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| 工業(yè)云計算在中國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用趨勢 |
| 發(fā)布時間：2016/4/7 10:04:50 來源：鑫泰科技 發(fā)布者：manni123 |
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云計算、大數(shù)據(jù)將成為未來10年乃至更長時間新一代信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵和核心，其和移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等其他新一代信息技術(shù)一起正驅(qū)動互聯(lián)網(wǎng)向傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)滲透，推動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)融合發(fā)展，并作為現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的有機組成部分，不斷與新業(yè)務(wù)形態(tài)、新商業(yè)模式互動融合，催生新產(chǎn)品、新技術(shù)、新模式。未來，產(chǎn)業(yè)中各行業(yè)邊界將逐漸模糊，全新的工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式正在到來，本文主要介紹了工業(yè)云計算在中國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用趨勢。
工業(yè)云催生工業(yè)經(jīng)濟新業(yè)態(tài)
云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的集成應(yīng)用，推動了新型制造模式的產(chǎn)生與發(fā)展，也進一步加速了工業(yè)企業(yè)銷售模式的變革，催生了社交營銷、O2O(onlinetoOffline)、智能物流、互聯(lián)網(wǎng)金融、移動電子商務(wù)等生產(chǎn)性互聯(lián)網(wǎng)新興服務(wù)業(yè)態(tài)，是推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的重要引擎。
工業(yè)云通常指基于云計算架構(gòu)的工業(yè)云平臺和基于工業(yè)云平臺提供的工業(yè)云服務(wù)，涉及產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、實驗和仿真、工程計算、工藝設(shè)計、加工制造及運營管理等諸多環(huán)節(jié)。工業(yè)云服務(wù)常見的方式有工業(yè)SaaS(SoftwareasaService)云服務(wù)、工業(yè)IaaS(InfrastructureasaService)云服務(wù)、工業(yè)PaaS(PlatformasaService)云服務(wù)等方式。工業(yè)云基于云計算技術(shù)架構(gòu)，使工業(yè)設(shè)計和制造、生產(chǎn)運營管理等工具大眾化、簡潔化、透明化，通過工業(yè)云計算服務(wù)，可大幅提升工業(yè)企業(yè)全要素勞動生產(chǎn)率。
基于工業(yè)云服務(wù)，用戶一方面可以獲得云化的工業(yè)設(shè)計、加工工藝分析、裝配工藝分析、模具設(shè)計、機械零部件設(shè)計與性能分析、電磁場模擬等服務(wù)，從而大幅縮短產(chǎn)品升級換代周期、降低設(shè)計與制造成本、提高產(chǎn)品性能;另一方面，工業(yè)企業(yè)的訂單管理、主生產(chǎn)計劃、備料等諸多環(huán)節(jié)均可依托工業(yè)云平臺的ERP(企業(yè)資源計劃)、DMS(經(jīng)銷商管理系統(tǒng))、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)等企業(yè)管理工具來提升管理效能;同時，用戶也可基于工業(yè)云服務(wù)平臺對生產(chǎn)設(shè)計、企業(yè)經(jīng)營管理及用戶交互中各種數(shù)據(jù)進行充分挖掘，利用大數(shù)據(jù)為企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、營銷、交易、服務(wù)等活動提供服務(wù)。
工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合旨在加速工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和提質(zhì)增效，變革傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)運營方式，創(chuàng)造出更大的價值，這就需要以云計算、大數(shù)據(jù)輔助工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新其研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷、服務(wù)和管理方式。當(dāng)前，基于云計算平臺的工業(yè)設(shè)計、虛擬裝配、精準營銷配送、精準廣告推送等模式已成為企業(yè)發(fā)展的新趨勢，可以說，工業(yè)云計算服務(wù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)已成為推動互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展的主要支撐手段，并與企業(yè)技術(shù)研發(fā)、流程管理以及生產(chǎn)經(jīng)營等方面緊密融合，塑造企業(yè)發(fā)展新模式、催生工業(yè)經(jīng)濟新業(yè)態(tài)。
全國各地積極建設(shè)工業(yè)云計算平臺
2009年9月，北京市計算中心開始工業(yè)云實踐，打造工業(yè)云計算服務(wù)平臺(http://www.industrycloud.com.cn)，基于其200萬億次高性能工業(yè)云計算服務(wù)平臺，能夠以SaaS云服務(wù)方式提供CAD(計算機輔助設(shè)計)、CAM(計算機輔助制造)、CAPP(計算機輔助工藝設(shè)計)、CAE(計算機輔助工程設(shè)計)、PLM(產(chǎn)品全生命周期管理)等所需要的工具和管理軟件服務(wù)，還能夠為中小企業(yè)提供豐富的設(shè)計制造資源和3D打印等工程服務(wù)，截止到2015年，該平臺已經(jīng)服務(wù)近十萬戶，廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計、虛擬制造、動漫渲染等諸多領(lǐng)域。
2013年以來，國家出臺了一系列政策鼓勵工業(yè)云的發(fā)展，《國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動的指導(dǎo)意見》、《國務(wù)院關(guān)于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》、《中國制造2025》、《信息化和工業(yè)化深度融合專項行動計劃(2013-2018年)》等文件均把推動工業(yè)云的發(fā)展作為推動兩化深度融合和“互聯(lián)網(wǎng)＋”的重要抓手。2013年，工業(yè)和信息化部確定北京、天津、河北、內(nèi)蒙、黑龍江、上海、江蘇、浙江、山東、河南、湖北、廣東、重慶、貴州、青海、寧夏等16個省市開展首批工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)試點，基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，建設(shè)工業(yè)云服務(wù)平臺，聚集和共享制造資源和創(chuàng)新資源，推進制造需求和社會化制造資源的高質(zhì)高效對接，探索制造業(yè)領(lǐng)域的共享經(jīng)濟新模式。
在上述工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)試點中，天津市主要依托天津超算中心建立了天津濱海工業(yè)云平臺內(nèi)蒙古采用“1＋N＋N”服務(wù)模式(即一個平臺、多種應(yīng)用服務(wù)、多種專業(yè)資源服務(wù))打造包頭兩化融合暨工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)平臺；黑龍江工業(yè)云平臺包括工業(yè)云設(shè)計、工業(yè)云存儲等應(yīng)用;河南工業(yè)云平臺主要由設(shè)計云、服務(wù)云、管理云組成;山東工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)平臺依托山東超算中心，主要提供設(shè)計云、管理云、商務(wù)云、物聯(lián)服務(wù)云、知識云及數(shù)據(jù)云等服務(wù);江蘇工業(yè)云平臺主要提供面向汽車行業(yè)的數(shù)字化設(shè)計仿真等云服務(wù);上海工業(yè)云公共服務(wù)平臺面向鋼鐵、汽車、民用航空、機電設(shè)備四大重點產(chǎn)業(yè)和研發(fā)、管理、設(shè)備、能源、物流、商務(wù)等六大重點領(lǐng)域，為企業(yè)提供SaaS云、IaaS云服務(wù);廣東工業(yè)云平臺主要提供政務(wù)云、云桌面、工業(yè)軟件云、培訓(xùn)云、檢測云、電商云等云計算服務(wù);重慶工業(yè)云平臺包括工業(yè)設(shè)計云、企業(yè)采購云和工業(yè)金融云等三大云服務(wù)平臺。
據(jù)不完全統(tǒng)計，16個工業(yè)云平臺注冊用戶數(shù)超過1500萬，企業(yè)用戶數(shù)超過20萬，提供軟件工具和軟件服務(wù)超過3000個，模型、圖紙、手冊等技術(shù)資源超過4萬個，培訓(xùn)視頻超過7500部。上述工業(yè)云平臺在驅(qū)動當(dāng)?shù)毓I(yè)經(jīng)濟發(fā)展中均發(fā)揮了重要作用，以貴州工業(yè)云為例，貴州工業(yè)云提供260個云應(yīng)用，服務(wù)企業(yè)用戶達15998家，基于工業(yè)云服務(wù)，2015年實現(xiàn)重點行業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率達到40.5%，比2014年提高4.8個百分點，傳統(tǒng)企業(yè)電商覆蓋率達到35.3%，比2014年提高5個百分點。預(yù)期2016年，在貴州工業(yè)云的推動下，重點行業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率將達到45%以上，傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)電商化覆蓋率將達到40%以上。
當(dāng)前各地工業(yè)云計算平臺的建設(shè)和發(fā)展，從總體來看，對推動區(qū)域經(jīng)濟體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極的效果，取得不錯的成績，但也存在若干問題，主要有以下幾個方面：從平臺建設(shè)來看，大部分工業(yè)云平臺的建設(shè)沒有和區(qū)域經(jīng)濟體資源稟賦以及主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢相結(jié)合，部分區(qū)域在建設(shè)工業(yè)云服務(wù)平臺中也沒有結(jié)合當(dāng)?shù)匾延械墓灿嬎惴⻊?wù)平臺資源，造成重復(fù)投資、資源閑置等問題;從平臺服務(wù)來看，大部分工業(yè)云平臺以提供工業(yè)SaaS云服務(wù)為主，存在服務(wù)內(nèi)容同質(zhì)化、服務(wù)標準不統(tǒng)一、用戶數(shù)據(jù)安全保障不到位等問題，同時工業(yè)云服務(wù)也沒有和工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)融合起來;從商業(yè)模式來看，當(dāng)前大部分工業(yè)云平臺的運營主要以政府投資為主，面臨盈利困難等運營壓力，如何進一步加大工業(yè)云平臺的推廣和使用，創(chuàng)新商業(yè)模式，引入成熟的市場化發(fā)展機制，讓更多的用戶能透明化訪問和使用工業(yè)云計算平臺，值得深入探索。
如何推動工業(yè)云下一步發(fā)展?
結(jié)合前期工業(yè)云計算服務(wù)創(chuàng)新試點的實踐，需從如下幾個方面進一步促進工業(yè)云計算平臺的發(fā)展：
大力開發(fā)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用軟件，發(fā)展工業(yè)PaaS云應(yīng)用
當(dāng)前全國各地建設(shè)的工業(yè)云計算服務(wù)平臺，大多數(shù)以提供SaaS工業(yè)云服務(wù)為主，但目前大部分大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用軟件并不支持云計算架構(gòu)。在科學(xué)與工程計算領(lǐng)域，軟件市場長期完全由國外軟件壟斷，版權(quán)費用非常昂貴，且并行規(guī)模還受限制，這些工業(yè)應(yīng)用軟件大多發(fā)展于半個世紀前，軟件框架未能考慮現(xiàn)在及未來的超大規(guī)模計算需求，特別是前處理部分，已被證明是阻礙大規(guī)模計算發(fā)展的嚴重瓶頸。構(gòu)建工業(yè)云計算服務(wù)平臺迫切需要高水平的自主開發(fā)的面向云計算體系架構(gòu)的大規(guī)模并行應(yīng)用軟件。
當(dāng)前大部分工業(yè)PaaS云服務(wù)和商業(yè)模式還處于摸索階段，還存在很多缺陷和不足，而恰恰PaaS對提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力意義深遠，因為當(dāng)前制約傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的很大一方面就是缺少必要的創(chuàng)新工具、創(chuàng)新平臺以及專業(yè)的創(chuàng)新團隊，云計算中心以透明化方式提供行業(yè)應(yīng)用PaaS服務(wù)將有效解決這一問題，尤其在傳統(tǒng)制造業(yè)方面，但傳統(tǒng)制造業(yè)的PaaS平臺研制還面臨諸多問題，如制造行業(yè)的細分問題，制造業(yè)非常龐大，如何選擇細分的制造領(lǐng)域入手?如何提供透明化的PaaSAPI接口供制造業(yè)用戶調(diào)用?這些都是問題，解決了這些問題，云計算對產(chǎn)業(yè)的拉動和潛力才能完全得到釋放。工業(yè)云在未來的發(fā)展中，需更多地以建設(shè)工業(yè)PaaS云服務(wù)平臺為主，包括建設(shè)面向工藝和面向行業(yè)的PaaS云，如磨削云、切削云、焊接云、精加工云、服裝云等。
工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)需進一步融合發(fā)展
工業(yè)云旨在解決中小型工業(yè)企業(yè)在提升創(chuàng)新能力時往往要面臨的工業(yè)計算軟件及平臺搭建、計算機建模和仿真、高端研發(fā)人員的培養(yǎng)等諸多問題，基于工業(yè)云服務(wù)，工業(yè)用戶可進行快速有效的仿真模擬，降低設(shè)計與制造成本、提高原料的利用率、從而大幅縮短企業(yè)產(chǎn)品升級換代周期、提高產(chǎn)品性能、提升企業(yè)信息化能力、大幅提升工業(yè)企業(yè)的自主創(chuàng)新效率，并推動企業(yè)核心競爭優(yōu)勢的提升。
工業(yè)大數(shù)據(jù)基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、海量數(shù)據(jù)挖掘等新一代信息技術(shù)推動大數(shù)據(jù)在工業(yè)研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、市場營銷、售后服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期、產(chǎn)業(yè)鏈全流程各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，并與智能機床、機器人、3D打印等技術(shù)結(jié)合，推動了柔性制造、智能制造和網(wǎng)絡(luò)制造的發(fā)展;工業(yè)大數(shù)據(jù)與智能物流、電子商務(wù)的聯(lián)動，也進一步加速了工業(yè)企業(yè)銷售模式的變革，如精準營銷配送、精準廣告推送等。
工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)均以輔助工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新其研發(fā)、生產(chǎn)、運營、服務(wù)和管理方式推動互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展，成為當(dāng)前經(jīng)濟新常態(tài)下，加速工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和提質(zhì)增效的重要手段。工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)，二者你中有我，我中有你，均基于工業(yè)云計算服務(wù)平臺進行海量數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)挖掘和可視化呈現(xiàn)，工業(yè)云是工業(yè)大數(shù)據(jù)的平臺和支撐手段，工業(yè)大數(shù)據(jù)則拓展了工業(yè)云的服務(wù)范疇，二者未來將進一步融合發(fā)展，推動互聯(lián)網(wǎng)由以服務(wù)個人用戶消費為主向服務(wù)生產(chǎn)性應(yīng)用為主，由此導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)模式、制造模式和商業(yè)模式的重塑。
工業(yè)云(大數(shù)據(jù))建設(shè)需進一步結(jié)合區(qū)域資源稟賦和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)特征
當(dāng)前，工業(yè)云(大數(shù)據(jù))應(yīng)用服務(wù)的供給和需求存在階段性結(jié)構(gòu)性矛盾。一方面工業(yè)云計算服務(wù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)有著廣泛的需求;另一方面，部分工業(yè)云(大數(shù)據(jù))服務(wù)平臺卻存在用戶不足、資源閑置等情況。以上問題產(chǎn)生的原因主要有兩點，一是當(dāng)前大部分工業(yè)云服務(wù)同質(zhì)化嚴重，大部分工業(yè)云平臺缺乏與當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)緊密耦合的服務(wù)設(shè)計，接地氣不足;二是工業(yè)云作為相關(guān)技術(shù)、平臺和交易模式的集成創(chuàng)新，其發(fā)展受制于商業(yè)模式的簡潔性、效益的可預(yù)期性。當(dāng)前已建成的工業(yè)云平臺其安全性、服務(wù)的易獲得性都有很大的提升空間，大部分還是政府資助在運營，需盡快走出一條商業(yè)化運營的可行模式。
在未來的工業(yè)云建設(shè)運營中，需進一步緊密結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟體的資源稟賦和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)特征，要結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)的集群性、產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)優(yōu)勢，因地制宜地建設(shè)工業(yè)云平臺、設(shè)計工業(yè)云服務(wù)，只有這樣，才能讓工業(yè)云成為推動當(dāng)?shù)毓I(yè)經(jīng)濟發(fā)展的“潤滑劑”和“催化劑”。
依托大規(guī)模超算中心，構(gòu)建區(qū)域工業(yè)云(大數(shù)據(jù))創(chuàng)新服務(wù)中心
工業(yè)云的發(fā)展最終將采取“垂直工業(yè)云服務(wù)”模式，采用“大規(guī)模計算平臺 大規(guī)模工業(yè)設(shè)備 領(lǐng)域?qū)＜覉F隊 主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)”的垂直創(chuàng)新模式，基于區(qū)域經(jīng)濟體資源稟賦和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢建立區(qū)域級工業(yè)云服務(wù)平臺(也即工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)中心)。從美國等發(fā)達國家來看，依托云計算等新一代信息技術(shù)，建設(shè)先進制造創(chuàng)新中心并形成國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，也是美國先進制造戰(zhàn)略的重大舉措。區(qū)域級工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)中心將成為未來區(qū)域經(jīng)濟體新技術(shù)的主要供給者、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要催化劑。通過工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)中心，可進一步提升區(qū)域經(jīng)濟體主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，并通過其滲透和擴散性，培育新經(jīng)濟增長點。
在建設(shè)區(qū)域工業(yè)云創(chuàng)新服務(wù)中心時，要依托大規(guī)模超級計算中心打造工業(yè)云(大數(shù)據(jù))平臺。超算中心是為工業(yè)、商業(yè)、政府決策支持等領(lǐng)域的計算密集型應(yīng)用和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供快速、精確處理能力的數(shù)據(jù)平臺，與云計算中心相比，其服務(wù)的本質(zhì)都是提供計算服務(wù)能力和數(shù)據(jù)處理服務(wù)能力。千萬億次以下的超算中心在我國已建成很多，在2015年11月發(fā)布的中國最快性能超級計算機TOP100排行榜上，入榜的超級計算機每秒浮點運算性能全部超過300萬億次。2015年11月發(fā)布的全球最快性能超級計算機TOP500排行榜中，全球21.8%的最快性能超級計算機(共109臺)安裝在中國，居世界第二。當(dāng)前我國擁有千萬億次以上計算能力的超算中心有10家以上，如：廣州超算中心、天津超算中心、深圳超算中心、濟南超算中心、長沙超算中心等等。預(yù)期到2017年我國將有15家以上千萬億次規(guī)模的超級計算中心。雖然廣州超算中心的“天河2號”超級計算機在去年11月發(fā)布的全球最快性能超級計算機TOP500排行榜上以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度第六次奪冠，但我國超級計算的發(fā)展依然面臨缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和功能定位、交叉領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)團隊嚴重缺失、行業(yè)應(yīng)用軟件依賴國外嚴重、超級計算機應(yīng)用效率低下等問題。如何規(guī)劃和高效利用大規(guī)模超算中心，讓其滲透和擴散到行業(yè)創(chuàng)新的方方面面，是當(dāng)前需高度重視的問題。
隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展、通信延遲的降低以及高性能計算應(yīng)用類型和需求的多樣性、廣泛性，高性能計算云(High-performanceComputingCloud)以其較小的性能開銷、靈活自主的管理服務(wù)模式逐漸成為超級計算的主流服務(wù)模式。以云計算的理念運營超級計算中心是一個重要的發(fā)展趨勢。2015年10月，美國發(fā)布《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》，該戰(zhàn)略明確提出需保持美國在高性能計算領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，政府機構(gòu)將與計算機生產(chǎn)商和云供應(yīng)商合作，令高性能計算資源更容易為人們所獲得。在工業(yè)云未來的發(fā)展中，需進一步依托大規(guī)模超級計算中心建設(shè)區(qū)域工業(yè)云(大數(shù)據(jù))創(chuàng)新服務(wù)中心，一方面，能基于云計算方式有效整合當(dāng)前閑置的大規(guī)模超級計算中心資源;另一方面，也能夠提供工業(yè)應(yīng)用重大工程問題求解能力和大規(guī)模海量數(shù)據(jù)挖掘能力的支撐，并能承載培養(yǎng)和儲備跨學(xué)科交叉領(lǐng)域高端專業(yè)人才的重任。鑫泰數(shù)控加工中心機器人龍門
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化和經(jīng)濟效率的提升是當(dāng)下推動我國經(jīng)濟發(fā)展的本質(zhì)。工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)，作為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，其本質(zhì)是基于技術(shù)創(chuàng)新，通過生產(chǎn)要素使用效率的提升來提高資源配置的效率，從而推動工業(yè)企業(yè)全要素生產(chǎn)率的提升，也即工業(yè)經(jīng)濟效率的提升。發(fā)展工業(yè)云(大數(shù)據(jù))服務(wù)，是發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，推動我國區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度的有效手段。
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