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A IMPORTÂNCIA DO PLANEJAMENTO DO LAYOUT NAS EMPRESAS
Izabela Gradizzi Fernandes Thomaz Ferreira1
RESUMO: No mercado atual, competitivo e em constante evolução tecnológica, faz-se necessário que as empresas busquem a melhoria contínua em seus processos. Nesse contexto, é fundamental a análise dos setores produtivos e a aplicação de técnicas de planejamento de arranjos físicos, com o objetivo de otimizar os processos produtivos, reduzindo os desperdícios com transporte e movimentos desnecessários e aproveitar os recursos disponíveis da forma mais eficiente possível. Esse artigo apresenta, através de pesquisa bibliográfica, os diferentes tipos de layout, suas características e o método Systematic Layout Planning (SLP), desenvolvido por Muther em 1978, indicado como ferramenta para determinação de um arranjo físico global ótimo. PALAVRAS-CHAVE: arranjo físico, layout, otimização, SLP. ABSTRACT: In the current market, competitive and constantly evolving technological, it is necessary for companies to seek continuous improvement in their processes. In this context, it is essential to analyze the productive sectors and apply techniques for planning layouts, in order to optimize production processes, reducing waste with transport and unnecessary movements and taking advantage of available resources in the most efficient possible way. This article presents, through bibliographic research, the different types of layout, their characteristics and the Systematic Layout Planning method (SLP), developed by Muther in 1978, indicated as a tool for determining an optimal global physical arrangement. KEYWORDS: layout, optimization, SLP.
_______________________________________________________________________ 1 Graduada em Engenharia de Produção pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) – Rio de Janeiro, RJ. [email protected]
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INTRODUÇÃO
A atual conjuntura mundial exige que as empresas que buscam o
sucesso, melhorem seus processos e reduzam as perdas de produção. Para
serem competitivas no mercado, é preciso fabricar produtos de qualidade, na
quantidade solicitada pelo cliente e com preço satisfatório. Para Krajewski
(2009), uma das maneiras de se alcançar isto é através da redução de perdas
no processo produtivo e, consequentemente, do planejamento adequado do
arranjo físico dos elementos produtivos, pois a alteração do layout afeta a
maneira com que uma indústria alcança suas prioridades competitivas.
Segundo Slack et al. (1997), a utilização de um arranjo físico errado
pode ser dispendiosa para a indústria, uma vez que pode levar a fluxos
excessivamente longos ou confusos, estoque de materiais, tempo de
processamento desnecessariamente longo, operações inflexíveis, etc.
Portanto, objetivando a redução dos custos e a maximização de seus
lucros, uma das ferramentas muito utilizadas por empresas de pequeno, médio
ou grande porte, é o planejamento do arranjo físico ou layout. Dessa forma, os
processos podem ocorrer com maior fluidez, influenciando também de forma
significativa na melhoria das condições de trabalho dos colaboradores, para
uma execução mais eficiente de suas atividades.
Segundo Medeiros et al. (2009), a determinação do arranjo físico dos
elementos produtivos da unidade fabril se faz necessária, a fim de se obter o
máximo rendimento dos fatores de produção bem como salvaguardar a
integridade física de seus trabalhadores.
A realização de alterações no arranjo físico que eliminem as perdas com
movimentos desnecessários do trabalhador bem como as movimentações de
materiais são a melhor maneira de reduzir perdas com transporte e,
consequentemente, reduzir os custos. Também, quando o layout está bem
definido, facilita a comunicação entre os setores e, consequentemente, a
supervisão dos trabalhadores e o controle de qualidade dos produtos. De
acordo com Ghinato (1996), o transporte de materiais ocupa 45% do tempo
total de fabricação de um item e não agrega valor ao produto.
Este artigo é composto por esta introdução, seguida da apresentação
dos conceitos do Sistema Toyota de Produção, de arranjo físico/layout, dos
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tipos de layout e do método Systematic Layout Planning (SLP) para melhor
planejamento do arranjo físico. Por fim, têm-se as conclusões e as referências
citadas neste trabalho. O presente trabalho limita-se a apresentar os benefícios
provenientes das mudanças nos layouts utilizando-se das ferramentas de
planejamento de arranjo físico por meio de referencial bibliográfico.
1. SISTEMA TOYOTA DE PRODUÇÃO
No início do século passado, a noção de perda de produção vinculava-
se somente ao desperdício de materiais. Porém, uma pesquisa na literatura
contemporânea, permite-nos perceber que esta visão mudou
representativamente. O Sistema Toyota de Produção, conhecido também como
Produção Enxuta ou Lean Manufacturing, surgiu no Japão após a Segunda
Guerra Mundial e buscava um sistema de administração para coordenar a
produção de acordo com a demanda específica, conforme com Corrêa et al.
(2012).
De acordo com Maximiano (2008), o Sistema Toyota de Produção é
baseado em dois princípios. O primeiro é a eliminação de desperdícios, o qual
fez nascer a produção enxuta (Lean Manufacturing), ou seja, fabricar com o
máximo de economia de recursos. O Segundo é o da fabricação com
qualidade, que tem por objetivo produzir sem defeitos, sendo também uma
forma de eliminar desperdícios. Ele afirma que esse tipo de produção
possibilita a manufatura de produtos de alta qualidade e baixo preço.
O Sistema Toyota de Produção desenvolvido por Ohno (1997) e Shingo
(1996), classifica as perdas de produção em sete categorias:
• Perdas por superprodução;
• Perdas por espera;
• Perdas por transporte;
• Perdas por processamento em si;
• Perdas nos estoques;
• Perdas no movimento;
• Perdas pela elaboração de produtos defeituosos.
É importante ressaltar que, para Ohno (1997), o trabalho que adiciona
valor precisa ser apoiado por trabalho que não adiciona valor. No entanto,
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esses tipos de trabalho não podem ser confundidos com as perdas, que
representam as atividades que podem ser prontamente eliminadas.
2. ARRANJO FÍSICO
Determinar o arranjo físico de um local consiste em definir a melhor
maneira de dispor os fatores de produção, que são máquinas, mesas, pessoas,
etc., seja o local um escritório, uma indústria ou até mesmo uma loja, a fim de
minimizar e simplificar o fluxo de materiais e pessoas e, consequentemente,
aumentar a produtividade. No entanto, os espaços mínimos necessários para a
realização das atividades são levados em consideração, a fim de garantir que
elas poderão ser realizadas normalmente.
Há três razões que explicam a grande importância de se fazer a
definição correta de um arranjo físico, segundo Slack et al. (1997):
• A organização do arranjo físico não é uma atividade simples, pois
envolve a modificação de recursos de transformação que, muitas vezes,
possuem grandes dimensões;
• A atividade de rearranjar o layout pode interromper o funcionamento
normal da empresa e, dessa maneira, gerar perdas na produção ou
insatisfação dos clientes;
• A definição de um arranjo físico errado pode comprometer o fluxo de
materiais e pessoas, gerar estoques intermediários, aumentar o custo da
operação, entre outros problemas.
Para Kostrow (1996), alterar o layout é uma medida estratégica, a fim de
atender as necessidades do mercado consumidor ao facilitar o fluxo de
materiais e informações, melhorar a utilização da força de trabalho e dos
equipamentos, reduzir o risco de acidentes de trabalho e doenças funcionais e,
dessa maneira, melhorar o moral dos trabalhadores, além de facilitar a
comunicação e o relacionamento entre os setores.
Segundo Krajewski et al. (2009), os planos de layout convertem em
decisões mais amplas sobre prioridades competitivas, estratégia de processo,
qualidade e capacidade dos processos em arranjos físicos reais de pessoas,
equipamentos e espaços. Antes de um gerente tomar decisões em relação à
disposição física, quatro questões devem ser levantadas:
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1. Quais centros o layout deve incluir?
2. De quanto espaço e capacidade cada centro precisa?
3. Como o espaço de cada centro deve ser configurado?
4. Onde cada centro deve estar localizado?
Estas questões devem ser respondidas e devem estar alinhadas com as
estratégias de produção adotadas pela empresa.
3. OS PROBLEMAS DE LAYOUT
A solução dos problemas de layout pode ser encontrada através da
análise de dois elementos que são o produto e a quantidade, de acordo com
Muther (1978). Isso se deve ao fato de que a finalidade de uma empresa é
atender a demanda de certos produtos em determinadas quantidades.
Ainda segundo ele, a quantidade de máquinas a serem utilizadas por
uma unidade fabril depende do tempo necessário para a realização das
atividades. Depois da quantidade de máquinas ter sido definida, é necessário
mensurar o tamanho das áreas de abastecimento da produção, estoque
intermediário, área necessária para realizar a manutenção das máquinas, etc.
Dessa forma, a cronoanálise, apesar de dispendiosa, faz-se extremamente
importante, uma vez que serve de base para os demais cálculos.
É importante ressaltar que a análise dos dados de entrada somente,
pode não ser suficiente para definir um layout ótimo. É preciso ponderar esses
dados através de uma análise qualitativa para garantir que o layout proposto
atenda as necessidades intrínsecas à empresa em que o estudo é realizado.
4. OS TIPOS DE PROCESSOS DE PRODUÇÃO
É usual dividir os processos de manufatura em quatro tipos, com
características específicas, sobretudo em relação ao binômio volume/variedade
de produtos. Porém, é preciso ressaltar que esses processos não se excluem;
pois na prática as empresas podem apresentar em seus processos produtivos
características mistas, de acordo com Slack et al. (1997). A figura abaixo
mostra a relação em volume de produção crescente e variedade decrescente:
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Fonte: Slack et al. (1997)
4.1. PROCESSO DE PROJETO
De acordo com Slack et al. (1997), esse tipo de processo tem como
características principais o baixo volume e um grau elevado de customização
de cada produto. O processo de projeto é uma sequência de operações e o
processo envolvido em cada uma delas é exclusivo, tornando cada projeto
único, embora alguns possam até parecer similares. Como exemplos, tem-se a
produção de um filme ou construções em geral.
4.2. PROCESSO DE JOBBING
Semelhante ao Processo de Projeto, o de jobbing também apresenta
alta variedade e baixos volumes. No entanto, de acordo com Slack et al.
(1997), nesse processo, os recursos são compartilhados e o os produtos,
apesar de possuírem o mesmo tipo de processo, são distintos por possuírem
características únicas. Como exemplos, podemos citar as indústrias gráficas
que produzem convites para diferentes eventos, bem como a produção das
costureiras.
4.3. PROCESSO EM LOTES OU BATELADAS
Nesse processo, os volumes são maiores porque produtos ou serviços
iguais ou similares são fornecidos repetidamente. Slack et al. (1997), afirma
que enquanto há a produção de um lote ou de uma batelada, o processo se
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repete até que se chegue ao final do mesmo. As indústrias químicas são
exemplos desse processo.
4.4. PROCESSO DE PRODUÇÃO EM MASSA
São os processos que fabricam um alto volume de produtos, porém com
uma pequena variedade, havendo uma padronização do que se está
produzindo. Segundo Slack et al. (1997), esse processo é muito utilizado em
indústrias automotivas e em produção de aparelhos de televisão.
4.5. PROCESSO CONTÍNUO
Segundo Slack et al. (1997), esse processo utiliza tecnologia inflexível e
usa intensamente o capital com um fluxo altamente previsto. As empresas de
grande porte como as petroquímicas, siderúrgicas e algumas fábricas de papel
são alguns dos exemplos de indústrias que usufruem deste tipo de processo.
A produção ocorre em grande volume e em períodos mais longos.
5. OS TIPOS DE LAYOUT
De acordo com Slack et al. (1997), a maioria dos arranjos físicos
encontrados na prática, deriva de apenas quatro tipos básicos de layouts:
arranjo físico posicional, por processo, celular e por produto.
A relação entre os tipos de processos de produção, vistos no tópico
anterior, e os tipos de layout não é totalmente direta, ou seja, um tipo de
processo não necessariamente implica em um determinado arranjo físico. Para
Slack et al. (1997), cada tipo de processo pode adotar diferentes arranjos
físicos.
Para Muther (1978), deve-se analisar os produtos e os tipos de layout
que mais se adaptam a cada caso, pois a indústria poderá ter a combinação de
dois ou mais tipos de arranjos físicos, ao invés de somente um layout.
5.1. ARRANJO FÍSICO POSICIONAL
No arranjo físico posicional o produto permanece no mesmo local
enquanto os recursos (equipamentos, maquinários e pessoas) vão até ele,
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segundo Slack et al. (1997). Esse layout é utilizado quando o produto é muito
grande e de difícil locomoção, como na fabricação de submarinos, navios e
aviões. Outro exemplo é uma cirurgia de coração, uma vez que a situação do
paciente é demasiadamente complicada para permitir que o paciente transite
por várias áreas do hospital.
Segundo Tompkins et al. (1996), as suas vantagens são um layout
flexível capaz de suportar mudanças quando necessário e o fato das equipes
realizarem o trabalho inteiro, permitindo assim que os indivíduos conheçam o
processo como um todo. Já as desvantagens seriam o custo elevado do
produto, o fluxo intenso de mão-de-obra e materiais e a necessidade de
contratação de mão-de-obra especializada.
5.2. ARRANJO FÍSICO POR PROCESSO
Segundo Slack et al. (1997), é o tipo de arranjo utilizado pelos
supermercados e lojas de departamentos, em que os produtos semelhantes
são aglutinados em um mesmo local, a fim de facilitar a localização, diminuir o
deslocamento dos clientes e facilitar a reposição de produtos. Diferentes
clientes possuem diferentes necessidades e, devido a isso percorrem caminhos
diferentes dentro de um mesmo estabelecimento. Os clientes possuem
liberdade para moverem-se de acordo com a conveniência. Esse é o princípio
básico de um layout por processo.
As vantagens desse layout são a flexibilidade para atender a demanda
do mercado, produtos diversificados e menor vulnerabilidade às paradas. Suas
desvantagens estão em uma maior área requerida, fluxo longo, dificuldade de
balanceamento e maior tempo de produção.
5.3. ARRANJO FÍSICO POR PRODUTO
Conforme Slack et al. (1997), esse tipo de layout possui um roteiro que
todos os produtos/clientes seguem. Assim sendo, é adequado que os setores e
as áreas sejam definidos fisicamente de acordo com a sequência de atividades
que os produtos devem seguir. Os recursos são alocados de acordo com o
processo produtivo e isso permite maior controle do fluxo, uma vez que o
mesmo é bastante simples e a sequência de atividades é lógica.
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Esse layout é utilizado nos casos de alta produção onde as máquinas,
geralmente, não são compartilhadas por diferentes produtos. Conforme Francis
et al. (1992), há uma diminuição significativa de distâncias e movimentações
quando os processos são alocados de acordo com a sequência que aparecem
no roteiro de produção.
Exemplos de arranjo físico por produto, segundo Slack et al. (1997), são
os restaurantes self-service e a montagem de automóveis.
Conforme Tompkins et al. (1996), suas vantagens são os fatos dos
fluxos de produção serem planos e, geralmente, lineares; de uma atividade
estar diretamente ligada a outra; da localização das máquinas seguirem o fluxo
do processo; de não ser necessário mão-de-obra qualificada e do controle e do
planejamento da produção serem facilitados pelo fluxo simples do processo.
São desvantagens, para Monks (1987), não haver flexibilidade no
processo produtivo; os equipamentos que são utilizados serem muito
específicos e, geralmente, com alto custo e as tarefas tenderem a ser
monótonas e repetitivas.
5.4. LAYOUT CELULAR
Para Slack et al. (1997), esse tipo de layout é aquele em que os
recursos a serem transformados são levados até uma determinada célula
dentro da unidade fabril onde encontram-se todos os recursos necessários ao
processamento de determinado produto. Porém, a organização da célula pode
ser segundo o layout por processo ou produto. Um exemplo prático de
utilização desse layout seria a maternidade em um hospital.
Suas vantagens, de acordo com Tompkins et al. (1996) e Silveira (1998),
são a baixa ociosidade dos equipamentos; os setups e estoques intermediários
serem minimizados; o controle da produção ser facilitado e os operadores
possuírem uma visão geral da fabricação e do produto em si.
Já as desvantagens são a necessidade de utilização de mão-de-obra
especializada, uma vez que cada operador é responsável por sua produção; a
utilização de máquinas de baixo custo e a necessidade de espaço para alocar
temporariamente produtos acabados e produtos em processo.
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6. SYSTEMATIC LAYOUT PLANNING (SLP)
O SLP é uma metodologia de planejamento de arranjo físico, que
embora tenha sido desenvolvido há bastante tempo, por Muther, apresenta
ainda grande aplicabilidade. De acordo com Muther (1978), a partir da
utilização deste sistema, é possível determinar desde a melhor localização da
área até a implantação do arranjo físico, passando pela determinação do
arranjo físico geral e também do arranjo físico detalhado. Portanto, ao utilizar o
sistema, não somente o melhor posicionamento das instalações pode ser
determinado, mas também o das máquinas, equipamentos, etc. O sistema de
procedimentos a ser realizado nessa metodologia está representado na figura a
seguir:
Fonte: Muther (1978)
A seguir serão detalhadas as etapas para aplicação da metologia,
segundo Muther (1978).
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6.1. DADOS DE ENTRADA
• Produto: é o bem material ou serviço a ser processado por uma
determinada empresa;
• Quantidade: é o total de material processado, comprado ou vendido pela
empresa;
• Roteiro: consiste nas atividades que devem ser realizadas a fim de garantir
o processamento do produto/serviço e pode ser definido através dos
gráficos de fluxo de processo;
• Serviços de suporte: são aqueles que fornecem infraestrutura para o bom
funcionamento das áreas produtivas, como por exemplo: sanitários,
refeitórios, setores de expedição e recebimento, entre outros;
• Tempo: consiste nos tempos de operação para a realização das atividades
do processo de manufatura, o que irá definir a quantidade de máquinas e
mão-de-obra a serem utilizados.
6.2. FLUXO DE MATERIAIS
O fluxo de materiais é a base da maioria dos layouts, representando a
melhor sequência de movimentação dos materiais através de etapas de
produção e é determinado pela intensidade ou magnitude desses movimentos,
segundo Muther (1978). É importante que, uma vez que o fluxo seja
determinado, o material circule por entre as áreas da unidade fabril sem
retornos, desvios ou cruzamentos.
Ele pode ser representado através de gráfico de fluxo de processo, que
segundo Slack et al. (1997), é utilizado para documentar o fluxo e as atividades
que existem dentro do projeto, usando uma simbologia própria que indica as
diferentes ações existente dentro do diagrama. As figuras a seguir demonstram
a simbologia utilizada e um exemplo de um diagrama de fluxo,
respectivamente.
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Fonte: Slack et al. (1997)
6.3. MEDIDAS DE INTENSIDADE E MÉTODO MAG
Conforme citado no item anterior, a intensidade ou magnitude (o nome
MAG é derivado da palavra magnitude) consiste em uma unidade a ser
utilizada para medir a intensidade do fluxo de materiais, de acordo com Muther
(1978). O método é baseado nas características do componente a ser
movimentado e não depende do método de movimentação. Quanto maior o
valor do MAG, maior a dificuldade de movimentar o componente.
Os fatores que afetam a transportabilidade são tamanho, densidade,
forma, risco de danos, condição do item e valor ou custo do item. Quando
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classificados, eles permitem medir a facilidade da movimentação dos
componentes.
6.4. CARTA DE INTERLIGAÇÕES PREFERENCIAIS
Esta carta é utilizada para descrever a razão e a intensidade com que
uma atividade do processo relaciona-se com a outra, indicando assim quais
atividades devem ser localizadas próximas e quais devem ficar afastadas. Isso
permite também integrar as atividades dos serviços de suporte com as
atividades de produção. A seguir, tem-se um exemplo de carta de interligações
preferenciais conforme Muther (1978).
Fonte: Muther (1978)
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6.5. DIAGRAMA DE INTER-RELAÇÕES
Este diagrama é usado para unir as informações previamente obtidas
com a elaboração do diagrama de fluxo e da carta de interligações
preferenciais, mostrados anteriormente, e elaborar um esboço da localização
das áreas baseado na sequência de atividades e na necessidade de
proximidade entre elas. A figura abaixo apresenta um exemplo de diagrama de
inter-relações, de Muther (1978).
Fonte: Muther (1978)
6.6. DIAGRAMA DE INTER-RELAÇÕES ENTRE ESPAÇOS
Segundo Muther (1978), esta é a fase de inclusão das áreas no
diagrama de inter-relações previamente montado para se obter uma visão geral
do arranjo. Este diagrama de inter-relações entre espaços já é praticamente um
arranjo, mas os espaços ainda devem ser reunidos e adaptados de forma
correta.
O registro das várias alternativas do arranjo físico permitirá uma
avaliação criteriosa de cada um deles por meio de comparação posterior. É
importante considerar também a opinião da alta administração, dos gerentes de
cada departamento e de todos envolvidos no projeto, obtendo-se então as
melhores opções. A seguir, um exemplo de Muther (1978) do diagrama.
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Fonte: Muther (1978)
7. MÉTODO DE GUERCHET
Este método permite determinar a área total necessária para a
instalação de uma máquina em uma indústria. De acordo com Olivério (1985),
a área total que um dado elemento ocupa é a soma da superfície estática – Se
(área da projeção ortogonal da superfície do equipamento sobre o plano
horizontal), da superfície de utilização - Su (área necessária em torno do posto
de trabalho para utilização pelo operador e para depósito de material
necessário à execução das operações) e da superfície de circulação – Sc (área
necessária para a circulação de materiais entre postos de trabalho).
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Para fins de desenvolvimento do estudo sobre o arranjo físico ótimo para
uma empresa, o Método SLP e suas ferramentas são muito indicados para
estudar as inter-relações das atividades, enquanto o Método de Guerchet é
indicado para auxiliar no dimensionamento de áreas.
Para Muther (1978), é interessante estudar profundamente os aspectos
da empresa e das atividades realizadas por ela, a fim de garantir que o arranjo
físico seja o mais adequado possível. Pois, se o estudo não for bem
desenvolvido, a necessidade posterior de alteração do layout gera perdas de
grandes proporções. Por esse motivo, a realização desse tipo de estudo
costuma ser um desafio a todos os engenheiros, uma vez que envolve capital
financeiro e humano, além de ter como resultado um projeto que necessita ser
viável durante anos.
Por este motivo, todos os cálculos devem ser baseados na maior
previsão de vendas dos próximos anos, com o objetivo de garantir que não
serão necessários novos investimentos em modificações do arranjo físico para
atender ao crescimento da demanda neste determinado período. De acordo
com a utilização do método SLP, é possível realizar uma análise quantitativa e
qualitativa dos modelos de layout propostos e definir o melhor deles.
O melhor modelo deve possibilitar a redução das perdas por transportes
ao minimizar as distâncias percorridas pelos funcionários. É oportuno ressaltar
que a redução desse tipo de perda não pode ser obtida de outra forma senão
pela melhoria do arranjo físico, visto que a automação do método de transporte
(de manual para empilhadeira, por exemplo) é considerada apenas melhoria no
trabalho de transporte.
Outro ponto a ser ressaltado é a ideia de realizar também o estudo do
arranjo físico dentro de cada setor, considerando os aspectos que impactam o
meio-ambiente, visto que a sustentabilidade é uma estratégia organizacional
atualmente.
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