以方便后续的配送。在后续步骤中，依次对各门店组进行处理，直至所有门店组均处理完成。

步骤S602，获取当前正处理的各门店组对应的所有发货单，统计这些发货单包含的所有商品的发货量；

步骤S603，将当前正处理的所述门店组的所有发货单分配给若干所述拣选工作站6。

本步骤中，可以将当前正处理的所述门店组的所有发货单平均分配给所有拣选工作站6或一部分拣选工作站6。由于每个拣选工作站6同时可处理多个发货单的分拣任务，而且，通过对门店进行分组，可进一步减少同时需要进行处理的门店数量、发货单数量，这样就不需要设置太多的拣选工作站6，从而大大节约了所需要的仓库面积，同时也减少了所需要的各运载工具及商品载具7的数量，降低了成本。

优选地，所述调度所述第三运载工具3运送商品至所述拣选工作站6之前还包括如下步骤：根据优化算法将载有商品的所述第三运载工具3分配给最优拣选工作站6。则后续步骤S103中所述调度所述第三运载工具3运送商品至所述拣选工作站6具体为：调度所述第三运载工具3运送商品至最优拣选工作站6。

本步骤中，需要避免某些拣选工作站6没有能够获得所需要的商品，从而无法进行正常工作，同时还需要避免某些拣选工作站6被分配了太多的第三运载工具3，工人来不及处理，导致第三运载工具3带着商品载具7排队等待。为了避免这两个情况，优化算法需要保持一种平衡，让每个拣选工作站6的拣货工人都能够持续地工作，同时也让各运载装置加快周转效率。

优选地，所述根据优化算法将载有商品的所述第三运载工具3分配给最优拣选工作站6包括如下步骤S701-S703：

步骤S701，计算各所述拣选工作站6的工作量；

本步骤中，根据公式

计算各所述拣选工作站6的工作量；

其中：

-工作量；

-已经分配给拣选工作站6的第三运载工具3的数量；

-已经分配给拣选工作站6的商品种类数量；

-已经分配给拣选工作站6的累计商品数量；D-当前所述第三运载工具3从其当前所在位置去所述拣选工作站6的路径；

、

、

、

-对应于

、

、

、D四个变量的系数。其中

、

、

、

这四个系数可视作对应于

、

、

、D这四个变量的权重，四个系数可按需调整。

步骤S702，根据所述工作量对所有所述拣选工作站6进行排序；

步骤S703，将工作量最小的所述拣选工作站6作为当前正处理的所述第三运载工具3的最优拣选工作站。

通过上述步骤S701-S703，把第三运载工具3调度到那个当前已经分配的第三运载工具3、商品种类数、累计商品数量都比较少的那个拣选工作站6，这样可以使得每个拣选工作站6的工作量都比较平均。同时也考虑了第三运载工具3的行驶距离，在同等条件下，可让第三运载工具3去往最近的一个拣选工作站6。

由于步骤B202中是将当前除了的门店组涉及的发货单分配给了多个拣选工作站6，因此，第三运载工具3需要访问多个拣选工作站6，当一个拣选工作站6完成对该第三运载工具3上商品的拣选时，第三运载工具3还需访问其他需要该商品的拣选工作站6，此时还需再执行上述步骤S701-S703以再次确定最优拣选工作站，依此类推。

本发明的对大批量商品进行拣选的物流系统与拣选方法，通过将工作区域进行合理划分并配置运载工具，使得整装商品与零散商品分开存储并在需要时可充分利用整装库存与零散库存，物流系统的补货方式及剩余零散商品的处理方式合理，物流系统的周转效率高，可提升拣货效率，且整个物流系统布局面积小、成本低。

述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种对大批量商品进行拣选的拣选方法，其特征在于，其应用于对大批量商品进行拣选的物流系统，所述对大批量商品进行拣选的物流系统包括作业区域，所述作业区域包含整存区（A）、零存区（B）以及拣货区（C），三者内分别具备第一运载工具（1）、第二运载工具（2）以及第三运载工具（3）；所述整存区（A）、零存区（B）内分别具备整存货架（4）与零存货架（5）；所述拣货区（C）的外围或内部设置有若干拣选工作站（6）；所述整存货架（4）用于存储整装商品，所述零存货架（5）用于存储零散商品；

所述方法包括：

获取商品的发货量；

调度所述第一运载工具（1）和/或所述第二运载工具（2）分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具（3）；

调度所述第三运载工具（3）运送商品至所述拣选工作站（6）；

在所述获取商品的发货量之后、并在所述调度所述第一运载工具（1）和/或所述第二运载工具（2）分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具（3）之前还包括：

根据所述发货量计算所需的整装商品的数量以及零散商品的数量；

判断零存区（B）内对应于该商品的零散商品的库存量是否大于所需零散商品的数量，是则在后续步骤中同时调取整存区（A）内的整装商品与零存区（B）中的零散商品，否则在后续步骤中只调取整存区（A）内的整装商品；

所述调度所述第三运载工具（3）运送商品至所述拣选工作站（6）之前还包括：

根据优化算法将载有商品的所述第三运载工具（3）分配给最优拣选工作站（6）；

所述根据优化算法将载有商品的所述第三运载工具（3）分配给最优拣选工作站（6）包括：

根据公式 W=r_s*Q_s+r_t*Q_t+r_p*Q_p+r_d*D计算各所述拣选工作站（6）的工作量；

其中：W -工作量；Q_s -已经分配给拣选工作站（6）的第三运载工具（3）的数量；Q_t -已经分配给拣选工作站（6）的商品种类数量；Q_p -已经分配给拣选工作站（6）的累计商品数量；D-当前所述第三运载工具（3）从其当前所在位置去所述拣选工作站（6）的路径；r_s、r_t、r_p、r_d-对应于Q_s、Q_t、Q_p、D四个变量的系数；

根据所述工作量对所有所述拣选工作站（6）进行排序；

将工作量最小的所述拣选工作站（6）作为当前正处理的所述第三运载工具（3）的最优拣选工作站。

2.根据权利要求1所述的对大批量商品进行拣选的拣选方法，其特征在于，所述整存区（A）、零存区（B）以及拣货区（C）各自具备出库位与入库位；

所述调度所述第一运载工具（1）和/或所述第二运载工具（2）分别从各自所在区域获取对应的商品并运送给所述第三运载工具（3）包括：

调度所述第一运载工具（1）从所述整存货架（4）获取整装商品并停靠至整存区出库位（A1），和/或调度所述第二运载工具（2）从所述零存货架（5）获取零散商品并停靠至零存区出库位（B1）；

调度所述第三运载工具（3）停靠至拣货区入库位（C2）；

控制第一运送装置（8）将所述第一运载工具（1）和/或所述第二运载工具（2）所运载的整装商品和/或零散商品运送至所述第三运载工具（3），或向负责搬运的员工输出提示指令。

3.根据权利要求2所述的对大批量商品进行拣选的拣选方法，其特征在于，所述调度所述第三运载工具（3）运送商品至所述拣选工作站（6）之后还包括：

拣选完成后，判断是否存在剩余的零散商品；

当存在剩余的商品，将剩余的零散商品存储至所述零存区（B）。

4.根据权利要求3所述的对大批量商品进行拣选的拣选方法，其特征在于，所述将剩余的零散商品存储至所述零存区（B）包括：

调度载有剩余商品的所述第三运载工具（3）运行至拣货区出库位（C1）；

调度所述第二运载工具（2）运行至零存区入库位（B2）；

通过控制所述第三运载工具（3）与所述第二运载工具（2）运转使两者交接剩余的商品，或通过第二运送装置（9）将所述第三运载工具（3）上的商品运送至所述第二运载工具（2）上，或向负责搬运的员工输出提示指令；

调度所述第二运载工具（2）将商品上架至商品对应的所述零存货架（5）。

5.根据权利要求1所述的对大批量商品进行拣选的拣选方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述第一运载工具（1）运行至整存区入库位（A2）并承接整装商品；

控制所述第一运载工具（1）运行至整装商品对应的整存货架（4）并执行补货操作。

6.根据权利要求1所述的对大批量商品进行拣选的拣选方法，其特征在于，所述获取商品的发货量之前还包括：

对未处理的发货单对应的门店进行分组形成多个门店组；

获取当前正处理的各门店组对应的所有所述发货单，统计这些发货单包含的所有商品的发货量；

将当前正处理的所述门店组的所有发货单分配给若干所述拣选工作站（6）。

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