尤建新, 丁穎頔
(同濟(jì)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,上海 200092)
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基于失效模式與后果分析改進(jìn)的投標(biāo)策略風(fēng)險(xiǎn)分析
尤建新, 丁穎頔
(同濟(jì)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,上海 200092)
針對(duì)投標(biāo)策略的風(fēng)險(xiǎn)分析中缺乏有效量化方法的問(wèn)題,提出了基于模糊集理論和灰色關(guān)聯(lián)理論的改進(jìn)FMEA(失效模式與效果分析)方法.結(jié)合模糊集理論建立評(píng)價(jià)失效模式的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集和對(duì)應(yīng)的模糊數(shù),并由FMEA小組對(duì)各種失效模式做出評(píng)價(jià).利用灰色關(guān)聯(lián)理論計(jì)算各種失效模式的關(guān)聯(lián)度,通過(guò)排序來(lái)確定失效模式的風(fēng)險(xiǎn)順序.投標(biāo)策略的風(fēng)險(xiǎn)分析案例說(shuō)明了該研究具有適用性和有效性.
投標(biāo)策略; 風(fēng)險(xiǎn)分析; 失效模式與效果分析; 模糊集理論; 灰色關(guān)聯(lián)決策
近年來(lái),建筑市場(chǎng)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)不斷加大,在招投標(biāo)階段強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理,有利于業(yè)主選擇合適的承包商,有利于承包商進(jìn)行準(zhǔn)確報(bào)價(jià)和對(duì)風(fēng)險(xiǎn)采取有效的對(duì)策和計(jì)劃,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)[1].
本文以投標(biāo)策略的風(fēng)險(xiǎn)管控為研究對(duì)象,試圖尋求一種有助于確定控制施工項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)先順序,支持預(yù)防和改進(jìn)措施的風(fēng)險(xiǎn)分析方法.
風(fēng)險(xiǎn)管理的理論與方法本身并不是新生事物.早在1958年,美國(guó)海軍武器局在研制北極星導(dǎo)彈潛艇時(shí)利用的計(jì)劃評(píng)審技術(shù)(PERT)[2],將工程提前兩年完成.呂軍[1]總結(jié)了一些項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)用的方法:德?tīng)柗品╗3],它試圖通過(guò)小組意見(jiàn)的一致性來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)審技術(shù)[4],但該方法編制網(wǎng)絡(luò)圖極為困難,對(duì)大型項(xiàng)目應(yīng)用較少;蒙特卡羅模擬[5];決策樹(shù)[6],是用樹(shù)狀圖形分析和選擇行動(dòng)方案的一種系統(tǒng)方法,用于解決風(fēng)險(xiǎn)型決策問(wèn)題;檢查表[7],從以往類(lèi)似項(xiàng)目和某些其他信息來(lái)源中積累的歷史信息和知識(shí),用于編制風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別檢查表.李佳欣[8]提出對(duì)招投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)的方法,主要選擇主觀概率估計(jì)法.利用專(zhuān)家及風(fēng)險(xiǎn)管理者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件和可能引發(fā)的后果進(jìn)行主觀估計(jì).陳超等[9]提出建立工程項(xiàng)目投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo)體系是進(jìn)行工程項(xiàng)目投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ).劉志建[10]則將常用的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法分為兩大類(lèi),一類(lèi)是定量分析方法,其常用方法有故障樹(shù)、概率樹(shù)、統(tǒng)計(jì)和概率法、敏感性分析法等;一類(lèi)是定性分析方法,其常用的有頭腦風(fēng)暴方法、情景分析方法、工作分解結(jié)構(gòu)等.這些研究與實(shí)踐都有助于提升風(fēng)險(xiǎn)分析的工作成效,但在一定程度上對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理人員的知識(shí)、技能和使用技巧有很大的依賴(lài)性,在提升風(fēng)險(xiǎn)分析方法的認(rèn)可、推廣應(yīng)用以及有效性水平方面存在進(jìn)一步的探索空間[11].
FMEA(失效模式與效果分析)是企業(yè)實(shí)踐中比較熟悉的方法,常用于質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)分析.傳統(tǒng)的FMEA方法是通過(guò)計(jì)算RPN(風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù))對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估的,RPN是O(發(fā)生率)、S(嚴(yán)重度)和D(難檢度)三者變量的乘積.由于O,S,D這三個(gè)變量之間沒(méi)有明確的線(xiàn)性關(guān)系,因此在實(shí)際計(jì)算RPN時(shí)往往會(huì)忽略三者之間的相對(duì)重要性,認(rèn)為三個(gè)變量之間的重要性是等同的.另外,由于不同的O,S,D相乘可以得到相同的RPN值,而實(shí)際各種失效模式對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)作用是不相同的,僅僅以RPN來(lái)判斷各種失效模式的風(fēng)險(xiǎn)順序在實(shí)際應(yīng)用中存在較大問(wèn)題.為了避免這些不足,本文針對(duì)投標(biāo)策略的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要求,引入了基于模糊集理論和灰色關(guān)聯(lián)理論的改進(jìn)FMEA方法,期望能夠有效地處理各種模糊和不確定性信息,綜合考慮比較O,S,D三者之間的相對(duì)重要性,克服僅僅以RPN來(lái)判斷失效模式風(fēng)險(xiǎn)順序的局限性[12].
在確定施工項(xiàng)目各種可能的失效模式、產(chǎn)生原因及其檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上,本文將三個(gè)輸入變量O,S,D看作是模糊語(yǔ)言變量,應(yīng)用模糊集理論,結(jié)合專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)建立各語(yǔ)言變量的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集和對(duì)應(yīng)的模糊數(shù),為投標(biāo)策略的風(fēng)險(xiǎn)分析小組對(duì)各種失效模式進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)提供依據(jù).風(fēng)險(xiǎn)分析小組將根據(jù)已建立的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集對(duì)各種失效模式做出評(píng)價(jià),再應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)決策的方法確定各失效模式的風(fēng)險(xiǎn)排序.
2.1建立O,S,D的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集
每個(gè)模糊語(yǔ)言變量包括五種評(píng)價(jià)語(yǔ)言術(shù)語(yǔ),即O,S,D分別包括:極低(R)、較低(L)、一般(M),較高(H),很高(VH)這五種評(píng)價(jià)語(yǔ)言術(shù)語(yǔ).各種模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)的含義見(jiàn)表1,與傳統(tǒng)FMEA中O,S,D取值的關(guān)系準(zhǔn)則見(jiàn)表2.
表1 各種評(píng)價(jià)語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)的含義
表2 FMEA評(píng)價(jià)準(zhǔn)則
2.2確定模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的模糊數(shù)
本文采用三角模糊數(shù)對(duì)模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)進(jìn)行定量化處理.三角模糊數(shù)可以表示為A=(a,b,c),其隸屬函數(shù)[13]是
(1)
通過(guò)德?tīng)柗品ǎ柚鷮?zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù).假設(shè)有n個(gè)專(zhuān)家,第i個(gè)專(zhuān)家的能力為βi,該專(zhuān)家對(duì)失效模式某一變量
的模糊評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)為xi,用三角模糊數(shù)的形式表示為xi=(ai,bi,ci),則按照專(zhuān)家意見(jiàn),該變量的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù)可以根據(jù)下式匯總得到:
(2)
2.3模糊數(shù)的非模糊化
在模糊環(huán)境下,模糊數(shù)的非模糊化是應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)理論計(jì)算的基礎(chǔ).國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者對(duì)非模糊化算法進(jìn)行了深入的研究.本文采用如下公式[14]:
(3)
式中:M,N的值根據(jù)a,c與b的偏離程度來(lái)確定,分別表示b的可能性大小是c的M倍,是a的N倍.
以失效模式的O為例,選擇5位專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果以三角模糊數(shù)的形式表示(見(jiàn)表3),將各專(zhuān)家的評(píng)價(jià)意見(jiàn)按照式(2)匯總,可以得到O的三角模糊數(shù).利用式(3)將表3中的三角模糊數(shù)轉(zhuǎn)化為清晰數(shù),見(jiàn)表4.采用同樣的方法,可以得到S和D的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集以及對(duì)應(yīng)的清晰數(shù).
表3 發(fā)生率的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù)
表4 模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)的清晰數(shù)
2.4建立比較矩陣
假設(shè)某施工項(xiàng)目有n種失效模式,分別記為x1,x2,…,xj,…,xn,其中xj為第j種失效模式.由于每種失效模式均有O,S,D三個(gè)變量,因此反映第j種失效模式的數(shù)據(jù)列可表示為xj={xj(1),xj(2),xj(3)},其中xj(t)(t=1,2,3)表示風(fēng)險(xiǎn)分析小組對(duì)三個(gè)變量的評(píng)價(jià),其代表的數(shù)值通過(guò)非模糊化公式(3)計(jì)算得到.按照上述方法,可以得到反映n種失效模式比較矩陣[15]:
2.5建立參考矩陣
失效模式的風(fēng)險(xiǎn)排序是相對(duì)于一定的參考基準(zhǔn)而言的,從施工項(xiàng)目可靠性的角度考慮,應(yīng)選擇失效模式各變量的最優(yōu)或最差值作為參考基準(zhǔn).本文選擇最差值作為參考基準(zhǔn)建立參考矩陣,即每一種失效模式的數(shù)據(jù)列均可表示為x0={x0(1),x0(2),x0(3)},其中x0(t)(t=1,2,3)表示風(fēng)險(xiǎn)分析小組對(duì)S,O,D這三個(gè)變量的評(píng)價(jià),且x0(t)=10
2.6計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)
根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)理論,由下式可以計(jì)算出失效模式各變量與參考基準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)系數(shù):
(4)
式中:ζ為分辨系數(shù),ζ∈(0,1).
2.7計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度
由于在衡量失效模式的風(fēng)險(xiǎn)排序時(shí)各變量的影響程度不同,因此,設(shè)失效模式三個(gè)變量指標(biāo)間的權(quán)重分別為λt,則第j種失效模式與參考基準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度可由下式得到:
(5)
2.8排序
按照各失效模式關(guān)聯(lián)度從大到小進(jìn)行排序,確定風(fēng)險(xiǎn)順序,有針對(duì)性地制定改進(jìn)措施.
假設(shè)施工企業(yè)面臨招標(biāo)項(xiàng)目擬定投標(biāo)策略,需進(jìn)行投標(biāo)策略風(fēng)險(xiǎn)分析.
招標(biāo)人發(fā)布的招標(biāo)文件有如下主要條款:此項(xiàng)工程采用綜合評(píng)分法評(píng)標(biāo);合同擬采用固定總價(jià)合同(除合同約定的調(diào)價(jià)內(nèi)容外,不得調(diào)整總價(jià)及單價(jià));嚴(yán)格按照承包商所報(bào)的分部分項(xiàng)工程單價(jià)進(jìn)行結(jié)算,不接受任何原因?qū)е碌姆植糠猪?xiàng)工程單價(jià)調(diào)整;招標(biāo)人只接受針對(duì)招標(biāo)人提供清單中所列措施項(xiàng)目的費(fèi)用報(bào)價(jià)和未來(lái)價(jià)款結(jié)算申請(qǐng);招標(biāo)文件要求目標(biāo)工期短于工期定額20%以上,而且合同條款中工期提前或拖延所導(dǎo)致的獎(jiǎng)勵(lì)和罰款額度較高.
3.1找出重點(diǎn)失效分析對(duì)象并確定失效模式
關(guān)于價(jià)格調(diào)整:嚴(yán)格按照中標(biāo)承包商投標(biāo)所報(bào)的分部分項(xiàng)工程單價(jià)進(jìn)行結(jié)算,不接受任何原因?qū)е碌姆植糠猪?xiàng)工程單價(jià)調(diào)整.對(duì)于這一風(fēng)險(xiǎn),本文將此項(xiàng)失效模式名稱(chēng)確定為實(shí)際工程單價(jià)出現(xiàn)調(diào)整.
關(guān)于措施費(fèi)用:招標(biāo)人只接受針對(duì)招標(biāo)人提供清單中所列措施項(xiàng)目的費(fèi)用報(bào)價(jià)和未來(lái)價(jià)款結(jié)算申請(qǐng).投標(biāo)人可能會(huì)面臨招標(biāo)人所列措施項(xiàng)目漏項(xiàng),進(jìn)而導(dǎo)致投標(biāo)人報(bào)價(jià)過(guò)低的風(fēng)險(xiǎn).將此項(xiàng)失效模式名稱(chēng)確定為措施項(xiàng)目漏項(xiàng).
關(guān)于工期:招標(biāo)文件要求目標(biāo)工期短于工期定額20%以上,而且合同條款中工期提前或拖延所導(dǎo)致的獎(jiǎng)勵(lì)和罰款額度較高.投標(biāo)人會(huì)面臨趕工期失敗的風(fēng)險(xiǎn).將此項(xiàng)失效模式名稱(chēng)確定為工期延誤.
關(guān)于合同形式:采用固定總價(jià)合同(除合同約定的調(diào)價(jià)內(nèi)容外,不得調(diào)整總價(jià)及單價(jià)).固定總價(jià)合同對(duì)于投標(biāo)人來(lái)說(shuō)風(fēng)險(xiǎn)很大.將此項(xiàng)失效模式確定為固定總價(jià)偏低.
關(guān)于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):項(xiàng)目質(zhì)量要符合國(guó)家相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范要求.將此項(xiàng)失效模式確定為不符合驗(yàn)收規(guī)范.
3.2確定風(fēng)險(xiǎn)排序
步驟一確定模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集和模糊數(shù).為了簡(jiǎn)化計(jì)算,S,D,O采用相同的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集及其對(duì)應(yīng)的模糊數(shù)(見(jiàn)表3).
步驟二對(duì)各失效模式進(jìn)行評(píng)價(jià).通過(guò)對(duì)施工履行合同過(guò)程進(jìn)行分析后,綜合各方面的意見(jiàn)確定其潛在的各種失效模式,并根據(jù)專(zhuān)家小組建立的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集,對(duì)各種失效模式進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示.
表5 算例中的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)的清晰數(shù)
步驟三確定風(fēng)險(xiǎn)排序. 根據(jù)對(duì)各失效模式的評(píng)價(jià),按照表4中模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的清晰數(shù),建立如下比較矩陣:
選擇最差值作為參考基準(zhǔn)建立如下參考矩陣:
取ζ=0.5,根據(jù)公式(4)計(jì)算失效模式各變量與參考基準(zhǔn)間的關(guān)聯(lián)系數(shù),并得到如下灰色關(guān)聯(lián)矩陣:
由專(zhuān)家確定的失效模式各變量的系數(shù)分別為:λ1=0.4,λ2=0.4,λ3=0.2,則根據(jù)式(5)計(jì)算得到各失效模式相對(duì)于參考基準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度,并將各失效模式按關(guān)聯(lián)度由大到小進(jìn)行排序,見(jiàn)表6.
表6失效模式的風(fēng)險(xiǎn)排序(引入改進(jìn)FMEA)
Tab.6Risk ranking of failure modes (introduction of improved FMEA)
失效模式關(guān)聯(lián)度排序不符合驗(yàn)收規(guī)范0.71281措施項(xiàng)目漏項(xiàng)0.57622固定總價(jià)偏低0.54923工期延誤0.52644實(shí)際工程單價(jià)出現(xiàn)調(diào)整0.51385
表7給出了傳統(tǒng)FMEA方法應(yīng)用時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)排序結(jié)果,可供比較分析.
表7 失效模式的風(fēng)險(xiǎn)排序(傳統(tǒng)FMEA)
3.3對(duì)風(fēng)險(xiǎn)排序進(jìn)行分析及應(yīng)對(duì)措施
3.3.1關(guān)于合同形式及價(jià)格調(diào)整
通過(guò)表6的排序可以看出:固定總價(jià)偏低的關(guān)聯(lián)度較高,是需重點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防控制的對(duì)象.由于固定總價(jià)合同需要嚴(yán)格按照承包商所報(bào)的分部分項(xiàng)工程單價(jià)進(jìn)行結(jié)算,不接受任何原因?qū)е碌姆植糠猪?xiàng)工程單價(jià)調(diào)整,因此承包商需要承擔(dān)的由工程量增加導(dǎo)致成本增加的風(fēng)險(xiǎn)是很大的.而實(shí)際工程單價(jià)調(diào)整的排序?yàn)?,關(guān)聯(lián)度最低.綜合分析,應(yīng)將風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)率適當(dāng)上調(diào),而無(wú)需將過(guò)多精力投入到防止工程單價(jià)出現(xiàn)調(diào)整的情況中去.
3.3.2關(guān)于工期及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
不符合驗(yàn)收規(guī)范的關(guān)聯(lián)度為1,工期延誤的關(guān)聯(lián)度為4.因此,施工企業(yè)A應(yīng)在提高工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面多下工夫,嚴(yán)格按照驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行施工作業(yè).由于招標(biāo)人對(duì)工期要求較高,同時(shí)提出的獎(jiǎng)懲措施力度很大.這對(duì)于投標(biāo)人來(lái)說(shuō)是風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇并存,需投入較多資源,善于合理調(diào)度分配.這將導(dǎo)致管理費(fèi)用上升,原管理費(fèi)率應(yīng)適當(dāng)上調(diào).此外針對(duì)可能造成工程延誤的原因,可從以下幾方面來(lái)加以改進(jìn):選配項(xiàng)目班子,明確責(zé)任目標(biāo);編制施工進(jìn)度計(jì)劃;細(xì)化實(shí)施計(jì)劃,合理配置資源;利用合同措施控制施工工期;統(tǒng)一組織部署,搞好施工協(xié)調(diào)工作;強(qiáng)化計(jì)劃管理.
3.3.3關(guān)于措施項(xiàng)目
措施項(xiàng)目漏項(xiàng)的關(guān)聯(lián)度為2,施工企業(yè)應(yīng)提高重視,仔細(xì)研究招標(biāo)文件,若確實(shí)屬于漏缺項(xiàng),可按變更形式申報(bào)相關(guān)漏項(xiàng)費(fèi)用,盡量避免措施項(xiàng)目漏項(xiàng)的發(fā)生,并可根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整組織措施費(fèi)率來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn).
本文借助FMEA方法所具有的事前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防的特點(diǎn),將FMEA方法應(yīng)用在投標(biāo)策略的風(fēng)險(xiǎn)分析之中,有助于提升風(fēng)險(xiǎn)分析方法的認(rèn)可和應(yīng)用推廣水平.本文研究發(fā)現(xiàn):FMEA不但能夠很好地反映投標(biāo)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn),還可以更加直觀、具體地告知投標(biāo)者風(fēng)險(xiǎn)的大小甚至可以進(jìn)行比較各個(gè)風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而可以有針對(duì)性地對(duì)重點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控和及時(shí)調(diào)整,達(dá)到防患于未然的目的.
通過(guò)算例應(yīng)用和比較可以看到,不符合驗(yàn)收規(guī)范的S和D均較高,其風(fēng)險(xiǎn)影響應(yīng)該較高,但是由于其O偏低,在用傳統(tǒng)FMEA方法進(jìn)行分析時(shí)其排名為3.在引入改進(jìn)FMEA方法后,由于綜合考慮了S,O,D三個(gè)變量對(duì)失效模式的影響,因此,該失效模式的風(fēng)險(xiǎn)排序提升為1.可見(jiàn),引入改進(jìn)FMEA方法,將能夠綜合比較選擇風(fēng)險(xiǎn)作用較大的潛在失效模式作為改進(jìn)對(duì)象,提高風(fēng)險(xiǎn)判斷的準(zhǔn)確性,對(duì)于投標(biāo)策略的制定具有更有效的支持.
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Improved Failure Mode and Effects Analysis Approach to Risk Analysis of Bidding Strategy
YOU Jianxin, DING Yingdi
(School of Economics and Management, Tongji University, Shanghai 200092, China)
The improved failure mode and effects analysis (FMEA) based on the fuzzy set theory and gray relational theory was proposed for the solution to effective quantization questions of risk analysis in bidding strategy. First of all, combining with the fuzzy set theory, the fuzzy linguistic terminology set of the failure mode and corresponding fuzzy numbers were established, and the different failure modes were evaluated by the FMEA team. Next, the relevance ratio of different failure modes was calculated using the gray relation theory and the risk order of failure modes was confirmed by sorting. Risk analysis cases of biding strategy illustrate the usability and effectiveness of the proposed approad.
bidding strategy; risk analysis; failure mode and effects analysis (FMEA); fuzzy set theory; gray relational theory
2015-08-29
尤建新(1961—),男,教授,博士生導(dǎo)師,管理學(xué)博士,主要研究方向?yàn)榉较蚬芾砝碚撆c工業(yè)工程.
E-mail:yjx2256@vip.sina.com
丁穎頔(1993—),女,碩士生,主要研究方向?yàn)楣芾砝碚撆c工業(yè)工程.E-mail:745886763@qq.com
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