Sistemas de Manufactura

Producción

Producción: Actividad que crea valor por creación y suministro de bienes y servicios, es decir, creación de productos o servicios. Conversión o transformación de uno o más bienes en otros diferentes.

Proceso

Proceso: Secuencia de acciones que se llevan a cabo para lograr un fin determinado o conjunto de actividades planificadas.

Características de un proceso:

• Cumple un objetivo común.
• Intervienen varias personas/procesos/operaciones de diferentes áreas de una organización.
• Tienen etapas.
• Su ejecución es continua.
• Son dinámicos.
• Se originan de la necesidad.

Características de un procedimiento:

• Cumple un objetivo específico.
• Lo realiza una persona o una misma área.
• Tienen pasos o tareas.
• Su ejecución es discontinua.
• Son estáticos.
• Se originan de la intención de querer realizar algo.

Proceso Industrial

Proceso industrial: Conjunto de actividades para convertir materia prima en un producto final, incluidos actividades y procedimientos, permitiendo a la materia sufrir modificaciones.

Características:

1. Se tiene que dar una manipulación de las materias primas para alcanzar distintos propósitos.
2. Aplicar operaciones, actividades y métodos para alterar las materias primas.
3. Las materias primas se convierten en productos finales.
4. Es importante para la economía.
5. Beneficia a los usuarios de los productos/servicios sociales y mejora la calidad de vida.

Clasificación de Procesos Industriales

1. Primarios o extractivos: Parten de un recurso natural y se extrae/elabora una materia prima.
2. Secundarios o de fabricación: Transforman la materia prima en un producto final.

Tipos de Procesos Industriales

• Continuos: Líneas de producción dedicadas al mismo producto 24/7, no se pueden parar por el alto costo de frenar y arrancar.
• Por lotes: Producción realizada paso a paso, no pasa de fase hasta que todos los productos hayan finalizado la fase anterior.
• Discretas: Creación de un solo producto a la vez.
• En masa: Se organiza en ciclos de producción y ciclos de descanso. Es decir, se realiza en un menor tiempo que las continuas. A mayor producción, menos costes y más abaratamiento del producto.

Mapeo o Diagrama de Flujos de Trabajo

Mapeo o diagrama de flujos de trabajo: Herramienta de gestión que se utiliza para representar visualmente el flujo operacional, las etapas, los activos involucrados y el flujo de información. Parten de la materia prima al producto final incluyendo los procesos intermedios.

Finalidad: Representar los procesos de manera estructurada para:

• Entender la operación en general.
• Identificar cuellos de botella.
• Generar un plan de acción.
• Resolver problemas.
• Mejora continua (Kaizen).

Value Stream Mapping (VSM)

Value Stream Mapping (VSM): Mejor herramienta Lean para eliminar desperdicios «MUDA». Nos permite visualizar toda la operación o servicio, a través de la representación de los flujos de materiales e informaciones.

Valor: Es un producto o servicio que el cliente está comprando.

Flujo de valor: Actividad de principio a fin. Tipos:

• Supply Chain: Todas las actividades dentro de una organización.
• Value Stream: Aquellas actividades que agregan valor en un servicio o producto.

Value Stream: Uso

• Poder tener una imagen general del proceso.
• Identificar oportunidades de mejoras o cuellos de botella.

Objetivos:

• Mejorar rendimientos.
• Mejorar eficacia.
• Mejorar vida útil del proyecto.
• Satisfacer al cliente.

¿Cómo se realiza?:

• En equipo.
• Liderado por un experto.
• A mano.

Pasos:

1. Recopilar información y datos.
2. Crear un mapa del estado actual.
3. Crear un mapa futuro con las mejoras.
4. Ejecutar un plan.
5. Alinear los resultados.

Indicadores

(Eficiencia + Eficacia = Efectividad)

• Eficacia: Alcanzar los objetivos.
• Eficiencia: Eficacia con la menor cantidad de recursos posibles.
• Productividad: Relación entre eficiencia y eficacia.

Relación entre Producción Obtenida y los Recursos Empleados

• La productividad NO ES una medida de producción ni de la cantidad de productos que se han fabricado.
• Es una medida de lo bien que se han combinado y utilizado los recursos para cumplir con los resultados específicos deseados.

Evolución de la Industria

Industria 1.0

• ✓ Reemplazo de fuerza humana por fuerza de máquinas.
• ✓ Invención de la máquina a vapor.
• ✓ Estandarización de medidas.
• ✓ Trabajadores a tiempo completo.
• ✓ Aparece el primer vehículo con motor de combustión.

Factor decisivo:

• Externos: Evolución agrícola, crecimiento demográfico, educación y el estado.
• Internos: Innovación tecnológica, inversión de capital y papel de los empresarios.

Industria 2.0: Ford vs. Taylor

Semejanzas:

1. Búsqueda de eficiencia.
2. Especialización del trabajo.
3. Optimización constante.
4. Importancia de la maquinaria y tecnología.
5. Centrados en el proceso.
6. Reacción a las demandas del mercado.
7. Visión a largo plazo.

Henry Fayol: Sistematiza el comportamiento gerencial.

Industria 3.0

Automatización de los procesos, basado en el uso de tecnologías como la electrónica, informática, microelectrónica y nos lleva a la producción automatizada.

Frederick Herzberg – Teoría de los dos factores: Hace referencia a la importancia de la motivación del personal para el logro de los objetivos de la empresa, donde las personas están influenciadas por:

• La satisfacción como resultado de los factores de motivación.
• La insatisfacción es principalmente el resultado de los factores de higiene.

El solo aumento en los salarios no sirve para motivar.

Douglas McGregor – Teoría X e Y:

• Teoría X:
  • Al ser humano no le gusta trabajar y evitará hacerlo.
  • La gente necesita que los controlen, dirijan y amenacen.
  • El individuo evitará cualquier responsabilidad.
• Teoría Y:
  • Al individuo no le disgusta el trabajo en sí.
  • No es necesaria las amenazas.
  • La mejor recompensa es la satisfacción del ego.
  • Aprenderá a buscar responsabilidades.

Maslow:

• Necesidades fisiológicas: Son las necesidades más básicas, como el alimento, el agua, el aire, el sueño y el refugio.
• Necesidades de seguridad: Una vez que se satisfacen las necesidades fisiológicas, la gente busca seguridad y protección contra el peligro físico y emocional.
• Necesidades sociales: Después de cumplir con las necesidades de seguridad, las personas buscan amor, afecto, amistad y conexión.
• Estima: Una vez que se satisfacen las necesidades de amor y pertenencia, las personas buscan el respeto de los demás, así como la autoestima, la confianza, el reconocimiento y el logro.
• Autorrealización: Este es el nivel más alto de la jerarquía. Después de satisfacer todas las necesidades anteriores, las personas buscan alcanzar su máximo potencial y cumplir sus metas y aspiraciones personales.

Industria 4.0

Informatización y digitalización de la producción con una gran integración y análisis de datos a lo largo del proceso productivo.

Pilares:

• Sistema de integración: Conexión de todas las cosas.
• Robots: Reemplazo de humanos por robots.
• IOT: Comunicación máquinas-personas-productos.
• 3D Print: Fabricar piezas en 3D.
• Big Data: Volumen, velocidad y variedad de datos organizados.
• Nube: Almacenamiento, acceso y servicio informático.
• Simulación de entornos visuales: Representación virtual.
• IA: Desarrollo de modelos neuronales.
• Ciberseguridad: Seguridad para detectar y anticipar amenazas.
• Realidad aumentada: Objetos digitales para simular o modelar.

Sistema de Manufactura

Sistema de manufactura: Conjunto de actividades que interactúan con un conjunto de recursos para obtener un producto. Las actividades son los procesos de fabricación: maquinación, manejo de materiales, procesos de información, los cuales son necesarios para la producción.

Los productos manufacturados son elementos tangibles que pueden ser transferidos de un lugar a otro.

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Tipos de Sistemas de Manufactura

• Proyecto: Complejos, largos periodos de realización y únicos. Ejemplos: edificio, barco, avión, etc.
• Taller: Diferentes rutas en forma simultánea, produce productos customizados en pequeños lotes, escasa automatización y equipos flexibles.
• Fabricación por lotes: Series en volumen y variedad media, estándar.
• Línea de ensamble: Objeto pasa por diferentes estaciones de trabajo hasta que es completado, productos estándar, tarea repetitiva y fuerte automatización, baja calidad de mano de obra y poca flexibilidad. Ejemplos: automóviles, PC, TV, cocinas, McDonald’s, etc.
• Just in Time: Productividad + Calidad + Satisfacción del cliente.
• Línea continua: Solo productos estándar y poco flexibles. Existen dos tipos: producción continua sin transición entre operaciones (ya que las paradas y puestas en funcionamiento son muy costosas) y producción en serie con transición entre operaciones por cambio de máquina u operario. Ejemplos: refinería, azúcar, industria cervecera, petroquímicas, etc.
• Sistema de servicios: Elementos intangibles que no pueden ser transferidos de un lugar a otro y no se pueden almacenar.

Layout (Distribución de Planta)

Es necesario cuando se construye una nueva planta, nuevo bien o servicio, nuevo equipo, tecnología o proceso, o cambios significativos en el volumen por demanda/producción.

Objetivo: Optimizar capacidad productiva, mano de obra, maquinaria, espacio, reducir costos, facilitar supervisión y mejorar aspecto de cara a la satisfacción personal y de cara al público.

Redistribución de la Planta

Síntomas: Congestión y deficiente uso del espacio, acumulación de materiales en proceso, excesivas distancias a recorrer, nuevos lanzamientos de productos, accidentes laborales. De ser exitosa la redistribución, disminuiríamos todo esto.

Factores influyentes: Materiales, maquinaria, mano de obra, movimiento, esperas, servicios auxiliares, edificio, cambios.

Tipos de Distribución

Por Proceso (Funcional o Job-Shop)

Pequeños lotes, personal y máquinas agrupadas según la función, recorridos distintos, transporte con autoelevadores y trabajadores altamente calificados. Ejemplos: taller de carpintería, mecánicos, etc.

Ventajas:

• Menor inversión en maquinaria.
• Flexibilidad elevada.
• Mayor motivación.
• Reducción costo de fabricación.

Desventajas:

• Más manipulación de materiales y costes elevados.
• Dificultad de coordinación de los flujos de materiales y ausencia de control visual.
• Tiempo total de fabricación mayor.
• El inventario en curso es elevado.

Por Producto

Fabricar un número reducido de productos diferentes altamente estandarizados y en grandes lotes. Maquinaria especializada.

En la distribución, cada operación lo más cerca posible al igual que las máquinas. El producto recorre una línea de estación en estación y el flujo en diferentes formas, los componentes a fabricar o entregar lo más cerca del punto de uso para su almacenamiento o transporte. Ejemplos: refinerías, celulosas, centrales, vehículos.

Por Producto – Layout Celular

El diseño es un grupo (células) necesarias para producir un conjunto determinado de bienes. Ejemplos: oficinas legales, especialidades médicas, etc.

Ventajas:

• Menores retrasos.
• Tiempo total de fabricación menor.
• Menor cantidad de trabajo en curso.
• Menor manipulación de materiales.
• Estrecha coordinación.
• Baja calificación del personal.

Desventajas:

• Elevada inversión en maquinaria.
• Trabajos muy monótonos.
• Costos elevados.
• Menor calificación en los operarios.
• Escasa flexibilidad en los tiempos de fabricación.

Por Producto – Equilibrado de Línea

Serie de tareas por realizar / secuencia en la que deben ejecutarse / Tasa Producción o CDR.

Capacidad

Capacidad: Cantidad de producto que puede ser obtenido durante un cierto periodo de tiempo.

• Capacidad proyectada: Tasa de producción ideal para la cual se diseñó el sistema o máxima producción teórica.
• Capacidad efectiva: Capacidad que espera alcanzar una empresa según sus actuales limitaciones operativas (menor capacidad que la proyectada).
• Registro de capacidad: Permite identificar cuellos de botella.
• Cuello de botella: La performance de cualquier manufactura está limitada por las restricciones del sistema.

Decisiones de Capacidad

• Contracción: Suele utilizarse como último recurso y trae consigo el cierre de plantas y despido de personal.
• Expansión: Ampliación de la capacidad.

Estrategias de Expansión de la Capacidad

1. Proactiva o expansionista: Anticipar el crecimiento futuro y sellar la instalación para que esté lista cuando la demanda aparezca. «>
2. Reactiva o conservadora: Implica que la capacidad instalada siempre está por debajo de la demanda. «>
3. Neutral o intermedia: Se intenta tener una capacidad promedio. «>

Planificación de la Capacidad

Horizonte temporal: más de 1 año. Objetivo: adecuar la capacidad existente para satisfacer la demanda.

Fases del proceso de planificación de la capacidad:

1. Cálculo de la capacidad disponible.
2. Determinación de las necesidades de capacidad.
3. Desarrollar alternativas.
4. Evaluación de alternativas.

Fase 1: Se establece la capacidad actual y se hace una proyección de la capacidad hacia el futuro tomando en cuenta el envejecimiento de las instalaciones.

Fase 2: Depende de una buena previsión de demanda. En base a las estimaciones de demanda se determinan las necesidades de capacidad y puede ocurrir que la empresa renuncie a parte de la demanda.

Fase 3: «>

Fase 4:

• Métodos económico-financieros: costos total, análisis del punto de equilibrio, valor actual neto, tasa de rendimiento interno.
• Árboles de decisión: medio gráfico que utiliza elementos probabilísticos y calcula el valor monetario esperado de las distintas alternativas.

Localización

1. Causas de las decisiones de localización.
2. Alternativas de localización.
3. Factores que influyen en las decisiones de localización.
4. Métodos de análisis de localización.

Causas de las Decisiones de Localización

• Mercado en expansión.
• Introducción de nuevos productos.
• Contracción de la demanda.
• Obsolescencia de una planta de fabricación.
• Fusiones o adquisiciones entre empresas.

Alternativas de Localización

1. Expandir una instalación existente.
2. Crear nuevas instalaciones en nuevos lugares.
3. Cerrar instalaciones en algún lugar y abrir otras en otros sitios.

Métodos de Análisis de Localización

Análisis Punto Muerto

Considera costos y volúmenes de producción en un gráfico para establecer comparaciones.

Pasos:

1. Determinar costos fijos y variables para cada localización.
2. Establecer ecuación de la recta que representa el costo total.
3. Seleccionar la localización que proporcione el costo total mínimo. «>

Costo Total = Costo Fijo + Costo Variable

Si se producen y venden 10,000 unidades, el costo total es:

 CT = $100,000 + $12 (10,000) = $220,000

 Se obtiene $200,000 de vender.

 Tendría una pérdida de $20,000.

La cantidad de ventas donde la Utilidad Neta es igual a cero, o el punto donde el Costo Total es igual al Ingreso Total, se denomina «Punto muerto» o «Punto de Equilibrio».

Sea «x» volumen de ventas en punto de equilibrio:

 CT = $100,000 + $12 x

 Ingreso Total = 20 x

100,000 + 12 x = 20 x

X = 12,500 unidades

Distribución de Planta: Determinación del Orden de los Medios

Layout

Layout: Diseño que trata de optimizar la eficiencia de espacios.

Systematic Layout Planning (SLP)

Systematic Layout Planning (SLP): Herramienta que permite una utilización eficiente de los recursos, organización de las áreas de trabajo y equipos de la industria, optimización de los procesos, mayor competitividad y mejora continua. Evalúa además las relaciones entre áreas, flujos de materiales, la comodidad de los trabajadores y los requerimientos específicos de los procesos y almacenamientos. En otras palabras, un SLP es una forma organizada para realizar la planeación de una distribución de una planta.

Pasos

1. Análisis producto-cantidad: Se determina el tipo de distribución adecuado.
   • a) Cuando se produce una única unidad en un único producto, la distribución es posición fija.
   • b) Pocos productos ocupan la mayor parte de la producción, la distribución es orientada al producto o distribución en cadena.
   • c) Se recomienda una distribución de mayor flexibilidad al proceso.
   • d) Se recomienda distribuciones combinadas, buscando flexibilidad y eficiencia.
2. Análisis de recorrido de producto: Se determina la secuencia, cantidad y costo de movimientos de los productos elaborando un gráfico y un diagrama.
   • Diagrama de recorrido: Para muy pocos productos y cantidades pequeñas.
   • Diagrama multiproducto: Cuando se producen pocos productos, se indica la secuencia de operaciones a la que se somete cada pieza o producto.
3. Análisis de las relaciones entre actividades: Se considera seguridad e higiene, abastecimiento de energía, evacuación de residuos, organización de mano de obra y sistemas de información.

   La tabla de relaciones se desarrolla de la siguiente manera:

   1. Listar todos los departamentos en la tabla de relaciones.
   2. Efectuar entrevistas con personas de cada departamento listado.
   3. Definir criterios para asignar las relaciones de cercanía.
   4. Establecer el valor de la relación y la razón para el valor en todos los pares de departamentos.
   5. Permitir que todos opinen en el desarrollo de la tabla de relaciones, evaluando cambios en la misma.

QFD: Traduce los deseos del cliente y necesidades en requisitos técnicos de un producto o servicio.

4. Diagrama relacional de recorridos o actividades: Información de las relaciones entre las actividades y la «> proximidad entre ellas, nodos que representan las actividades unidas por líneas. Se debe minimizar el número de cruces y con mayor flujo posible.
5. Análisis de necesidades y disponibilidad de espacios: Introducción al proceso de diseño, se estima el área requerida por actividad; disminuir la previsión de requerimiento de superficie de las actividades o aumentar la superficie total disponible modificando el proyecto de edificación. El ajuste de las necesidades y disponibilidades suele ser un proceso interactivo de continuos acuerdos, correcciones y reajustes, desembocando finalmente en…
6. Diagrama Relacional De Espacios: En e «> ste diagrama los símbolos distintivos de cada actividad son representados a escala proporcional al área necesaria para el desarrollo de la actividad.
7. Evaluación de alternativas de distribución de conjunto y selección: Enlistar ventajas y desventajas, análisis de factores ponderados y comparación de costos.

Lean Manufacturing

Lean: Al contrario de la producción en masa, la producción en Lean reduce pérdidas e incrementa el valor agregado, los problemas de calidad se resuelven rápidamente, hay un indicador usado en el costo total y se basa en personas con ideas de mejora continua. Uno de sus objetivos es la eliminación de desperdicios y sus logros van desde la mitad de defectos en productos como la mitad de horas de esfuerzo humano.

MUDA

MUDA: Cualquier actividad en un proceso que consume recursos y que no agrega valor al producto o servicio desde el punto de vista del cliente. -> Debe eliminarse.

Son 7:

• Sobreproducción (generar más de lo que se requiere).
• Inventario (aumentan costos por área o se pueden volver obsoletos).
• Esperas (tiempo perdido).
• Movimientos innecesarios.
• Transporte (almacenamiento temporal).
• No calidad (recursos extras por cubrir una falla de calidad).
• Sobreprocesamiento (mayor calidad innecesariamente).

MURI

MURI: Consiste en trabajar a un ritmo por encima de la capacidad nominal de la línea de producción, provocando ineficiencias por cansancio del personal, deterioros acelerados de máquinas o equipos, aumentando los defectos. Sobrecarga de una máquina o persona.

MURA

MURA: Cualquier variación no prevista que produce irregularidad en el proceso y provoca desequilibrio. -> Provoca desequilibrios.

Lean: Principios

1. Valor: El consumidor es quien realmente valora el producto. El enfoque que da el Lean Manufacturing es el de fabricar pequeños lotes según demanda del cliente para almacenar lo estrictamente necesario, para enviar al cliente la cantidad y plazo justo, y para tener los clientes satisfechos.
2. Cadena de valor: Conjunto de acciones que se emplean para mover un producto a través del flujo de producción desde la materia prima hasta el consumidor.
3. Flujo: Hay que poner los medios para favorecer el flujo y eliminar los obstáculos del proceso que ralentizan el flujo de valor.

   Los 7 requisitos son:

   • Organizar las operaciones.
   • Utilizar un equipamiento flexible.
   • Establecer el flujo pieza a pieza.
   • Sincronizar las operaciones.
   • Utilizar la operación multiproceso.
   • Formar a los trabajadores.
   • Cambiar la posición de trabajo.

   Takt time: Identificar el ritmo del cliente para que nos sirva de referencia en el ritmo de fabricación.

4. Sistema pull: Dejar que el cliente «tire» (pull), o sea que obtenga lo que desea. Cuando lo fabricamos es (push). Lo importante es fabricar lo más posible en el tiempo disponible.
5. Perfección (mejora continua): Mejora continua permanente. Para esto se creó un ciclo: planificar, hacer, chequear y actuar. «>

Estabilidad

Estabilidad: Requisito de trabajar con mínimo inventario y parar producción cuando hay problemas, causa inestabilidad y un sentido de urgencia. Esto no puede suceder en producción en masa.

Para lograr salir de la crisis que se genera por paradas, se aplica la fábrica visual y TPM.

Fábrica Visual

Fábrica visual: Definición: organiza, estandariza, comunica, destaca anormalidades. La base de la fábrica visual son las 5S.

Se despliega en dispositivos visuales de bajo costo, ya sean códigos de colores, zonas, racks, áreas, estaciones, señales de seguridad, matafuegos, procedimientos.

Jidoka: Responsabilidad a cada operario para aquello que él realiza en su entorno de trabajo, transfiriendo a la máquina esa característica o habilidad «jidoka» que la hace algo más que una máquina automática. Esto facilita que el mismo sistema productivo esté diseñado para evitar que existan unidades defectuosas.

5S: Herramienta para Eliminar Desperdicios

1. Selección (Seiri): Organiza el lugar, distinguir qué se necesita y qué no, documentar ítems, roles y responsabilidades definidos, limpieza regular de las áreas.
2. Orden (Seiton): Un lugar para cada cosa y cada cosa en su lugar, técnicas de orden implementadas para ubicar los objetos y que estén etiquetados.
3. Limpieza (Seiso): Actúa como inspección, parte de la rutina de los operadores, proceso para eliminar todas las formas de contaminación.
4. Estandarización (Seiketsu): Desarrolla sistemas y procesos para monitorear las primeras 3S, el personal debe estar dispuesto a aceptar los cambios y a ayudar a implementarlos desarrollando estándares visuales.
5. Disciplina (Shitsuke): Comportamiento y actitud adecuada en la labor, buscando de alguna manera generar un entorno laboral basado en buenos hábitos.

Ayuda visual: Herramienta que comunica información para promover la estandarización del proceso sin controlar lo que las personas o máquinas hacen.

Roles y responsabilidades: Efectuar recorridas y evaluación de 5S periódicamente.

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c = tiempo disponible diario / producción demandada

nº teórico estaciones es: suma de los tiempos / C

eficiencia = suma de los tiempos / (estaciones x c) * 100%

Métodos de Análisis de Localización – Método del Centro de Gravedad

Técnica matemática utilizada para encontrar una localización que minimice los costos de transporte de materias primas y productos terminados. El objetivo es encontrar alguna ubicación «central» entre la instalación que produce los bienes y los clientes.

Pasos:

1. Situar las fuentes de abastecimiento y los destinos de productos terminados en un sistema de coordenadas donde el origen y la escala a utilizar son arbitrarios.
2. Se calcula el centro de gravedad (punto en el sistema de coordenadas).

Ejemplo:

Papel Argentino SA es un productor de papel para diarios, que tiene una demanda relativamente constante. Tiene 2 fábricas localizadas en La Pampa y San Luis, que distribuyen el papel a San Juan, Córdoba, Corrientes y Neuquén, y quiere construir una tercera.

• San Luis está en las coordenadas (58, 96) y produce 400 Tn/mes.
• La Pampa genera 300 Tn/mes y sus coordenadas son (80, 70).

Demanda:

• San Juan: 200 tn/mes (30, 120)
• Córdoba: 100 tn/mes (90, 110)
• Corrientes: 300 tn/mes (127, 130)
• Neuquén: 100 tn/mes (65, 40)

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Métodos de Análisis de Localización – Método de Factores Ponderados

Toma en cuenta factores cuantitativos y cualitativos.

Ejemplo: Ubicación de una nueva planta de fabricación.

 La dirección quiere evaluar 3 alternativas.

Pasos:

1. Identificar los factores o criterios que pueden influir en la decisión. Por ejemplo: proximidad a los proveedores, costos de mano de obra, costo de transporte, impuestos y costos de instalación.
2. Se establece una ponderación (0-100%) para cada factor.
3. Para cada alternativa de localización se asigna una puntuación en una escala predeterminada (Ej. 0-10).
4. Generamos una tabla de evaluación. «>

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