制造生產(chǎn)模式研究論文

時間:2022-11-08 10:13:00

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制造生產(chǎn)模式研究論文

摘要在分析制造生產(chǎn)模式演變的基礎(chǔ)上,討論了生產(chǎn)模式演變的根據(jù)和趨勢,認為敏捷制造是應(yīng)關(guān)注和利用的生產(chǎn)模式,簡要介紹敏捷制造內(nèi)涵及現(xiàn)狀等,并探索了利用敏捷制造思想提高我國制造業(yè)敏捷性和競爭力的實施方法。

關(guān)鍵詞生產(chǎn)模式;敏捷制造;敏捷性;動態(tài)聯(lián)盟

TheEvolutionofManufacturingProductionModeand

AgileManufacturing

AbstractThispaperanalyzestheevolutionofmanufacturingproductionmode,discussesthecausesandtrendoftheevolution,andarguesagilemanufacturingisadesirablemode,thenintroducesagilemanufacturingbriefly,studieshowtoenhancenationalenterprises’agilityandcompetitionbyusingagilemanufacturing.

KeywordsProductionMode;AgileManufacturing;Agility;VirtualEnterprise

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),其發(fā)達程度體現(xiàn)了一個國家的科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)力發(fā)展水平。從十八世紀英國爆發(fā)工業(yè)革命開始,制造業(yè)走出手工作坊階段,迅速發(fā)展壯大,逐漸成為世界各國國民經(jīng)濟中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。特別是本世紀五十年代,大批大量生產(chǎn)模式的確立使制造業(yè)達到了一個前所未有的顛峰時期。但是近十幾年來,隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,市場環(huán)境發(fā)生了巨大的變化,消費者需求日趨主體化、個性化和多樣化,制造廠商面對一個變化迅速且無法預(yù)測的買方市場,傳統(tǒng)的大批大量的生產(chǎn)模式不再適應(yīng)新的市場形勢的需要。在這種情況下,對市場需求的快速反應(yīng)能力就開始成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中占得一席之地的重要標志。在這種形勢下,探索適合我國國情的制造生產(chǎn)模式對實現(xiàn)我國偉大戰(zhàn)略目標意義重大,從人類制造生產(chǎn)模式的演變中我們可能會得到有益的啟示。[1]

制造模式的演變

17世紀至1830年,在專業(yè)化協(xié)作分工、蒸汽動力機和工具機的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了制造企業(yè)的雛形棗工場式的制造廠,人類社會的生產(chǎn)率開始出現(xiàn)大幅度的飛躍。到了大約1900年,制造業(yè)成為一個重要的產(chǎn)業(yè),其主要生產(chǎn)模式是“少品種單件小批生產(chǎn)”。比如汽車行業(yè),當(dāng)時處于世界領(lǐng)先地位的轎車公司P&L每年只制造幾百輛汽車,而且所造的汽車沒有兩輛是完全相同的,原因在于P&L所有的承包商都不采用標準的計量器具,裝配時,依靠裝配工的熟練,修整零件,使之配合良好。至1905年,歐洲已有幾百家這類公司采用單件生產(chǎn)方式少量地制作汽車,這些獨立承擔(dān)大部分生產(chǎn)任務(wù)的小工廠沒有能力開發(fā)新技術(shù),產(chǎn)量低,成本高,且成本不隨產(chǎn)量而下降。這種生產(chǎn)模式當(dāng)然無法滿足市場需求。

20年代,在E.Whitney提出的“互換性”和“大批大量生產(chǎn)”,OliverEvons把傳送帶引入制造系統(tǒng)和F.Taylor的“科學(xué)管理”支撐下,與當(dāng)時的電氣化、標準化與系列化結(jié)合,HenryFord開創(chuàng)了機械自動流水線生產(chǎn),出現(xiàn)了“少品種大批大量生產(chǎn)”的模式,又稱為底特律式自動化,成為各國紛紛仿效的制造生產(chǎn)模式,制造業(yè)開始了第一次生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換。這種新的生產(chǎn)模式棗大量生產(chǎn)方式及其技術(shù)支持棗零件的互換性帶給了制造業(yè)一場重大變革,它推動了工業(yè)化的進程和經(jīng)濟高速發(fā)展,為社會提供了大量的經(jīng)濟產(chǎn)品,促進了市場經(jīng)濟的發(fā)展。其主要特征是:少品種大批大量生產(chǎn)、塔形多層次的垂直領(lǐng)導(dǎo)和嚴格的產(chǎn)品節(jié)拍控制。其市場特征與少品種單件小批生產(chǎn)模式相同,都是賣方市場。剛性生產(chǎn)線大大提高了生產(chǎn)效率,從而降低了產(chǎn)品成本,但這是以損失產(chǎn)品的多樣性為代價的。到50年代,大量生產(chǎn)方式達到了頂峰。

從50年代開始,人們對“少品種大批大量生產(chǎn)方式”的優(yōu)缺點有了進一步的認識。大批量生產(chǎn)模式產(chǎn)品的競爭表現(xiàn)為效率加質(zhì)量的競爭。一方面,大批大量生產(chǎn)方式的規(guī)模效益使企業(yè)受益匪淺,比如在日本,由于政府的干預(yù)與調(diào)控,制造企業(yè)進行管理改革,大量引進和采用高新技術(shù)成果,狠抓商品化生產(chǎn),發(fā)揮人的因素作用,發(fā)展企業(yè)間的合作,對外開拓國際市場,在汽車、家電、鋼鐵及微電子器件等產(chǎn)量大的行業(yè),利用批量法則,以規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品和營銷優(yōu)勢迅速擴大在國際市場的占有份額,發(fā)展成為能與美國抗衡的經(jīng)濟大國。另一方面,人們也認識到剛性自動流水線存在許多自身難以克服的缺點,市場的多變性和產(chǎn)品品種、過程的多樣性對剛性生產(chǎn)線提出了挑戰(zhàn),為此人們從技術(shù)角度形成成組技術(shù)和以計算機與系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的制造自動化,試圖改進這一模式的不足。

但是實踐證明,單純技術(shù)上的某些改進不是振興制造業(yè)的良策。到了80年代,人們已經(jīng)將少品種大批大量生產(chǎn)模式的優(yōu)點發(fā)揮到了極限,同時這種生產(chǎn)模式同市場需求變化間的矛盾愈來愈明朗,并且成為制約制造業(yè)發(fā)展的重要因素。

解決這對矛盾的出路只能是進行制造生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換。從前面所述可知,生產(chǎn)模式的變革,是在市場需求推動下,以相應(yīng)的技術(shù)進步為支持,生產(chǎn)管理模式和相應(yīng)的技術(shù)進步是推動社會進步的兩個方面。我們也看到,在近30年,信息技術(shù)對制造業(yè)所起的作用越來越大。產(chǎn)品由“大量生產(chǎn)”過渡到“中小批量生產(chǎn)”,我們可以設(shè)想,當(dāng)最終又過渡到能完全滿足用戶需求且性能價格比優(yōu)良的產(chǎn)品的單件小批生產(chǎn)時,會有一種新的生產(chǎn)模式和全方位的信息技術(shù)的支持。從80年代后期以來,美、日、加、澳等國及西歐各國都先后提出新模式的制造戰(zhàn)略、研究開發(fā)計劃。1988年美國GM公司和里海大學(xué)共同提出敏捷制造戰(zhàn)略,于1990年向社會半公開;1990年日、美、加、澳等國及西歐各國聯(lián)合進行10年期的智能制造系統(tǒng)(IMS)的研究與開發(fā);1992年德、美提出精益生產(chǎn)(LeanProduction);1994年德國人提出改變工業(yè)組織結(jié)構(gòu)的分形公司(FractalCompany)。上述模式中最有代表性、社會反響最大的是“敏捷制造”?!懊艚葜圃臁币鹆藦V泛關(guān)注,不僅在科技界,而且在企業(yè)界,也成為研究的熱點之一。[2]

敏捷制造

敏捷制造提出的背景

從70年代到80年代初,由于片面強調(diào)第三產(chǎn)業(yè)的重要而忽視了制造業(yè)對國民經(jīng)濟健康發(fā)展的保障作用,美國的制造業(yè)嚴重地衰退,逐步喪失了其世界霸主的地位,出現(xiàn)巨額的貿(mào)易赤字。1986年,在國家科學(xué)基金會(NSF)和企業(yè)界支持下,美國麻省理工學(xué)院(MIT)的“工業(yè)生產(chǎn)率委員會”開始深入研究衰退原因和振興對策。研究的結(jié)論是:“一個國家要生活得好,必須生產(chǎn)得好”,重申作為人類社會賴以生存的物質(zhì)生產(chǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)棗制造業(yè)的社會功能,提出以技術(shù)先進、有強大競爭力的國內(nèi)制造業(yè)奪回生產(chǎn)優(yōu)勢,振興制造業(yè)的對策。在所提出的一系列制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中,1988年由美國通用汽車公司和美國里海大學(xué)工業(yè)工程系共同提出的一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略棗-“敏捷制造”最受重視,為此成立了國家制造科學(xué)中心和制造資源中心,得到國家科學(xué)基金會、國防部、商業(yè)部和許多公司的支持,經(jīng)國會聽證后向聯(lián)邦政府提出建議,現(xiàn)已成為政府部門主持,企業(yè)和大學(xué)共同參予,有重要影響的研究、開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域,被稱為“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”。

實質(zhì)

敏捷制造是美國針對當(dāng)前各項技術(shù)迅速發(fā)展、滲透,國際市場競爭日益激烈的形勢,為維護其世界第一大國地位,維持美國人們的高生活水準而提出的一種制造生產(chǎn)組織模式和戰(zhàn)略計劃。敏捷制造思想的出發(fā)點是基于對市場發(fā)展和未來產(chǎn)品以及自身狀況的分析。一方面,隨著生活水準的不斷提高,人們對產(chǎn)品的需求和評價標準將從質(zhì)量、功能的角度轉(zhuǎn)為最大客戶滿意、資源保護、污染控制等,產(chǎn)品市場總的發(fā)展趨勢將從當(dāng)今的標準化和大批量到未來的多元化和個人化;另一方面,在工業(yè)界存在一個普遍而重要的問題,那就是商務(wù)環(huán)境變化的速度超過了企業(yè)跟蹤、調(diào)整的能力;再有,美國的信息技術(shù)系統(tǒng)比較發(fā)達。因此,提出敏捷制造這一思想應(yīng)用于制造業(yè),旨在以變應(yīng)變。[3]

內(nèi)涵

敏捷性意指企業(yè)在不斷變化、不可預(yù)測的經(jīng)營環(huán)境中善于應(yīng)變的能力,它是企業(yè)在市場中生存和領(lǐng)先能力的綜合表現(xiàn)。敏捷制造是指制造企業(yè)采用現(xiàn)代通信手段,通過快速配置各種資源(包括技術(shù)、管理和人),以有效和協(xié)調(diào)的方式響應(yīng)用戶需求,實現(xiàn)制造的敏捷性。敏捷制造依賴于各種現(xiàn)代技術(shù)和方法,而最具代表性的是敏捷虛擬企業(yè)(簡稱虛擬企業(yè))的組織方式和擬實制造的開發(fā)手段。

虛擬企業(yè)(也叫動態(tài)聯(lián)盟):競爭環(huán)境快速變化,要求作出快速反應(yīng)。而現(xiàn)在產(chǎn)品越來越復(fù)雜,對某些產(chǎn)品一個企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟地獨立開發(fā)和制造其全部。因此,根據(jù)任務(wù),由一個公司內(nèi)部某些部門或不同公司按照資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置,快速組成臨時性企業(yè)即虛擬企業(yè),才有可能迅速完成既定目標。這種動態(tài)聯(lián)盟的虛擬企業(yè)組織方式可以降低企業(yè)風(fēng)險,使生產(chǎn)能力前所未有地提高,從而縮短產(chǎn)品的上市時間,減少相關(guān)的開發(fā)工作量,降低生產(chǎn)成本。組成虛擬企業(yè),利用各方的資源優(yōu)勢,迅速響應(yīng)用戶需求是21世紀生產(chǎn)方式――社會級集成的具體表現(xiàn)。實際上,敏捷虛擬企業(yè)并不限于制造,但制造卻是最令人感興趣又是最困難的領(lǐng)域,它更清晰地體現(xiàn)了過程的集成,且控制概念在運行結(jié)構(gòu)中占有重要地位,使虛擬企業(yè)的形成更具挑戰(zhàn)性。

擬實制造:亦稱擬實產(chǎn)品開發(fā)。它綜合運用仿真、建模、虛擬現(xiàn)實等技術(shù),提供三維可視交互環(huán)境,對從產(chǎn)品概念產(chǎn)生、設(shè)計到制造全過程進行模擬實現(xiàn),以期在真實制造之前,預(yù)估產(chǎn)品的功能及可制造性,獲取產(chǎn)品的實現(xiàn)方法,從而大大縮短產(chǎn)品上市時間,降低產(chǎn)品開發(fā)、制造成本。其組織方式是由從事產(chǎn)品設(shè)計、分析、仿真、制造和支持等方面的人員組成“虛擬”產(chǎn)品設(shè)計小組,通過網(wǎng)絡(luò)合作并行工作;其應(yīng)用過程是用數(shù)字形式“虛擬”地創(chuàng)造產(chǎn)品,即完全在計算機上建立產(chǎn)品數(shù)字模型,并在計算機上對這一模型產(chǎn)生的形式、配合和功能進行評審、修改,這樣常常只需作一次最終的實物原形,并可使新產(chǎn)品開發(fā)一次獲得成功。

可以說,以上兩項方法和技術(shù)是敏捷制造區(qū)別于其它生產(chǎn)方式的顯著特征。但敏捷制造的精髓在于提高企業(yè)的應(yīng)變能力,所以對于一個具體的應(yīng)用,并不是說必需具備這兩方面內(nèi)容才算在實施敏捷制造,而應(yīng)理解為通過各種途徑提高企業(yè)響應(yīng)能力都是在向敏捷制造前進。[4]

研究狀況

從1991年開始,以美國為首的各發(fā)達國家對敏捷制造進行了大量廣泛的研究。1992年,由美國國會和工業(yè)界在里海大學(xué)建立了美國敏捷制造企業(yè)協(xié)會(AMEF)。該協(xié)會每年召開一次有關(guān)敏捷制造的國際會議。1993年,美國國家自然科學(xué)基金會和國防部聯(lián)合在NewYork,Illinois,Texas等州建立了3個敏捷制造國家研究中心,分別研究電子工業(yè)、機床工業(yè)和航天國防工業(yè)中的敏捷制造問題。除此之外,還配套支持了工業(yè)界進行的7項敏捷化商務(wù)實踐(AgileBusinessPractice),4項敏捷企業(yè)決策支持研究(AgileEnterpriseDecisionSupport),8項敏捷化智能設(shè)計與制造系統(tǒng)(AgileIntelligentDesignandManufacturingSystem)和10項敏捷供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(AgileSupplyChainManagement)。從1994年開始,由AMEF牽頭,有近百家公司和大學(xué)研究機構(gòu)就敏捷制造的6個領(lǐng)域(集成產(chǎn)品與過程開發(fā)/并行過程、人的問題、虛擬企業(yè)、信息與控制、過程與設(shè)備、法律障礙)進行了研究與實踐相結(jié)合的深入工作。此外,在其他國家也開展了大量敏捷制造的研究,如:日本發(fā)起的MATIC計劃,以汽車、電子和服裝為典型對象產(chǎn)品開展敏捷制造的研究。

迄今為止,敏捷制造的研究是在兩個層次上進行的,第一層側(cè)重從企業(yè)組織、結(jié)構(gòu)和管理、營銷策略的角度研究敏捷制造的實現(xiàn);第二層則側(cè)重從技術(shù)的角度研究敏捷制造的實現(xiàn)方法和關(guān)鍵使能技術(shù)。最初,敏捷制造的研究大多集中于第一層的研究,到90年代中,獲得了一批較為成熟的研究成果,提出了一系列新的制造概念與模式,如企業(yè)重組、動態(tài)聯(lián)盟、虛擬組織等;另一方面,90年代信息技術(shù)的飛速發(fā)展(如:分布式計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、萬維網(wǎng)技術(shù)),為實施新的制造概念和模式提供了更有效的手段,一些技術(shù)有可能突破原有第一層研究的限制,為創(chuàng)造更新一代的制造思想和模式提供了空間。近幾年來,第二層次的研究在美國已經(jīng)展開,一個例子是美國NIIIP(NationalIndustrialInformationInfrastructureProtocols)正在從事的關(guān)于虛擬企業(yè)方面的研究工作,研究企業(yè)間合作的方案,使得合作者之間消除由于不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同的過程和不同的計算環(huán)境所造成的障礙。該項研究認為虛擬企業(yè)的組成單位就如同屬于一個組織一樣,協(xié)同工作,資源共享,完成任務(wù),而實質(zhì)上這些組成單位是彼此獨立的公司,遍布美國各地。該項研究的一個演示系統(tǒng)就是基于INTERNET,CORBA,STEP,WORKFLOW的一個應(yīng)用范例。

國內(nèi)學(xué)術(shù)界有關(guān)敏捷制造的研究起步于90年代初,主要在企業(yè)組織和結(jié)構(gòu)層次上,研究取得了一定的成果,但在技術(shù)層次上的研究還未見報導(dǎo)。

應(yīng)用情況

目前,美國已有上百個公司、企業(yè)在進行敏捷制造的實踐活動。歐洲也有不少公司進行企業(yè)改造和重組。舉實例如下:

美國Ingersoll-R公司主要生產(chǎn)工業(yè)壓縮機,原來開發(fā)新產(chǎn)品僅設(shè)計就耗時8~12個月,從樣機制造到試驗評定花1年到1年半,耗資50萬美元。1988年建立動態(tài)公司采用敏捷制造過程后,開發(fā)技術(shù)水平更高的壓縮機只需原來的1/3~1/2時間,花費只是12.5萬到25萬美元。

美國康柏公司1996年啟動虛擬生產(chǎn)計劃,與臺灣制造商形成合作關(guān)系,由臺灣制造商在其深圳分廠附近建設(shè)新廠,其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)、研究開發(fā)、運送、存貨都要符合康柏公司全球統(tǒng)一標準,連員工的技術(shù)水平和工作態(tài)度也要達到其要求。這種虛擬生產(chǎn)方式使其計算機產(chǎn)品每臺成本平均降低57美元。這種虛擬生產(chǎn)、全球運籌的策略使這些財力大、品牌知名度高、市場基礎(chǔ)成熟、分銷渠道完善的大公司更成功地經(jīng)營,而沒有品牌行銷能力但能有效生產(chǎn)的計算機制造商得到巨額訂單,賺取穩(wěn)定可觀的利潤。這正是敏捷制造所提倡的優(yōu)勢集成組織原則的應(yīng)用。

遙測裝置生產(chǎn)的敏捷制造示范項目,該項目采用虛擬企業(yè)方式,聯(lián)盟了聯(lián)合信號公司堪薩斯城分部,加利福尼亞的圣地亞國家實驗室和新墨西哥的圣地亞國家實驗室以及機械主箱、印刷電路板供應(yīng)商。這些聯(lián)盟企業(yè)為產(chǎn)品的實現(xiàn)提供了技術(shù)設(shè)備原料等支持,彌補了單一企業(yè)資源的不足。生產(chǎn)時間減少50%,生產(chǎn)效益提高了好幾倍。

應(yīng)用敏捷制造技術(shù)及思想提高我國制造業(yè)水平

國際化的、持續(xù)多變的和不可預(yù)測的市場競爭給我國帶來了新問題,敏捷制造則給我們帶來了新思想和新技術(shù)。運用敏捷制造思想及技術(shù),實施適合我國實際情況的敏捷制造,無疑是提高我國制造業(yè)競爭力的可行方法。

3.1企業(yè)的敏捷化建設(shè)

簡化組織機構(gòu)。絕大多數(shù)國有企業(yè)實行了數(shù)十年之久的面向功能的多級企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蜻^程的項目組/虛擬公司平面式企業(yè)結(jié)構(gòu),減少不必要的層次結(jié)構(gòu),從而提高敏捷性。

重建企業(yè)文化。樹立共同贏(win-win)的觀念。一個新機遇,對于核心企業(yè)來說,應(yīng)意識到聯(lián)盟其他資源的重要性,因為機遇轉(zhuǎn)瞬即逝,只有合作才能共同獲利。對于非核心成員來說,積極配合、認真負責(zé)地完成響應(yīng)的任務(wù)是其自身生存和發(fā)展的基礎(chǔ),要有主人翁意識。Win-win觀念是合作的前提。

高素質(zhì)員工的培養(yǎng)。面對變化,員工對新事物的接受和新技術(shù)的掌握能力是敏捷企業(yè)競爭力的重要因素;敏捷企業(yè)應(yīng)把決策權(quán)放在最底層,授權(quán)自制,讓每個操作者都能對與其工作相關(guān)的問題作出迅速、正確的決策,這同樣需對員工進行各類必須的培訓(xùn)。只有一個企業(yè)擁有大量的高素質(zhì)的員工,它才容易進行各種調(diào)整以適應(yīng)新挑戰(zhàn)的需要。

3.2建立區(qū)域企業(yè)聯(lián)盟

我國制造業(yè)競爭力差的原因之一是單個企業(yè)的設(shè)計、制造資源的不足。為彌補這種不足和提高企業(yè)資源利用率,在一定區(qū)域范圍內(nèi),在政府部門的指導(dǎo)下,建立企業(yè)聯(lián)盟[5]。聯(lián)盟企業(yè)通過Internet網(wǎng)(或其它方式)與聯(lián)盟中心取得聯(lián)系。在聯(lián)盟中心設(shè)有:

聯(lián)盟企業(yè)成員的設(shè)計、制造資源庫,以供聯(lián)盟成員查詢;

專家使能系統(tǒng),專業(yè)專家為新的產(chǎn)品進行工藝分析;

虛擬企業(yè)模型,協(xié)助分析選取合作伙伴,優(yōu)化產(chǎn)品過程;

多方?jīng)Q策系統(tǒng),聯(lián)盟各方可通過計算機支持協(xié)同工作(CSCW,ComputerSupportedCooperativeWork)支持,在聯(lián)盟中心協(xié)助下,進行多方動態(tài)決策。

聯(lián)盟中心負責(zé)監(jiān)督合作各方的任務(wù)履行,以及商務(wù)實現(xiàn)。建立區(qū)域企業(yè)聯(lián)盟,實現(xiàn)資源有償共享,以期實現(xiàn)提高成員企業(yè)實力和對機遇的敏捷應(yīng)變能力。

4、結(jié)束語

綜上所述,制造生產(chǎn)模式的演變同市場環(huán)境的變化息息相關(guān)。在當(dāng)前的市場環(huán)境下,在信息技術(shù)的強有力支持下,敏捷性是現(xiàn)代制造企業(yè)必不可少的特征之一,敏捷制造模式是21世紀制造業(yè)生產(chǎn)模式,這一點已成為國內(nèi)外眾多有關(guān)專家的共識,并且國外很多公司已經(jīng)自覺應(yīng)用敏捷制造思想改造企業(yè),取得了良好的效果。對我國制造業(yè)來說,敏捷制造的出現(xiàn)是一個機遇,因為我們可以避免西方發(fā)達國家走過的彎路,但從另一方面看也是一個挑戰(zhàn),畢竟我們的信息化程度同發(fā)達國家相比還有很大的距離,如何在新形勢下的市場競爭中求生存與發(fā)展是我們面臨的重大課題。所以,利用敏捷制造技術(shù)及思想提高我國企業(yè)的敏捷性和競爭力是一項刻不容緩的工作。

參考文獻

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