摘要：為抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展機遇，近年來中國鋼鐵工業(yè)加大了信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的投入力度，行業(yè)數(shù)字化發(fā)展水平明顯提升，龍頭鋼鐵企業(yè)建立的數(shù)字化應(yīng)用場景和智能車間、智能工廠不斷增多。未來，進一步推進我國鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要加快智能制造基礎(chǔ)建設(shè)，健全完善數(shù)字化轉(zhuǎn)型的行業(yè)標準體系，加速突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)，提高鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)支撐能力。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；兩化融合指數(shù)；對策研究

一、研究背景

近年來，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速發(fā)展的推動下，包括數(shù)字產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化在內(nèi)的數(shù)字經(jīng)濟獲得了快速發(fā)展，已經(jīng)成為推動中國經(jīng)濟從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。在現(xiàn)代化經(jīng)濟體系中，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為新經(jīng)濟、新動能、新模式發(fā)展之源。“十四五”時期和未來很長一段時期內(nèi)，數(shù)字經(jīng)濟將成為新常態(tài)下中國實施供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推動新舊動能轉(zhuǎn)換發(fā)展戰(zhàn)略的重要引擎。

制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體和立國之本，作為重要的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)是中國制造業(yè)的一個重要組成部分。從投入產(chǎn)出的角度看，鋼鐵工業(yè)的主要投入品為鐵礦石、廢鋼，輔助投入品為焦炭、石灰石、能源電力等，產(chǎn)出品為各種類型的鋼鐵產(chǎn)品。從產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)特點看，鋼鐵工業(yè)屬于典型的流程性工業(yè)，其產(chǎn)業(yè)鏈上下游礦石原料開采加工→煉鐵→煉鋼→軋鋼→鋼材深加工→鋼材應(yīng)用之間技術(shù)工藝聯(lián)系緊密，相互依賴性很強，且生產(chǎn)工藝流程不可逆。從產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟特性看，鋼鐵工業(yè)設(shè)備等固定資產(chǎn)投資規(guī)模大、沉淀成本高，屬于資本密集型重工業(yè)，達到一定的起始規(guī)模對鋼鐵工業(yè)的經(jīng)濟效益狀況具有重要影響。近年來，由于受制造成本上升、產(chǎn)能過剩嚴重和節(jié)能降碳壓力大等多重因素的影響，中國鋼鐵工業(yè)企業(yè)既有的發(fā)展模式和盈利模式受到嚴峻挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)顯示，2022年前三季度，中國鋼鐵產(chǎn)量和鋼材出口量同比雙雙下降了3.4%，全國重點大中型鋼鐵企業(yè)中的虧損企業(yè)數(shù)量和虧損金額同比分別增加了7.8倍和53.8倍，全國重點大中型鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)利潤總額同比下降了71.3%。面對如此嚴峻的局面，中國鋼鐵企業(yè)唯有加快推進數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟的深度融合，加快企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程，方能大幅提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和能源效率，降低生產(chǎn)成本和碳排放，加快推進鋼鐵工業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動力變革。

二、鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀

為了適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革帶來的制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展趨勢，近年來我國鋼鐵工業(yè)加大了信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方面的資金、技術(shù)、人才投入力度，2021年全年有超百億元的專項投資用于鋼鐵企業(yè)的數(shù)字化改造升級，鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進展加快，成效明顯。

（一）行業(yè)數(shù)字化水平明顯提升

近年來，中國鋼鐵企業(yè)以推進“兩化融合”為切入點，持續(xù)組織開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型活動，鋼鐵企業(yè)的自動化、信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平不斷提升。2018年，中國鋼鐵工業(yè)的兩化融合指數(shù)為51.2，關(guān)鍵工序數(shù)控化率68.7%，應(yīng)用電子商務(wù)的企業(yè)比例超過50%。2020年，中國鋼鐵工業(yè)兩化融合指數(shù)達到54.3，關(guān)鍵工序數(shù)控化率達到64.6%，生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率達到46.9%。2021年，中國鋼鐵工業(yè)兩化融合指數(shù)上升至59.9，關(guān)鍵工序數(shù)控化率達到70.1%，生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率達到51.3%。與2015年相比，2021年中國鋼鐵工業(yè)兩化融合指數(shù)提高了19.4，行業(yè)數(shù)字化水平明顯提高，已初步扭轉(zhuǎn)了鋼鐵工業(yè)過去的“傻大黑粗”的行業(yè)形象。

（二）數(shù)字化應(yīng)用場景不斷增多

目前，在政府和企業(yè)的雙重努力下，中國鋼鐵工業(yè)已形成平臺化設(shè)計、智能化制造、個性化定制、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理及網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同6大應(yīng)用模式，覆蓋幾十個典型應(yīng)用場景，智慧礦山、智能車間、智能倉儲、智能在線檢測、智慧物流等數(shù)字化應(yīng)用場景不斷增多，應(yīng)用效果良好。例如，寶武集團對旗下的韶鋼上馬了智慧中心項目后，韶鋼建立了貫穿高爐、燒結(jié)、焦化、料場、能源介質(zhì)的一體化智能管控平臺，實現(xiàn)了距離5公里以上的跨工序、跨區(qū)域、遠距離、大規(guī)模集控，使42個中控室精簡合并為１個集控中心，作業(yè)區(qū)由50個減至18個，大大提高了韶鋼的生產(chǎn)和管理效率。在工信部2021年智能制造優(yōu)秀場景名單中，鞍鋼集團的“預(yù)測性維護與運行優(yōu)化”項目及“智能倉儲”項目、首鋼集團的“智能在線檢測”項目、寶武集團的“工藝流程/參數(shù)動態(tài)調(diào)優(yōu)”項目、華菱鋼鐵集團的“智能在線檢測”項目等14個項目躋身其中。

（三）龍頭骨干鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效明顯

近年來，中國龍頭骨干鋼鐵企業(yè)積極擁抱數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展成效明顯，數(shù)字化轉(zhuǎn)型走在行業(yè)前列。由于數(shù)字化改造的成效，2022年初，寶武集團、德龍鋼鐵、南京鋼鐵、中天鋼鐵等鋼鐵龍頭企業(yè)入圍工信部2021年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目名單。目前，國內(nèi)超過80%的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在推動智能制造，鋼鐵龍頭骨干企業(yè)已基本完成產(chǎn)線級基礎(chǔ)自動化、過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、制造管理系統(tǒng)自上而下縱向集成的四級體系。以寶武集團為例，寶武集團近年來持續(xù)推進“四個一律”，加快工業(yè)機器人、無人化行車、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、5G、仿真、AR等新技術(shù)應(yīng)用，寶武集團內(nèi)的無人庫區(qū)、數(shù)字車間、黑燈工廠、智能企業(yè)不斷增多，尤其是上海寶山基地，不僅成功入選世界經(jīng)濟論壇（WEF）的“燈塔工廠”，而且在全球范圍內(nèi)率先實現(xiàn)了“一鍵煉鋼出鋼”。再如沙鋼集團創(chuàng)新實施“高端線材全流程智能制造新模式應(yīng)用”智能化項目，投資4億元，對轉(zhuǎn)爐特鋼、開坯修模、棒線車間改造升級。項目建成實施后，生產(chǎn)效率提高31.5%，運營成本降低23.2%，單位產(chǎn)值能耗降低19.7%。隨著數(shù)字化改造的不斷推進，中國龍頭骨干鋼鐵企業(yè)的采選、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主要工藝過程已實現(xiàn)了磨礦分級作業(yè)的智能控制，燒結(jié)機的智能閉環(huán)控制，高爐操作的平臺化，轉(zhuǎn)爐煉鋼的全程自動化和精煉控制系統(tǒng)的智能化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效明顯。

三、鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型存在的問題

雖然近年來鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效明顯，但是，由于鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈條層級多，生產(chǎn)流程復(fù)雜，物料管控難度提高，推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)實融合依然面臨不小問題與挑戰(zhàn)，尤其是智能制造基礎(chǔ)薄弱、行業(yè)標準和應(yīng)用場景建設(shè)滯后、關(guān)鍵核心技術(shù)缺失，已經(jīng)嚴重制約了鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的順利推進。

（一）數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的行業(yè)標準和應(yīng)用場景建設(shè)滯后

中國鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化發(fā)展沒有普適性的標準和場景，影響了鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進。鋼鐵行業(yè)雖然規(guī)模龐大，各企業(yè)也都在做各種數(shù)字化轉(zhuǎn)型的努力，但此前進行的信息化改造多是基于不同的數(shù)據(jù)標準，這就容易產(chǎn)生信息孤島，制約數(shù)據(jù)價值的挖掘。與此同時，整個鋼鐵行業(yè)還沒有比較成功且具有普適性的數(shù)字化場景，使得鋼鐵企業(yè)之間數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐差異非常大，且不確定性也非常大，制約了鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體水平的提高。

（二）智能制造基礎(chǔ)有待夯實，廣度與深度有待拓展

目前，中國鋼鐵工業(yè)的冶煉智能控制系統(tǒng)模型對外在因素變化的適應(yīng)性還比較差，且無法形成閉環(huán)控制。全流程計劃調(diào)度水平還有待加強，多數(shù)生產(chǎn)管控需要人工干預(yù)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游、生產(chǎn)—能源—物流—營銷—服務(wù)的動態(tài)協(xié)同調(diào)度也有待提高。從廣度和深度來看，當前中國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展主要集中在生產(chǎn)工藝優(yōu)化、能耗降低、技術(shù)創(chuàng)新等方面，轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點仍然是圍繞流程型智能制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務(wù)等方面，數(shù)字化技術(shù)手段對整個鋼鐵生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的全流程滲透率仍然較低，智能制造的廣度和深度都有待拓展。有數(shù)據(jù)顯示，截至2021年，中國還有近80%的冶金企業(yè)沒有實現(xiàn)系統(tǒng)集成。

（三）核心知識產(chǎn)權(quán)掌控不足，“卡脖子”問題還比較突出

當前，中國智能制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)及核心基礎(chǔ)部件仍依賴進口，核心專利技術(shù)也缺乏積累，鋼鐵智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)突破乏力，尤其是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成技術(shù)、鋼鐵制造建模和仿真關(guān)鍵技術(shù)、鋼鐵生產(chǎn)流程多目標協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)等方面“卡脖子”問題還比較突出。迄今為止，中國鋼鐵工業(yè)在信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的開發(fā)、管理、集成方面，創(chuàng)新能力仍然比較薄弱，尚未形成產(chǎn)學研用高度協(xié)同的技術(shù)創(chuàng)新體制機制，原始創(chuàng)新研發(fā)的投入力度與投入效率都有待提高。

四、加快推進鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的建議

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的一次深刻革命，是一項長期的系統(tǒng)工程。加快鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高中國鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化發(fā)展水平，推動數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度融合，需要以問題為導(dǎo)向，以目標為牽引，依靠新型基礎(chǔ)設(shè)施支撐、網(wǎng)絡(luò)化共享和智能化協(xié)作，打造智慧服務(wù)新模式和第三方鋼鐵云平臺，構(gòu)建鋼鐵行業(yè)智能制造標準體系，積極開展行業(yè)應(yīng)用標準和關(guān)鍵共性技術(shù)的研究。

（一）健全完善行業(yè)數(shù)字化標準體系，發(fā)揮標準引領(lǐng)作用

數(shù)字化轉(zhuǎn)型，標準先行。規(guī)范的標準化工作是實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。當前行業(yè)標準制定的滯后尤其是數(shù)據(jù)標準的不統(tǒng)一已經(jīng)在很大程度上妨礙了中國鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的順利推進。只有精確制定和應(yīng)用鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型行業(yè)標準，才能使上云上平臺的鋼鐵企業(yè)數(shù)據(jù)得到有效使用，激發(fā)數(shù)據(jù)要素的潛力，使鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型行穩(wěn)致遠。為此，需要加強鋼鐵工業(yè)數(shù)字化標準研究，加快鋼鐵工業(yè)數(shù)字化標準體系建設(shè)，充分發(fā)揮鋼鐵工業(yè)協(xié)會等行業(yè)組織和鋼鐵龍頭骨干企業(yè)的主導(dǎo)作用，從鋼鐵工業(yè)的特點出發(fā)，建立健全統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范、數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)語言體系，推動形成涵蓋智能化原料場、智能化燒結(jié)、智能化煉鐵、智能化煉鋼、智能化軋鋼、智能化產(chǎn)銷流的系統(tǒng)化標準，健全行業(yè)數(shù)字標準開放的相關(guān)制度，加強標準在鋼鐵行業(yè)落地應(yīng)用，開發(fā)與鋼鐵產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈相適應(yīng)的技術(shù)和場景，提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)數(shù)實融合的廣度和深度，以標準促進鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

（二）加快智能制造基礎(chǔ)建設(shè)，推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)用

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新型基礎(chǔ)設(shè)施是鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)條件。鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實質(zhì)就是要通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等與鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過程中工藝流程、管理特點的緊密結(jié)合、無縫對接來推動鋼鐵工業(yè)降耗提質(zhì)增效的高質(zhì)量發(fā)展。要實現(xiàn)這一目標，需要在國家、平臺和企業(yè)三個層面共同發(fā)力。在國家層面，需要加大對數(shù)字“新基建”、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)建設(shè)推廣、兩化深度融合共性技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等工作的財稅支持力度，建立健全數(shù)據(jù)共享和流程互通機制。在平臺層面，要鼓勵頭部數(shù)字化企業(yè)積極開展面向鋼鐵工業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)，開發(fā)普適性強、復(fù)用率高的基礎(chǔ)共性App、行業(yè)通用App和各類專用App，積極研究鋼鐵制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)融合路徑，促進設(shè)備聯(lián)網(wǎng)上云、數(shù)據(jù)集成上云，為鋼鐵企業(yè)個性定制、智能生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、服務(wù)延伸提供全方位的服務(wù)支持。在企業(yè)層面，鋼鐵企業(yè)要在完善基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)四級信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，抓住5G發(fā)展機遇，大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，抓好設(shè)施數(shù)字化、生產(chǎn)智能化、協(xié)作平臺化這3個關(guān)鍵點，重新審視設(shè)計、采購、冶煉、軋制、銷售等環(huán)節(jié)流程，對一些不適應(yīng)數(shù)字化生產(chǎn)方式的管理模式進行革新，為推動實現(xiàn)企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、全要素的高效配置，打造極致高效的智能工廠創(chuàng)造條件。

（三）加速突破一批關(guān)鍵技術(shù)，提高鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)支撐能力

加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加速科技成果產(chǎn)業(yè)化，提高自主創(chuàng)新能力，突破制約行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的冶金流程數(shù)字化在線檢測技術(shù)、鋼鐵復(fù)雜生產(chǎn)過程智能控制技術(shù)、物質(zhì)流能量流協(xié)同優(yōu)化技術(shù)、鋼鐵供應(yīng)鏈全局優(yōu)化控制技術(shù)等關(guān)鍵共性技術(shù)制約，需要政府和企業(yè)雙向發(fā)力。從政府的角度看，政府可以建立涵蓋鋼鐵工業(yè)的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型專項資金，通過無償資助、貸款貼息、補助（引導(dǎo)）資金、保費補貼和創(chuàng)業(yè)風險投資等多種方式支持鋼鐵工業(yè)數(shù)字化制造關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。從企業(yè)的角度看，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該加大對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成技術(shù)、智能化建模和仿真關(guān)鍵技術(shù)、多目標協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)投入力度，著力突破和發(fā)展高溫、高危、高污染環(huán)境復(fù)雜條件下的信息感知和數(shù)字化技術(shù)與裝備，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)和智能軟測量技術(shù)，基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備在線故障診斷與預(yù)測維護技術(shù)，環(huán)保信息化檢測和在線監(jiān)控技術(shù)，高爐過程多維可視化和操作優(yōu)化技術(shù)，冶煉過程智能控制模型技術(shù)，坯凝固過程多維可視化和質(zhì)量在線判定技術(shù)，生產(chǎn)流程優(yōu)化用離線模擬和數(shù)字仿真技術(shù)，全流程質(zhì)量動態(tài)跟蹤和質(zhì)量管控技術(shù)，全生產(chǎn)流程的在線集成模擬和優(yōu)化技術(shù)，采購生產(chǎn)銷售全局供應(yīng)鏈優(yōu)化技術(shù)等。只有突破這些“卡脖子”的關(guān)鍵核心技術(shù)，才能真正使中國鋼鐵的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)平臺走在世界前列，才能真正實現(xiàn)中國鋼鐵制造由大變強的轉(zhuǎn)變。

五、結(jié)論

每一次技術(shù)的變革都將帶來深刻的社會變革，有的企業(yè)順勢而變歷久彌新，也有的企業(yè)因循守舊如昨日黃花。在數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的背景下，推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端化、綠色化和安全化的必由之路，也是提升鋼鐵企業(yè)質(zhì)量效益和競爭力的重要途徑。當下，許多鋼鐵骨干龍頭企業(yè)早已開始了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索，并取得了顯著的成績，這說明當高速發(fā)展的鋼鐵企業(yè)遇到行業(yè)產(chǎn)能過剩和“雙碳”的瓶頸約束時，主動向高質(zhì)量發(fā)展才是生存之本，興旺之基，而技術(shù)創(chuàng)新在這個過程中將扮演重要的角色，許多關(guān)鍵核心的行業(yè)數(shù)字化技術(shù)尚待突破。鋼鐵企業(yè)應(yīng)當抓住機遇，突出創(chuàng)新驅(qū)動引領(lǐng)，深度推動企業(yè)內(nèi)各領(lǐng)域的數(shù)實融合，打造智慧鋼鐵，加快培育企業(yè)核心競爭力和新的增長動能，方能在日趨激烈的市場競爭和嚴酷的市場需求環(huán)境中立于不敗之地。

【本文系中國社會科學院高端智庫項目“我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全研究”基金項目研究成果之一】

（作者系中國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究所執(zhí)行研究員）

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