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我国机床工业进入世界前列 |
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| http://cn.newmaker.com
6/15/2009 9:48:00 AM
佳工机电网
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机床工业为军、民装备制造业提供制造技术与装备，是与国计民生、国防军工建设紧密关联的基础工业和战略性产业,在世界范围内备受各方重视。我国机床工业，历来受到中央特别关怀，改革开放30年来通过艰巨努力，己建立起较大规模、较完整体系，奠定了有利的技术基础，具备相当的市场竞争实力。进入21世纪以来，在中央正确领导下和各方支援下，通过全行业上下积极奋战，又取得了跨越性的发展。整体上说，我国机床工业己跨入世界行列第一方阵并进入世界前列。
现就我国机床工业的总量供给能力、产品品种阵营及性能水平、技术及研发开拓实力、信息技术应用状况和机制体制变革、企业层次的经营运作、技术改造与国际接轨等整体方面，作挂一漏万简略陈述：
具有较强的总量供给能力
近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的必要强化，国家装备制造业对机床这种基础性、战略性生产制造手段，提出了急迫的大量的需求。特别是2002年以来，我国机床市场消费金额跃居世界第一位。面对这一巨大需求，我国机床工业奋力迎战，2002年市场自我满足率达到48%；2008年达到61%，上升到世界笫三位（世界机床工业发达国家和地区同年相应的本国、本地区市场自我满足率分别是：日本86%、意大利67%、德国59%、西班牙44%、瑞士42%、韩国35%、法国33%、中国台湾32%、美国30%、加拿大19%、英国11%。），我国机床工业的生产总值名列世界第三位、出口第六位。
综合分析我国机械制造业的基础装备供应的历史情况，根据全国工业普查资料，50年来经过更新后的机床拥有量约378万台，其中金切机床294万台，锻压机床84万台，拥有量中我国自供装备占绝大部分；包括重型超重型金属切削机床与锻压设备、高精度精密机床与数控机床、上千条自动半自动生产线。
根据以上市场自我满足率、总产值、出口排名及对国内需求总体供应配置等各方面情况来与国际同行对比，可以说我国机床工业在总量供给方面的能力达到了国际前列水平。但是应该清醒认识：对于我们这样一个在国际上处于特殊环境的泱泱大国，机床这类属于基础制造装备的物资，仍然存在某些未能满足国内需求，有求于从国外进口，且处于受到一定的制约的不利地位，这不仅只是经济性质问题，而是必需从各个方面努力，迅速摆脱依赖外国，确保国家的独立自主地位的问题,为了彻底改变这一局面，机床工业过去已为之力拼，今后更应继续作出新贡献。
产品品种门类比较齐全
随着科学技术发展及人民生活水准提高，制造业面对的是制造对象更新频率加快，加工对象个性化突出，因而对提供加工制造装备的机床工业，同样是要求产品品种多样化，这也成为衡量一个国家（地区）机床工业综合实力的重要标志。近年来，我国机床工业受市场需求的驱动，全行业千方百计研究开发新产品，近年，年开发自主版权新品达400余种左右，截至2008年底，全国更新后的机床品种，累计可供近3500种（特别是数控及其他高新技术产品达1500种），基本上已无重要缺门空白，这在世界范围也是位居前列的。
我国锻压设备、电加工等特种加工设备、齿轮加工设备可以说品种齐全，性能优越，颇具特色。
锻压机械方面的代表性产品有：济南第二机床厂的成系列机械压力机一直处于国际先进行列，压力吨位由20000kN已经扩展到63000kN，属于国际前沿，先后为美国通用汽车公司所提供的7条冲压自动线在美国市场上引起强烈反响；多工位和伺服驱动压力机进入世界技术前沿,上海锻压机床厂为一汽研制的自重860吨、压制12米汽车大梁、压力吨位达50000kN的液压机，国外企业具有同一水平者只有德、日等国；天水锻压机床厂为西气东输开发的大口径钢管生产线和电力西电东输提供的30000kN14米数控液压折弯机和20000kN液压制管机，在国际上也是屈指可数的。亚威、三环、扬州、金方圆数控转塔头冲床，中、大规格折弯机可以满足国内并远销国外,天锻、合肥锻压在重型液压机满足市场特殊要求方面作出了重大贡献。
我国的特种加工机床领域品种自成完整体系，电加工机床已形成了基本上满足国内需求的能力、年产3万~4万台、而数控占80%以上（此数未包括在下列数控机床统计数字之内），技术上安德建奇、苏州电加工研究所已扩展到慢走丝切割、微细电火花加工（获国家发明奖），为航空发动机整体叶轮加工的数控高效电火花铣削加工、超硬材料辊的电熔爆加工、电火花毛化冷轧轧辊加工等高技术领域。是我国电加工行业新品种。激光加工机床有奔腾楚天、法利莱、济南铸锻所、亚威、三环等可以供货，水射流(水刀切割)加工机床有南京艺工、奥拓福、上海金箭进入市场。
数控机床进入成熟期
数控机床是当代机械制造业的主流装备，是市场热门商品，部分高档数控机床仍然被当成战略物资在国际市场上受到禁运与限制。我国数控机床的发展经历了30年的跌宕起伏，已经由成长期进入成熟期。2008年年产已达12.5万台(某些门类的高档部份,进口曾占较高比重的局面正在改变。根据最近发布的消息,航空工业集团公司80%的数控机床采购了国产品牌,兵器工业集团目前有90%机床产品采购了国产产品)。
我国可供市场的1500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域。
五轴（坐标）联动数控机床，是数控机床技术制高点标志之一。用于大型螺旋桨空间曲面加工的五轴联动铣床，曾引发轰动一时的美、日制裁原苏联的“东芝事件”；十多年前美国国会因当时我国进口16台用于飞机制造的此类多轴联动旧机床而炮制所谓要求制裁我国的“考克斯报告”。
这些至今仍受到禁运的数控五轴联动产品技术，我国都已陆续掌握，如数控五轴联动的重型落地镗铣床、龙门式铣镗床、加工中心等。十年来已一一推向市场，2001年的第七届国际机床展览会（CIMT）上我国就展出了五种此类商品,并陆续供应市场投入生产使用，当时德国某企业因此类商品进入中国市场需经其政府审查，未能如愿展出，坐失商机，事后十分抱怨，而今年4月的第11届CIMT展会上，我国则更进一步推出40种以上，包括航空、航天、造船、冶矿工业用的重型龙门移动式及各种类型数控五轴联动镗铣床和加工中心。
数控超重型机床是水、火、核电电站设备制造、造船、冶金矿山等重大装备制造业及重兵器制造的关键设备。武汉重型机床集团开发出的加工直径可达16米的数控立式车床已生产5台(正在开发的22米、25米数控立车当属世界第一),可以代表我国超重型机床生产能力和水平。第一台16米立车曾在岩滩水电站水轮发电设备制造中满足了用户急需，此后8年来在生产使用中屡创佳绩，被用户称之为“功勋设备”，其后几台为电站设备国家关键工程继续发挥重要作用，其中因保证了号称世界最大的三峡电站550吨重巨型水轮机转轮的加工完成，得到用户表扬。已开发成功投入使用的超重型机床还有齐二镗轴直径320毫米的数控落地镗铣床，北一数控龙门跨度8米、济二、齐二、齐重、大连、宁江及武重桥式、固定横梁式龙门或工作台移动式铣镗床，武重加工工件重300吨、直径4.5米的卧式车床，齐一巨型曲轴加工机满足造船工业急需，上机工件重200吨、直径2200毫米的数控轧辊磨床，上述各类国际间只二三家生产，世界最大的直径2米弧齿锥齿轮磨齿机即将问世,我国自主版权品种达到世界先进水平，我国成为少数几个超重型机床供应国之一。不少产品在造船、核工业、天文、地质钻探、建筑、发电、冶金、化工装备制造业中大显身手。
立式、卧式加工中心，由于汇集了落地镗床、床身式铣床、座标钻镗床的基本功能，且具备按数控程序自动换刀或自动更换工件托盘的特性，也是组成柔性生产线的基本设备，成为机械制造业中需要量比重较大的一类加工装备（约占数控金切机床需求总量30%以上），是世界机床市场热门商品，我国近年发展较快，有40家以上企业进行生产，通用品种已批量生产，少数厂家如北京机床所、大连集团、宁江集团及精雕已有微米级高精度型加工中心进入市场。
数控车床同样是数控机床中占比重较大者之一，我国已有50家以上企业生产，沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂、宝鸡机床厂、云机、长城、通力等等企业都已批量生产，品种齐全，质量稳定可靠，有的已跨过月产几百台的门槛。
数控齿轮加工机床同样是我国机床产品强项之一，成系列六轴(座标)五联动数控滚齿机、风电行业用大型内齿、外齿铣齿机,重矿机械行业用加工直径12米铣齿机巳投产使用、数控七轴六联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴五联动弧齿锥齿轮磨齿机，都是最近3年来进入不同批量生产的世界先进水平的机床新品。特别是弧齿锥齿轮加工机床(铣齿和磨齿)中小规格可以完全满足汽车工业和军工、坦克、船艇工业需求,大规格如直径2米的弧齿锥齿轮加工机属世界第一位,可用于深井钻探及建筑、矿山机械制造业。
我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域：沈阳集团中捷机床厂按7个月交货期为上海磁悬浮列车工程项目，交出4条以数控镗铣床为主体的生产线，是体现我国机床工业提供成套设备能力的杰出代表。沈阳、大连、济一等都已开发车铣复合、铣车复合机床等世界前沿产品,还有新上市的大连科德14轴5联动铣车复合加工中心自配本厂开发的数控系统、直驱双轴摆头是一大亮点。
数控系统装置是数控机床的神经中枢，是曾长期阻碍我国数控领域发展的关键环节，就世界范围来说，经过多年市场激烈竞争的优胜劣汰，现今已形成由日本发那科公司独占世界市场百分之五十；德国西门子占据百分之二十五的垄断局面(在我国几年前曾经占有绝对垄断地位)。我国从上世纪90年代末开始，掌握当时新出现的基于通用32位工业控制机开放式体系结构技术，一举登上当代技术同一起跑线，开发出能与加工中心、复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统，特别是能控制五轴联动（如华中数控与之配套的桂林机床公司与多棱机床公司龙门式镗铣床、齐一车铣复合加工中心、武重船用螺旋桨加工等用于军工企业）和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统，并开发出弧齿锥齿轮数控加工、三维激光视觉检测、和世界独创的空间曲面插补软件。目前，批量投入市场的国产数控系统，性能具有竞争能力且有性能价格比优势，低档的可以全部满足国内需求,中档的可以满足百分之五十以上,高档的由于世界王牌已长期垄断中国市场,因之争夺用户信任成为竞争焦点,但国际强手在中国市场上奇货可居、任意封锁的垄断局面已被突破。华中数控、广州数控充当量产主力，华中、广数、航天、蓝天高精、四开、精雕、广泰、凯奇、帝特马、凯恩帝,大森、高金等数控系统厂均己具备提供不同特性的五轴联动高档产品能力,光洋首家开发并产业化总线开放式数控系统,支持32轴6通道,每通道六轴联动、五轴插补控制、四对龙门双驱轴控制，系统分辨率1nm速率可达2x100Mbps。
与数控系统匹配的数字交流伺服调速电机及主轴电机，登奇、华大、华中数控、兰电、超同步、大连电机等已有自主版权的商品大量问世。
数控机床的其他主要功能部件如南京艺工、济宁博特滚珠丝杠、凯特滚动导轨、大连集团、烟台数控刀台、分度转台自成系列、洛轴所、机床所电主轴及光洋直驱式双摆铣头及双摆转台,与数控机床匹配的自动换刀刀库及HSK刀柄与刀调仪，都有不同批量商品自供能力。初登国际市场的直线电机，我国也正在努力开发。
研发体系配置得当 发挥攻关作用
我国机床工业的产品研发力量由三部分组成，即企业的研发基地、高等院校研究部门和专门设置的研究机构（七所一院），前两者的性质与国外机床工业发达国家类似，后者只有个别国家与地区采取相近方式。这三个方面的研发力量，从不同角度为机床工业的发展作出贡献。
企业的研发基地为产品创新、性能升级作出成效的事例很多：如秦川机床集团技术研究院在2002年研发的高效数控七座标六联动蜗杆型砂轮磨齿机，达到世界先进水平并填补国际上品种规格的空白；上海机床厂及险峰机床厂的国家技术中心开发出的数控高精度超重型轧辊磨床进入了世界先进行列。沈阳、大连、齐一、齐二、济二、光洋等都拥有企业自身具有实力的研发机构。
高等院校科研队伍以基础共性技术、前沿技术、软件技术研究见长，除了自成体系取得研究成果，还与企业结合开发产品，优势互补，取得了虚拟轴(并联)机床等前沿技术产品的成就。另外，高校设置生产经营公司，将专项优异科研成果转化为机床商品的做法可能是世界机床业中较为特殊的方式，中南大学研发的达到世界先进技术的弧齿锥齿轮磨齿机、华中科技大、清华、西安交大、的快速成型技术都是由开发得出成果而自身直接进入市场。
我国机床工业领域的独立研究单位，一直承担基础共性研究开发工作，具有以多项基础共性技术的集成开发顶级产品的优势，经过科研体制改革，具备科技先导型企业性质，活力更为增强，例如北京机床研究所的纳米技术机床，都是体现我国研发实力的事例。
研发能力并具体体现在针对特殊需要的品种上，为神州载人飞船燃烧室加工的特种铣床，为核电锅炉加工的特高行程立车，为世界最大口径大视野天文望远镜零件加工的专用设备，都一一交了满意答卷。
机床工业为军、民装备制造业提供制造技术与装备,是与国计民生、国防军工建设紧密关联的基础工业和战略性产业,在世界范围内备受各方重视。我国机床工业，历来受到中央特别关怀,改革开放30年来通过艰巨努力,己建立起较大规模、较完整体系，奠定了有利的技术基础，具备相当的市场竞争实力。进入21世纪以来,在中央正确领导下和各方支援下,通过全行业上下积极奋战,又取得了跨越性的发展。整体上说,我国机床工业己跨入世界行列第一方阵并进入世界前列。
本文下半部分主要就技术及研发开拓实力、信息技术应用状况和机制体制变革、企业层次的经营运作、技术改造与国际接轨等整体方面作出陈述。
勇于攀登科技前沿
作为制造加工手段的机床技术领域，近年称得上变革性的技术首推并联结构(虚拟轴)机床的出现和快速原型制造技术的登场。
并联结构机床在上个世纪90年代初期，美国英格索尔公司以商品形式于美国国际机床展览会上露面，另有瑞典、法国、日本、俄罗斯、波兰、韩国的几家机床企业或高校、科研单位提出大同小异的不同类型试验品投石问路，此后进入小批量商品投放市场者以瑞典尼阿斯公司较突出，美国辛辛那提公司、德国DMG、沈阳机床集团以这一原理在传统的卧式镗铣床基础结构上，实现主轴部件多坐标联动动作，具有另外的新意。
我国科技界特别是高校科研群体以创新的敏感和实力几年内同样取得突破，进入并联结构的机床的研制领域（例如哈工大-哈量，天津大学-天津一厂，清华大学-大连机床集团，清华大学-昆明机床厂、秦川-西北理工大的组合），同时还出现结合不同用途巧妙地运用串联-并联结构、达到专门化加工的目的。清华大学-齐齐哈尔第二机床集团研制的混联结构机床己通过正式鉴定是中国独创，都已在中国国际机床展览会上分别登场，并用于哈尔滨电机厂的水电设备制造生产中。以上这些创新之举，说明我国在机床前沿技术探索的锐敏性和具备软硬件基础实力。
哈量集团在与哈工大合作开发的六杆并联机床（已批量生产4台应用于哈尔滨汽轮机厂叶片加工）的基础上，最近又与瑞典EXECHON公司合作开发三杆结构的最新并联机床，性能提高、应用范围更广,适合航天航空机车工业中、小件及机翼、机舱等超长超大工件加工。
快速成型技术是近10多年来出现的一种加工原理上的巨大变革，与具有长远历史的去除材料（切削、冲剪）的加工方法不同，快速成型技术，实际上是背离传统加工方法，反其道而行之的以材料堆积成型(或称为“增材制造方法”)达到制造工件的一种方法，对于制造原型工件（即将设计构思快速制成实体，从而检验设计的可行性）缩短产品试制周期具有革命性意义，这是材料科学和计算机软件技术、高精度硬件技术的边际学科有机结合的产物。国际上掌握此项技术的国家不多，而我国已有自主知识产权的技术与产品，较突出者有华中科技大学、清华、西安交大、北京科技大,中北大学，科学院大恒公司以及几个民营科技先导型企业。按分层实体制造（LOM）、熔融沉积成形（FDM）、紫外激光固化（SLA）、激光选区烧结（SLS）、金属粉末注射成型(MIM)的不同原理的已有年产过百台产品投放市场，进入了世界先进行列，并向新加坡出口了技术。特别适合航天航空工业特殊结构形状和特殊材料零件原型制造和小批量生产。
机床工业造型设计技术是集人机工程学、环境艺术、计算机辅助设计技术为一体的新技术，为了提高机床产品竞争力，我国在湖南大学专门设置了数控机床造型设计研究中心，这在世界范围也是较为独特的作法，这一中心拥有一流的人机实验室用于人体因素和人性化设计研究，为北一、沈一、济一、长城、多棱等十几家重要机床制造厂数十种产品进行外观设计，创造独特个性识别风格，投入市场取得显著效果，用户普遍反映我国机床的直接感观，连续上了几个台阶，优秀产品的外观具有时代感、实用性，受到市场欢迎。这一研究中心开发的“基于知识的智能化辅助网络协同造型设计系统”，包括机床外覆盖件造型图库、机床人性技术知识库,建立在国际互联网平台上的服务体系以协同并行方式，贯穿于整个机床产品开发的全过程，作为企业设计资源的延伸，面向机床行业。
纳米加工及亚微米加工技术及设备，是当代超高精度技术前沿，北京机床研究所已夺得若干制高点，应用于核聚变及IT产业，投入市场的几种产品已达到世界领先水平。哈工大进行了一系列有关的基础科研工作，为进一步开发作好铺垫。
上述各项在技术前沿进行的探索并取得成效，不仅说明我国机床业界的科学技术的创新思维活跃，也体现实力不凡，有所建树，这是我国机床工业参与市场竞争抢占世界技术制高点的后发优势所在。
广泛应用信息技术
现代化经营管理不断完善和信息技术应用强化，已成为世界范围制造业提高企业核心竞争力的关键环节。对于制造业企业，信息技术是一种提高企业经济效益极其有效的武装，其技术构架内涵主要是计算机辅助技术和网络技术。相对于世界范围的机床工业发达国家，我国机床工业起步不晚，步伐不慢，应用效果明显。
计算机辅助技术的最基本、能最快体现实效的部分，是计算机辅助设计；从二维制图到三维实体造型，进而应用到提高设计成效的有限元分析、计算机辅助试验。我国机床工业的主要企业不少已开展十余年并分别进入广泛应用阶段。与国际同行同享此中实惠。
计算机辅助技术中的有关辅助管理技术，在我国机床工业企业中已初步涉足（国外情况类似），机床企业中早期应用现代集成制造系统（CIMS）者有北一、济一、齐一等，在近年网络技术兴起，机床企业建立局域网用于企业内沟通信息者甚多，有的已配合实现数据信息共享和逐步推行ERP，走在前列的有汉川机床厂、济二、沈阳集团、阿奇夏米尔公司，取得不同程度进展的还有宁江机床厂、无锡机床厂、上海机床厂、上海第一机床厂、武重、沈一、宝鸡机床厂、民营日发机床公司等。
不少厂家建立了活跃的企业网站，用以向世界用户推介自己的产品，有的已经开始电子商务活动。
在企业中推行信息技术取得加速产品开发，提高生产管理效益，沟通供应、销售信息、加快市场反应，从而增加企业效益，因而是世界机床工业发达国家的提高市场竞争力的手段。在这方面，随着国家信息产业环境改善提速，我国机床工业正大力推广应用。
全面实施“请进来、走出去”战略
我国机床工业与海外生产、技术合作，引进技术及人才、融资合资、接受独资办厂，正在陆续开展，见诸成效的超过百项，对适应市场需求、提升产品性能水平产生了良好效果。
中央一再强调的“走出去”的方针对于当前我国机床工具行业具有现实重要指导促进作用。最近5年来,我国机床工业走出国门进行海外并购国际知名机床工具行业企业的行动，进展顺利；计成功并购美国2项、日本2项、法国1项、德国5项。
大连机床集团率先起步，北一、沈阳、杭州、秦川、哈量、上海、星火、齐二等集团先后都取得成效。机床工业的海外企业并购，在我国装备制造工业中，产生了开路先锋作用。是一种直接获取境外高水平技术资源和有效利用成熟国际销售网络的途径，(也可借船出海，销售本企业适合国际需求的产品)，同时可以有效培养有关技术、经营管理、营销人才，提高融入国际交往的能力和有利于提高国际知名度，是我国机床工业历经采购先进生产力(装备)、单项技术引进、来图加工、合作开发及合作生产4个历史阶段的一种延伸和升级。这也是我国融入世界经济大循环中值得积极采取的一种措施。
重视技术创新和人才培育
国际机床市场竞争的主要制胜因素是技术创新，机床产品对于用户而言，关心的是其使用价值，因此要成功地开发新产品，特别是专用产品，有效的办法是与用户结盟(特别是军工用户)，并深入掌握使用工艺（机床产品本身的制造工艺，可以说机床生产企业经过多年实践已基本掌握，而用户积累的工艺经验，则是取之不尽的源泉）以使得所开发的新品能为用户带来满意效益。
机床设计中的一些基础技术、新技术是保证新产品能够胜人一筹的依据。研发工作应当有所超前、有所加强、有所储备，才能使企业产品不断推陈出新，在市场竞争中取胜。
在产品研发中取得和实现技术创新，对企业来说，关键是技术和技艺人才，加强培育这方面的人才，是当前和今后永无止境的重任。
除了产、学、研、用(户)结合，设立博士后工作站包容各方精英，我国机床行业还在国外建立了一批设计开发基地，吸收国外人才和就近获取国外最新技术信息，开发前沿新产品，还可培养一批又一批国内专业人才。
机床工业体制机制改革及技术改造卓有成效
我国机床工业所有制由原来国有及集体所有占绝大部份，已改变为按企业数计国有占13%、民营占73%、三资占14%，而按总产值计，国有企业仍占一半左右。
国有企业逐步形成大集团，如沈阳、大连机床集团己在世界机床行业中排名在前10名之内，齐二、秦川、重庆等机床集团陆续崛起。
民营企业中涌现一批后起之秀如光洋、精雕、海天、日发、新瑞、精诚、中大创远、凯帅、一派、四开等,发挥“小强人”优势，在开拓创新、发展新产品方面，贡献很大、很有特色。
国有改为民资控股的如宁江、杭州、汉川、华鼎、齐一、星火等。增添了发展动力，继续冲锋陷阵。
近年来机床企业通过土地置换，易地新建并大规模技术改造者有沈一、大连、北一、武重、哈一工、华中数控等。大规模扩建改造者如宁江、秦川、齐一、齐二、汉川、长征、安阳等及一批中小机床厂、凯特、博特等功能部件厂，这些企业经历新建或改造后，生产环境面貌一新，管理水平大幅度提高，设备更新优化，科研条件改善，堪与国外文明企业看齐。
当前世界范围的经济危机，不可避免地已对我国机床工业产生影响。危机与挑战并存，应对的积极措施，在于调整结构，抛弃对低档产品领域的留恋，下苦功夫充实技术实力，提高产品性能及质量和个性化，扩大为用户服务的领域，满足用户的新要求。特别是瞄准我国军、民装备制造业仍在发展的高端市场需求，顶替进口，夺取应当占有但尚未拿下来的份额，并争取发展有针对性的出口，这既是我国机床工业当前和长远的有效出路之一，也是应尽的责任。
我国机床工业为增强我国国民经济和国防制造业服务，是十分崇高的使命。过去我们的工作存在很多缺陷和不足，现在摆在我们面前的将是更为繁重的任务。任重道远，时不我待，我国全机床行业必须奋力前进，迎接更大的挑战。
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