CN115268379A - 制造控制系统、方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及制造控制领域，具体涉及一种制造控制系统、方法、装置及存储介质，解决了现有技术中人工成本高的问题。基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
Description
技术领域
本申请涉及制造控制技术领域，特别地涉及一种制造控制系统、方法、装置及存储介质。
背景技术
弯管机在空调汽车领域有着举足轻重的地位。随着社会对弯管机需求的加大，传统人工半自动弯管机已经达不到社会的要求。自动化弯管机变成了社会发展的趋势。然而不同的自动化弯管机相互之间存在数据互不相通的问题，倘若自动化弯管机的控制器(programmable logic controller，PLC)与数据采集与监视控制装置的型号不同，则通讯协议也不相同，这样使得数据难以统计与传递，这就导致往往需要很多工人去挨个开机，挨个去统计不同弯管机的数据，这样费时费力，且培养自动化弯管机开机师傅需要耗费较长时间，人工成本依旧很高。
发明内容
针对现有技术中的生产制造过程中人工成本高的问题，本申请提供一种制造控制系统、方法、装置及存储介质。
第一方面，本申请提供了一种制造控制系统，所述系统包括：
基层设备，用于进行制造操作；
监视控制层设备，其与所述基层设备通信连接，以用于采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
制造执行设备，其与所述监视控制层设备通信连接，以用于获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
上述实施方式中，基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
根据本申请的实施例，可选的，上述制造控制系统中，所述监视控制层设备包括数据采集与监视控制装置或人机交互装置；
所述数据采集与监视控制装置以及所述人机交互装置中均嵌入OPC统一架构服务器和OPC统一架构客户机。
根据本申请的实施例，可选的，上述制造控制系统中，所述基层设备包括弯管机设备，所述弯管机设备的控制器中嵌入OPC统一架构服务器，以使所述弯管机设备通过所述OPC统一架构服务器与所述监视控制层设备的OPC统一架构客户机进行通信。
根据本申请的实施例，可选的，上述制造控制系统中，所述弯管机设备包括自动弯管机，所述自动弯管机的运动控制器中嵌入OPC统一架构服务器。
根据本申请的实施例，可选的，上述制造控制系统中，所述自动弯管机包括数控弯管机和/或弯套一体机。
根据本申请的实施例，可选的，上述制造控制系统中，所述基层设备包括数控机床和/或工业机器人，所述数控机床和/或工业机器人嵌入OPC统一架构服务器，以使所述基层设备通过所述OPC统一架构服务器与所述监视控制层设备的OPC统一架构客户机进行通信。
根据本申请的实施例，可选的，上述制造控制系统中，所述制造执行设备中嵌入OPC统一架构客户机，以使所述制造执行设备通过所述OPC统一架构客户机与所述监视控制层设备的OPC统一架构服务器进行通信。
第二方面，本申请还提供了一种制造控制方法，所述方法包括：
控制基层设备进行制造操作；
控制监视控制层设备采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
控制制造执行设备获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
第三方面，本申请还提供了一种制造控制装置，所述装置包括：
基层设备控制模块，用于控制基层设备进行制造操作；
监视控制层设备控制模块，用于控制监视控制层设备采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
制造执行设备控制模块，用于控制制造执行设备获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
第四方面，本申请提供了一种存储介质，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现如上述的制造控制方法。
第五方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行上述的制造控制方法。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本申请提供的一种制造控制系统、方法、装置及存储介质，基层设备，用于进行制造操作；监视控制层设备，其与所述基层设备通信连接，以用于采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；制造执行设备，其与所述监视控制层设备通信连接，以用于获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本申请进行更详细的描述。
图1为本申请实施例一提供的一种制造控制系统的结构示意图。
图2为本申请实施例二提供的一种制造控制系统的另一结构示意图。
图3为本申请实施例三提供的一种制造控制方法的流程示意图。
图4为本申请实施例四提供的一种制造控制装置的结构示意图。
图5为本申请实施例六提供的一种电子设备的连接框图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。
实施例一
本发明提供一种制造控制系统，请参阅图1，该系统包括：
基层设备，用于进行制造操作；
监视控制层设备，其与所述基层设备通信连接，以用于采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
制造执行设备，其与所述监视控制层设备通信连接，以用于获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
基层设备可以为设置于生产制造车间内的进行生产制造工作的设备，例如，可以是数控机床、工业机器人、RFID阅读器等。其中，基层设备可以包括多种不同类型的设备。
监视控制层设备可以包括数据采集与监视控制装置(Supervisory Control AndData Acquisition，SCADA)或人机交互装置(Human Machine Interface，HMI)。数据采集与监视控制装置可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，在现今的综合自动化建设中起了相当重要的作用。人机交互装置的人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，可以实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
OPC统一架构协议，即OPC_UA是一种标准化的通信协议。OPC_UA将现有的OPC规范(DA、HAD、A&E等)进行集成，因此可以提供完整、一致的服务模型和地址空间，从而解决了过去同一系统的信息不能以统一的方式被访问的问题。由于，根据OPC_UA可以通过任何单一端口进行通信，这也使得系统可以穿过防火墙而不被阻挡，并且OPC_UA消息编码格式可以是二进制格式或xml文本，提高了传输的性能。同时，也可以采用多种传输协议进行传输，如TCP协议和HTTP协议。OPC_UA的开发含有高度可靠性和冗余性的设计，其中包括在链接超时的情况下的处理，发现错误和自动纠正错误等新特性。同时，OPC_UA规范中所设计的标准冗余模型也使得来自不同厂商的软件可以同时被接纳和兼容。在OPC_UA规范中增加了安全证书管理、加密及数字签名技术，用于加强安全通信。OPC_UA不局限于windows平台，可以应用在Linux、Unix、Max等其他平台。OPC_UA主要使用Object作为数据活动基础，他的信息模型主要是节点网络，一共有八种节点：对象、对象类型、变量、变量类型、视图、方法、引用、数据类型。
综上所述，本申请提供一种制造控制系统，该系统包括：基层设备，用于进行制造操作；监视控制层设备，其与所述基层设备通信连接，以用于采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；制造执行设备，其与所述监视控制层设备通信连接，以用于获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例通过具体实施案例对实施例一中的系统进行说明。
监视控制层设备包括数据采集与监视控制装置或人机交互装置；所述数据采集与监视控制装置以及所述人机交互装置中均嵌入OPC统一架构服务器和OPC统一架构客户机。请参看图2，图2中的数据采集与监视控制装置为SCADA，人机交互装置为HMI，SCADA与HMI均嵌入OPC统一架构服务器和OPC统一架构客户机，从而能够实现利用OPC统一架构协议进行通信。
基层设备可以包括PLC、DCS控制器、数控机床、工业机器人、RFID阅读器等中的一个或多个。
作为一种实施方式，基层设备包括弯管机设备，所述弯管机设备的控制器中嵌入OPC统一架构服务器，以使所述弯管机设备通过所述OPC统一架构服务器与所述监视控制层设备的OPC统一架构客户机进行通信。
弯管机设备包括自动弯管机，所述自动弯管机的运动控制器中嵌入OPC统一架构服务器。
其中，自动弯管机包括数控弯管机和/或弯套一体机。
作为一种实施方式，基层设备包括数控机床和/或工业机器人，所述数控机床和/或工业机器人嵌入OPC统一架构服务器，以使所述基层设备通过所述OPC统一架构服务器与所述监视控制层设备的OPC统一架构客户机进行通信。
上述制造控制系统中，MES为制造执行设备，所述制造执行设备中嵌入OPC统一架构客户机，以使所述制造执行设备通过所述OPC统一架构客户机与所述监视控制层设备的OPC统一架构服务器进行通信。
实施例三
请参看图3，本申请还提供了一种制造控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S310：控制基层设备进行制造操作；
步骤S320：控制监视控制层设备采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
步骤S330：控制制造执行设备获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
实施例四
请参看图4，本申请提供了一种制造控制装置400，该装置包括：
基层设备控制模块410，用于控制基层设备进行制造操作；
监视控制层设备控制模块420，用于控制监视控制层设备采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
制造执行设备控制模块430，用于控制制造执行设备获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
实施例五
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现上述的制造控制方法。具体实施例过程可参见上述实施例，本实施例在此不再重复赘述。
实施例六
本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以是手机、电脑或平板电脑等，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算器程序，该计算机程序被处理器执行时实现如实施例一中所述的制造控制方法。可以理解，如图5所示，该电子设备500还可以包括：处理器501，存储器502，多媒体组件503，输入/输出(I/O)接口504，以及通信组件505。
其中，处理器501用于执行如实施例一中的制造控制方法中的全部或部分步骤。存储器502用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。
处理器501可以是专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例一中的制造控制方法。
存储器502可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
多媒体组件503可以包括屏幕和音频组件，该屏幕可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或通过通信组件发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口504为处理器501和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。
通信组件505用于该电子设备500与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件505可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
综上，本申请提供的一种制造控制系统、方法、装置及存储介质，该系统包括：基层设备，用于进行制造操作；监视控制层设备，其与所述基层设备通信连接，以用于采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；制造执行设备，其与所述监视控制层设备通信连接，以用于获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。基层设备与所述监视控制层设备、制造执行设备与所述监视控制层设备之间均通过OPC_UA协议进行通信，监视控制层设备可直接获取基层设备的现场数据或用户输入的控制指令，并将现场数据或用户输入的控制指令传输至制造执行设备，制造执行设备在生成的制造管理指令再经由监视控制层设备传输至基层设备，以使基层设备进行制造操作。在此数据传输的期间无任何数据格式变化，可以避免了由于协议转换而带来的延迟。同时也可以将不同的设备联系在一起，实现统一的管理。
在本申请实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种制造控制系统，其特征在于，所述系统包括：
基层设备，用于进行制造操作；
监视控制层设备，其与所述基层设备通信连接，以用于采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
制造执行设备，其与所述监视控制层设备通信连接，以用于获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监视控制层设备包括数据采集与监视控制装置或人机交互装置；
所述数据采集与监视控制装置以及所述人机交互装置中均嵌入OPC统一架构服务器和OPC统一架构客户机。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述基层设备包括弯管机设备，所述弯管机设备的控制器中嵌入OPC统一架构服务器，以使所述弯管机设备通过所述OPC统一架构服务器与所述监视控制层设备的OPC统一架构客户机进行通信。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述弯管机设备包括自动弯管机，所述自动弯管机的运动控制器中嵌入OPC统一架构服务器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述自动弯管机包括数控弯管机和/或弯套一体机。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述基层设备包括数控机床和/或工业机器人，所述数控机床和/或工业机器人嵌入OPC统一架构服务器，以使所述基层设备通过所述OPC统一架构服务器与所述监视控制层设备的OPC统一架构客户机进行通信。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述制造执行设备中嵌入OPC统一架构客户机，以使所述制造执行设备通过所述OPC统一架构客户机与所述监视控制层设备的OPC统一架构服务器进行通信。
8.一种制造控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制基层设备进行制造操作；
控制监视控制层设备采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
控制制造执行设备获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
9.一种制造控制装置，其特征在于，所述装置包括：
基层设备控制模块，用于控制基层设备进行制造操作；
监视控制层设备控制模块，用于控制监视控制层设备采集所述基层设备的运行数据或获取用户输入的控制指令；
制造执行设备控制模块，用于控制制造执行设备获取所述运行数据或所述控制指令，并根据所述运行数据及所述控制指令生成制造管理指令，以使所述监视控制层设备根据所述制造管理指令控制所述基层设备进行制造操作；
其中，所述基层设备与所述监视控制层设备之间通过OPC统一架构协议进行通信，所述制造执行设备与所述监视控制层设备通过OPC统一架构协议进行通信。
10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储的计算机程序，在被一个或多个处理器执行时，用来实现如权利要求8所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210825027.9A CN115268379A (zh) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | 制造控制系统、方法、装置及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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2022
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