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数控技术是集多种学科的高技术，数控系统是一种特殊功能部件。数控技术对于装备制造业的作用就如同CPU对于计算机IT产业的作用，是先进制造装备的核心。我国数控技术及其产业经历了“六五”的引进，“七五”的消化吸收，到“八五”的自主开发以及“九五”“十五”的产业化攻关，奠定了我国数控产业发展的重要基础。
一、国内外数控产业发展历史
世界上第一台数控机床诞生于1952年。在1946年世界上出现第一台电子计算机以后，美国一家公司，将计算机技术和刚刚发展起来的伺服技术“嫁接”到一台传统铣床上，加工用传统机床无法精确加工的军用直升机螺旋桨曲线截面的样板，取得惊人成功。从此，数控技术与机械制造业相结合，开创了装备工业的新纪元。
尽管早期数控系统存在可靠性低、编程极为困难、造价高昂和占地面积数倍于机床等一系列不足之处，但是，美国、日本及其他一些西方国家，还是看到了其诱人的前景，争先恐后进行研制和开发，不断投入科研力量，并从计算机硬件、软件技术和微电子技术的发展中吸取可为数控系统所用的成果。到70年代末、80年代初，也就是经历了近30年的研究、开发和应用的漫长过程，基本解决了上述一系列问题，使数控技术逐步走向成熟。与此同时，日本及一些西方国家政府不失时机地采取各种支持措施，大规模地开始了数控机床应用于机械制造业的各个领域。
我国数控机床的研制始于1958年，比日本晚两年起步，但进展很慢。70年代初，美、日数控技术达到一定水平，日本在上海展出12台数控机床，引发我国的开发热潮，全国几十家高等院校、研究机构和少数工厂一哄而上研制数控系统和数控机床。当时世界数控系统采用的电子元器件由晶体管进入小规模集成电路，并迅速进入中大规模集成电路阶段。我国则由于国产电子元器件落后，进口又受到限制，因而数控系统水平很难提高，所以此次研制高潮，主要受制于数控系统，大部分未达到使用的水平。
80年代初，我国机床行业陆续引进了日本FANUC 和德国西门子公司的数控系统。但这两者属于即将淘汰的数控系统产品的组装技术（其他高技术项目受“巴统”限制，对我禁运）。
80年代中后期即“七五”阶段，着重对引进的技术进行了“消化”工作，配置我国自主开发的经济型数控系统的数控机床开始登场。同时，航天工业、科学院、高等院校分别参与普及型数控系统的自主开发工作，取得一些成果。
90年代，即“八五”、“九五”期间，国家组织数控技术攻关，推动了国产数控系统的自主开发工作。配置我国自行开发的经济型数控系统的一些数控机床日趋成熟。此时恰逢世界范围以PC 为基础的数控系统开发技术登场，对我国新一代（即第六代）数控系统开发极为有利。境内外计算机工业硬件供应的有利条件，加上我们开发软件的优势，使我国数控系统的研制取得突破性进展。我们掌握了五轴以上联动、远程诊断及服务等关键技术，开发出拥有自主知识产权的成系列的可靠的普及型和高级型数控系统，突破了国外对我的封锁和限制，性能上能与各类数控机床匹配。但由于国内市场已被国际名牌垄断了十余年，这些新生的国产数控系统在市场开拓方面，面临极大困难。
二、我国数控系统产业取得的成绩
我国数控系统产业经过近50年的发展历程，特别是4个5年计划的攻关，已经在激烈的市场竞争中渡过了最艰难的时期，取得了一定的成绩。
（一）奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术
我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。
国产经济型数控系统技术基本成熟，由于适应中国用户的实际使用水平和机床制造企业数控技术配套要求，得到了广大用户的认同，已主导中国市场，形成了年产2万台（套）以上的生产规模，可以满足为中小规格低端（经济型）数控机床配套和旧机床改造的需要，占据国内经济型数控系统市场份额95%以上，同时还能与整机一起出口。
在国家的支持下，通过联合攻关和行业的努力，普及型（中档）数控系统产品开发和市场开拓取得了一定成效。普及型数控系统性能不断改善，市场占有率不断提高，初步形成了自主配套能力，已小批量进入市场。目前，行业主导企业普及型数控系统已实现批量生产，并且具备全数字交流伺服驱动系统和主轴伺服驱动系统等配套能力，可以为用户提供数控系统全套解决方案，在数控铣床、加工中心等中档数控机床得到批量配套应用，销售到最终用户后，反映良好。从技术水平上比较，国产普及型数控系统的功能、性能与国外比并不差，价格和服务方面还有较大优势，可靠性与国外系统的差距也已显著缩小。
高档数控系统研制不断取得突破，打破了国外技术封锁。
（二）形成了一批数控系统骨干企业
目前国产数控系统（包括数控装置、伺服驱动、主轴电机和伺服电机等）生产企业50～60家，其中能够开发普及型数控系统的企业近10家。2007年国内数控系统的市场销售量约为190525套，其中国产数控系统销售量达到153225多套，形成了国产数控系统“南北中西东”为龙头的布局。“南”有广州数控设备有限公司；“北”有北京凯恩帝、沈阳高精、大连光洋、北京航天机床数控系统有限公司、大连大森数控技术有限公司、北京凯奇数控成套有限公司等；“中”有武汉华中数控股份有限公司；“西”有成都广泰实业有限公司、绵阳圣维数控有限责任公司；“东”有上海开通数控有限责任公司、南京华兴数控设备有限责任公司、南京新方达数控有限公司、江苏仁和新技术产业有限公司等。
这些企业的发展，奠定了我国数控系统产业的基础，使我国具备了与国外企业竞争的实力。
（三）形成了数控系统理论研究及产业化队伍
通过技术研究、工程化、产业化攻关，在高校、研究所、企业中初步形成一支从事数控基础理论、数控主机、数控系统及其工程化、产业化的研究开发和经营管理的队伍，数控系统企业的开发和成果转化能力得到提高。
（四）一些数控系统企业走出国门
近年来，我国一些具有国际视野的数控系统企业已经认识到走出国门、参与国际竞争的重要性，在海外建立技术服务、人员培训中心，依托当地企业，拓展国际市场，取得了较好的成绩，例如北京凯奇数控，长期占领俄罗斯主导市场。
三、国产数控系统的优势
（一）价格优势
国产数控系统与国外数控系统相比，在价格方面具有很大优势。众所周知，国外的高档数控系统价格非常昂贵。对于五轴联动以上的数控系统，需对最终用户和最终用途进行调查，限制其使用。若认为与军事工业有关，则不予批准。即使我国民用工业能够进口这类设备，其价格也很贵，仅一套CNC单元价格就高达二十多万元人民币，而华中数控五轴CNC，价格约为其1/4。国外的专用数控系统价格也非常昂贵，如意大利Fidia仿形数控系统价格为60万～70万元人民币，而华中数控与Fidia相同档次的仿形数控系统价格仅为其1/3。总的来看，华中数控系统与国外高档数控系统（如FANUC-18、SIMENSE-840）相比，仅为国外系统的20%～30%。
再以国外三轴联动铣削数控系统为例，国外数控系统批量订货（10台以上）的价格通常为7万～9万元（CNC单元和三个伺服）。而在同样商务条件下，功能和配置更优的华中世纪星数控系统价格约为3万～4万元。
正因为有了民族的数控产业的起步，才使得国外普及型数控系统的价格在近年来几乎下降了一半。例如，我国某著名机床厂由于采用了华中数控的加工中心数控系统（约4.5万元/套），2005年初，与日本公司谈判，要求将原来约13万元的加工中心数控系统，降价到7.5万元/套。
（二）功能和配置优势
我国企业由于资金的短缺，购进的设备总希望多使用一些年限，数控机床亦如此。但由于微电子技术日新月异，数控系统更新的速度异常迅速。而数控机床的机械部分的寿命一般远比数控系统长。目前国内许多厂家购进国外的二手设备，一般机械部分尚可，而数控系统已经不行。这种情况下，由于其资料不全，且其升级换代的价格昂贵，改造的工程量也很大，导致数控系统不能正常使用。另外，由于国外厂家技术封锁，国外系统难于作二次开发，而许多用户要求系统的开放性，以便根据实际情况扩展功能。
以华中数控为代表的国产数控系统采用了以工业PC机为硬件平台，DOS、 Windows及其丰富的支持软件为软件平台的技术路线，使主控制系统具有质量好，性能价格比高，新产品开发周期短，系统维护方便，系统更新换代和升级快，系统配套能力强，开放性好，便于用户二次开发和集成等许多优点。
四、推广国产数控系统存在的主要障碍
近年来，国产数控系统的性能、功能和可靠性已大幅提高，与国外的差距也在不断缩小。从技术层面看，国产中档数控系统已基本满足国内生产的数控机床的技术要求，国产高档数控系统也实现了零的突破。在某些方面，国产数控系统还具有很大优势。但是技术上的突破并不等于市场上的突破。国产数控系统在市场推广过程中还存在很大障碍。尤其是在中高档数控系统市场，目前，普及型数控系统外国品牌仍然占据了我国80%的市场份额。高档数控系统外国品牌占据我国95%以上市场份额。究其原因，主要存在以下几方面的问题：
（一）技术问题
多年来，由于我国数控软硬件研究开发的基础薄弱，技术积累少，研发队伍的实力较弱，研发的投入力度不够，国产数控系统在质量与稳定性上与国外的差距较大。我国数控系统技术集成、工程成套、远程服务技术等能力不强；应用软件设计不如国外完善；品种覆盖率小，数控产品配套件尚未形成市场，许多配套件外观、质量均有缺陷。尤其是在高档数控系统领域，虽然国产五轴联动数控系统技术上已经取得了一定突破，但功能还不够完善，在实际应用中验证还不全面。在性能方面，国产系统不能满足高速、高精、多通道控制、双轴同步控制、超前预处理功能；国产系统采用模拟量或脉冲量接口，而国外系统采用高速现场总线技术。国产系统的可靠性指标与国外有较大差距，也无统一的可靠性测评标准。
（二）产业化问题
由于以往历次的攻关主要是从技术的角度关注数控产业的问题，而不是从系统工程的角度去综合考虑影响数控产业化的诸多因素，导致数控技术研究、开发、生产等环节脱节；数控装置、驱动、电机的配套脱节；数控系统生产厂与主机生产厂脱节。加之我们在某些技术质量方面的问题没有完全解决，导致数控系统企业规模上不来，产品批量上不去。国内数控系统企业年产中高端数控系统产量不过几百台，好一点的上千台，但西门子和FANUC的年产量都在几万台和几十万台。产量上不来，技术质量和稳定性就很难提高，成本更是降不下来，在市场上没有竞争力，这样就更没办法上规模了，形成恶性循环的怪圈。
（三）品牌管理与营销问题
国产品牌管理与营销策略较之国外知名品牌也有一定差距。我国数控系统市场早已被日本FANUC和德国西门子两大国际名牌所垄断，这两家还分别占有世界市场份额的50%和25%，垄断世界市场长达30余年，垄断我国市场也已20年，他们拥有很高的信誉和知名度。从国际范围数控系统的竞争情况看，当今世界技术上能够做到与FANUC 和西门子相抗衡的公司很多，如美国的Allen Bradley、日本的三菱电机、安川电机、德国的Heidenhein、Indramat、法国的Num、英国Control Technology等，就其技术而言都十分高超，特别是美国GE 曾经是世界数控系统的技术先导。这些公司尽管多年来积极开拓市场，但在市场份额上仍未能显著改变FANUC和西门子所占的比重。另外，匈牙利、韩国、印度和我国台湾计算机硬、软件工业都有很好的基础，但也一直受日本FANUC的OEM 就地组装的方式所控制（我国的合作项目也属于这一类型），未能形成自己的数控系统品牌和产业。可见品牌管理和营销策略在市场竞争中是十分重要的因素，也说明发展数控系统产业必须是开发技术与开拓市场同时并重。
目前FANUC和西门子在华扩张的力度还在不断加大，他们已经从过去简单的技术转让发展到现在的合资建厂，在销售和售后服务上包括进行先期的市场培育，向用户无偿提供产品和培训技术人员，还通过降价等市场策略进一步增强竞争力，使得一些已经技术成熟的国产数控系统很难打入市场。
还有一个特殊的原因，应用进口高端数控系统的企业，可有机会出国培训，销售“西门子系” 和“发那科系”的企业技术人员待遇高还有销售提成。而应用国产中高端数控系统，企业经营者要担负稳定性、可靠性、精度差等风险。
（四）标准问题
近年来，外国公司纷纷推出高档数控系统的数字接口协议和标准，并想方设法将其变成国际标准，力图通过标准的制定在技术研发和产品市场竞争中占据优势和主动。一旦这种局面形成，势必进一步拉大我国在制造技术领域与国外的差距。
虽然近年来我国数控系统取得了较大发展，在中档数控系统上能基本满足国内要求，但在高档数控系统方面，国内远远不及国外。究其主要原因，就是因为没有自己的标准，高档技术受制于人。长期以来，国内数控行业少有标准纳入国际标准，只能被动地执行国外或国际数控标准，使国产数控系统在和国际数控巨头的竞争中处于非常不利的地位。
（五）用户的信任度问题
国内用户对国产品牌数控系统及关键功能部件信心严重不足。十多年前，我国数控系统及关键功能部件产业曾经因可靠性差而打过败仗，导致国内用户至今对选用国产数控系统心有余悸。这就是80年代中后期，在我国自主开发的普及型数控系统可靠性未经验证的情况下，大面积推广使用，造成在市场上“倒牌子”的有害影响。以后不久，由于指导方针失误，个别骨干企业在用引进技术生产的数控系统推向市场上，又片面强调电子元器件国产化，由于国产电子元器件质量性能不过关，导致数控系统性能不可靠，而再次在市场上影响全行业的信誉，这是值得反思的两次教训。
虽然近五年来国产数控系统取得了长足的发展，在中档数控系统及关键功能部件的技术和可靠性方面与国外差距明显缩小，但由于历史原因，国内用户依然无法消除对国产数控系统可靠性的疑虑。对选用国产品牌，仍然不敢“吃螃蟹”，导致国产品牌走入“不好，不用。不用，更不好”的怪圈。更为严重的是，甚至很多政府采购招标项目，也违反国家招标法的规定，在标书中指定国外品牌的数控系统，致使国产品牌丧失了与国外公平竞争的权利和机会。
由于用户对国产品牌市场认同度低，我国中高档数控系统市场一直为FANUC、西门子等国外品牌所垄断。国产品牌数控系统为主机的配套率有待提高。目前在国产品牌数控系统中，主要是2～3轴数控车床系统，占为主机配套的90%，而加工中心和数控铣床用数控系统配套比例不足10%。
五、探索国产数控系统市场开拓的途径
在目前数控市场竞争十分激烈，国外强手长期占领我国市场的情况下，只有采取非常规市场开拓措施，才能夺回市场份额。近年来，我国数控企业在开拓市场方面进行了一些积极的探索。
（一）国产数控系统企业主动与整机厂合作结盟。第一步是鼓励试用，建立信心；第二步是在主机厂建立展示点，用使用实效说服最终用户；第三步是数控系统企业和主机企业建立合作股份关系。以华中数控为例，国内主要的数控机床生产企业，如北京第一机床厂、桂林机床股份有限公司、北京机电院、武汉重型机床厂、大连机床厂、宝鸡机床厂、济南第一机床厂、沈阳机床集团、青海第一机床厂等40多家企业都已开始批量使用或试用华中高性能数控系统。几年来，华中数控一直致力于与机床厂建立战略联盟关系的探索。华中数控与长江机床厂、武汉机床厂、汉川工具厂共同开发的数控非圆齿扇插齿机、数控拉刀磨床、数控高精度转台等产品填补国内了空白。北京第一机床厂就是从开始选用华中数控的系统，到最后变成了华中数控的股东。而华中数控与齐重数控装备股份有限公司共同研制七轴五联动车铣复合数控机床的过程中，以技术入股成为主机厂的股东。
（二）以增大国产数控系统市场占有份额为目的，由数控企业开发机床或成立主机厂。如大连光洋成立了大连科德数控有限公司，进行整机产品的研制和销售，目前生产和销售的数控机床全部配套光洋的总线式数控系统和驱动器。科德数控旨在打造国产数控系统和关键功能部件试验、测试、验证平台，建立示范工程，通过推广整机的方式让国内用户了解国产高档数控系统和关键功能部件的性能和稳定性，建立用户的了解与信任。
（三）建立数控技术培训与服务中心。为数控机床生产和使用的广大企业，大量培训操作使用、工艺编程、维护维修人员。数控系统企业建设面向最终用户的销售服务网络，为用户提供应用国产数控系统的全方位的解决方案，建立用户对国产数控系统的信心。
六、发展国产数控系统的政策建议
发展数控系统这种关键功能部件，光靠企业自身很难解决，必须有国家政策扶持或保护，并采取多方面的措施，支持我国数控系统自主化建设。
（一）政府主导，从政策层面支持国产中高档数控系统加速占领市场
1.在“高档数控机床与基础制造装备”国家重大科技专项中，尽快启动“中、高档数控系统及关键功能部件可靠性应用示范工程”，在军工、汽车、发电设备、造船、机床制造等行业，建立国产数控系统及关键功能部件应用示范基地。对国产数控系统的应用示范点，实行政府部门支付财政性资金购买国产数控系统，交用户单位使用的支持政策；或实行用户“先试后买”的政策，让用户得到实惠，调动用户选用、试用国产数控系统的积极性，并积极做好数控系统的应用验证和可靠性考核。通过应用示范，增强用户选用国产品牌的信心。
2.国家有关部门尽快组织制订自主创新的国产数控系统及关键功能部件采购目录。对国内能满足技术要求的数控系统及关键功能部件的进口予以严格审批。颁布政策性文件，在使用财政性资金采购数控机床的项目中，禁止指定国外品牌和产品型号等违规行为。在同等性能、功能的前提下，应优先选用国产数控系统及关键功能部件。在中国对外国政府的贷款项目中、或中国政府的对外捐赠项目中，推荐国产数控系统和数控机床产品。
3.在贯彻实施装备制造业调整与振兴规划中，对能够提升国产中高档数控系统核心竞争力和产业规模的技改项目给予重点支持和投入，优先安排能够带动国产中高档数控系统生产、销售的技改项目，并在项目中分配专门经费支持所配套的高档数控系统的研发，推动自主研发的高档数控系统的应用验证和市场推广。
（二）从技改、税收和金融政策方面给予扶持，增强数控系统企业综合实力
1.比照国家对软件企业的税收扶持政策，制定对数控系统企业的税收扶持政策。继续支持具有自主知识产权的国内数控系统生产企业的增值税的50％先征后返政策；同时，增加对数控系统企业所得税50％返还的政策；政府对所有返还税款，免征收所得税，用于企业研究开发和扩大再生产。同时，对那些采用从国外进口数控产品贴牌销售的企业，应严格禁止享受国内数控系统企业税金返还政策。
2.建议国家对外国企业在中国总装生产数控系统的进口组件，按数控系统同等税率征收进口关税。同时对国内数控系统企业进口关键电子元件实行零关税。1993年，数控系统的进口关税就已被调整到5％，而当时的电子元件的平均关税约10％。因此，数控系统产业是最早实现与国际接轨的行业之一。
3.调配多种资源，扶优扶强，支持骨干数控系统企业进行技术改造。在国家政策扶植下，以无偿资助、国家参股或以无息贷款或贴息贷款形式支持重点企业在数控系统规模化生产设备、工艺手段、数控系统部件（计算机装置，驱动装置，电机）性能检测和可靠性考核设备、研发及中试的条件和质量保证体系等方面，进行技术改造，大幅度提高数控系统生产设备的自动化水平，改善规模生产条件，保证批量产品的质量。
4.解决数控系统企业的中长期贷款难的问题。对数控系统产业的发展和建设提供更多的资金支持，并帮助解决数控系统企业抵押、担保方面的困难。如：国家开发银行贷款、国债项目支持、贷款贴息补助等相关措施。
（三）国家加大科技投入力度，加强数控技术研发和人才建设
以高档数控机床与基础制造装备重大专项为平台，利用重大专项资金，重点支持高档数控系统的关键技术、基础共性技术，以及高档数控系统标准化技术研究。要以企业为主体，走官、产、学、研、用相结合的道路，集中国家的财力支持建立由研究机构、大学、系统厂组成的技术联盟和研发平台，共同开展数控系统共性与关键技术的研发，加速制订下一代高档数控系统标准体系结构的规范和协议及相关的技术标准，并在国产数控系统行业内推广和共享，实现中国数控厂商的共同发展。
根据数控产业发展的特点，有计划、多渠道、多层次地共同培养创新型人才。充分发挥高等院校的作用，选择若干个重点院校，加强数控系统学科的建设。依托重点骨干机床制造企业，联合数控系统厂和职业院校，建立具有权威资质的数控技术培训与服务中心，面向全国进行招生，为数控机床生产使用企业培训操作使用、工艺编程和维护维修人员，推广使用配套国产数控系统产品。
案例：
华中数控：向高端挺进
武汉华中数控股份有限公司是从事数控系统及其装备研究、开发和生产的高科技企业，公司以华中科技大学国家数控工程技术研究中心为技术依托，拥有强大的科研、开发和产业化实力。近年来，公司业绩连续保持大幅增长。2001年9月，华中数控告别了校园，整体迁入大学科技园现代化的产业化新基地。新基地拥有高性能数控系统产业化示范生产线、先进的研发中心和质检中心，形成了年产10000台套高性能数控系统的生产能力。华中数控产业基地的建成投产，标志着我国中高档数控系统产业化迈上了一个新台阶。
华中数控具有自主知识产权的高档、中档、普及型系列数控系统产品，年销售近万台套，与国内数十家著名主机厂实现了批量配套。五轴联动数控产品打破国外技术封锁，已成功应用在航空、船舶、汽车、电力等行业工业用户中，是目前国内唯一获得批量应用的国产高档数控系统。华中数控具有自主知识产权的数字交流伺服驱动单元和主轴伺服驱动单元系列产品、大功率伺服电机与伺服主轴、具有自主知识产权的GK6、GM7系列交流伺服主轴实现了批量生产，成为目前国内唯一拥有成套核心技术自主知识产权（包括数控系统、伺服单元和电机、主轴单元及主轴电机等）和自主配套能力的企业。公司十个产品获得国家级重点新产品称号，形成车床、铣床、加工中心、仿形、轧辊磨、非圆齿扇插齿机、齿条插齿机、镗床、激光加工、玻璃机械、纺织机械、医疗机械等40多个数控系统应用品种。
大连光洋：完善高档数控产业链
大连光洋科技工程有限公司成立于1993年，是一家发展势头迅猛的民营高科技企业。主要业务领域为数控领域（数控系统、伺服驱动、力矩电机、单轴转台、双轴 转台、单摆铣头、双摆铣头、编码器、细分器、机床温度形变补偿模块、手轮手脉等）和工业自动化控制领域（智能控制器、工业测控模块/系统、全集成自动化控 制系统等）。
经过多年的努力，公司在我国高档数控系统及工业自控产品技术领域形成了较强的核心竞争力，产品销往上海、北京等25个省市自治区，并有部分产品进入国际市场。公司目前主要客户有德国因代克斯、英国六佰集团、日本丰田工机、三洋、东芝医疗、东芝广播电视等国际知名企业。
2008年，公司在原有产品的基础上，进一步完善高档数控产业链，突破多项关键核心技术，研制完成系列化产品，形成高档数控系统产业化发展。重点产品包括：
——总线式高档数控系统。在原有研发的基础上，研制完成用于全机能数控车、五轴联动立式加工中心、五轴联动龙门式加工中心、五轴联动车铣复合加工中心、飞机柔性生产制造线等专用的总线式高档数控系统，完成与系列化总线式驱动器的配套。
——总线式伺服驱动器、伺服电机。研制完成模块化总线伺服驱动器和总线式伺服电机一体化智能驱动器两种配置形式的驱动器，额定扭矩为1-122Nm，最大功率50KW，为目前国内已研制完成的最大功率的伺服驱动器。研制完成用于直驱式功能部件的驱动装置和大功率主轴电机的驱动装置，研制的产品都已在公司的机床专业公司科德数控配套的数控机床整机上进行了充分的验证。
——直驱式关键执行功能部件。研制完成了基于外转子力矩电机直接驱动的单/双轴转台和单/双摆铣头两种直驱式关键执行功能部件，两款产品的主要技术指标均已达到或接近国际先进水平。 |
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发表于 2013-10-31 22:54:19
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