مركز لوجستيات سلسلة التبريد نموذج مباشر

تدير رصيف التحميل ومخزن التبريد في مركز توزيع للسلع الحساسة للحرارة مثل اللقاحات. كل باب مفتوح يُدخل هواءً دافئًا، وكل شاحنة في الطابور حمولة تنتظر، ويجب أن يبقى المنتج بين 2 °C و8 °C.

ما الذي ستتعلمه

المحاكي

الوقت 0 min
درجة حرارة المنتج 5.0 °C · شاحنات تنتظر 0 · زمن انتظار الشاحنة 0 min❄ 5.0 °C · 📦 5.0 °C · ⚡ 0.0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • الباب خامل
  • تفريغ (الباب مفتوح)
  • شاحنة تنتظر
  • شاحنة مبردة معطلة

الضوابط

كل باب مأهول يفرغ شاحنة واحدة في كل مرة — ويُدخل هواءً دافئًا طالما كان مفتوحًا.

ضمن نطاق 2–8 °C. الأدنى يمنح هامشًا أكبر لكنه يستهلك طاقة أكثر.

ضاغطان، بقدرة تبريد 40 kW لكل منهما.

تقلل تسرب الهواء الدافئ عبر الأبواب المفتوحة؛ وتستهلك المراوح بعض الطاقة.

ينقل الشاحنة ذات وحدة التبريد المعطلة إلى مقدمة الطابور.

المؤشرات

درجة حرارة المنتج
5.0°C
عادي
زمن انتظار الشاحنة
0min
عادي
انحراف درجة الحرارة
0.00°C·h
عادي
حمولة الشاحنة المبردة المعطلة
4.0°C
عادي
هواء غرفة التبريد5.0 °C
وقت الطاقم (ساعات الأبواب المأهولة)0.5 h
شاحنات تنتظر0
استخدام الرصيف0 %
طاقة التبريد0.0 kW

الاتجاه

درجة حرارة المنتج: — °C14.00.0

سيناريوهات الأزمات

المستوى 1 · عطل ضاغط في يوم حار

33 °C في الخارج، والشاحنات تصل بانتظام، وأربعة أبواب مفتوحة للتفريغ. أحد الضاغطين على وشك العطل. أبقِ اللقاحات ضمن 2–8 °C.

  • المنتج لا يتجاوز 8 °C أبدًا
  • هواء غرفة التبريد لا يتجاوز أبدًا الإنذار المسبق عند 7 °C (إعداد الموقع — افتراض)
  • متوسط انتظار الشاحنة ≤ 60 min

المستوى 2 · ذروة العطلات

بعد أربع ساعات من بدء يوم تشغيل مدته 14 ساعة، تبدأ ذروة العطلات: لمدة سبع ساعات تصل 7 شاحنات في الساعة في مواعيد محجوزة — أكثر من ضعف المعتاد البالغ 3 — ولا يُؤهَّل سوى ثلاثة أبواب. للسائقين المحجوزين مواعيد محددة، لذا يجب أن يبقى متوسط الانتظار عند 20 دقيقة أو أقل. أطقم رصيف إضافية جاهزة للاستدعاء، لكن ميزانية العمل الإضافي تغطي 68 ساعة باب مأهول لليوم. افتح أبوابًا كافية في الوقت المناسب — دون أن تطهو غرفة التبريد في عصر حرارته 33 °C.

  • متوسط انتظار الشاحنة ≤ 20 min من الذروة فصاعدًا (مواعيد محددة — حد صارم)
  • المنتج لا يتجاوز 8 °C أبدًا
  • متوسط طاقة التبريد ≤ 55 kW
  • وقت الطاقم ≤ 68 ساعة باب (ميزانية العمل الإضافي — افتراض)

المستوى 3 · عطل شاحنة مبردة في الساحة

اثنتا عشرة شاحنة تنتظر أصلًا ولا يُؤهَّل سوى بابين. ثم تتعطل وحدة التبريد في شاحنة في آخر الطابور — في حرارة 35 °C.

  • حمولة الشاحنة المبردة المعطلة لا تتجاوز 8 °C أبدًا
  • منتج المخزن لا يتجاوز 8 °C أبدًا
  • متوسط انتظار الشاحنة ≤ 90 min

الأساس — النموذج وراء الأرقام

كل علاقة يستخدمها المحاكي مع مصدرها. الثوابت المعلَّمة كافتراضات هي معايرات توضيحية.

توازن حرارة غرفة التبريد: تُدخل الجدران والأبواب المفتوحة الحرارة، ويُخرجها التبريد.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]افتراض: الكتلة الحرارية وموصلية الجدران والأبواب وحجم الضاغط وزمن الخدمة قيم توضيحية.
يزداد تسرب الهواء عبر الأبواب مع عدد الأبواب المفتوحة وفرق الحرارة؛ وتقلله ستائر الهواء.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]افتراض: الكتلة الحرارية وموصلية الجدران والأبواب وحجم الضاغط وزمن الخدمة قيم توضيحية.
كفاءة التبريد كجزء من حد كارنو.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
تتبع درجة حرارة قلب المنتج الهواء بتأخر ساعتين.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
الانحراف: درجات-ساعات خارج نطاق التخزين 2–8 °C (دافئ جدًا أو تجمّد).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
ثوابت تشغيلية أخرى يستخدمها النموذج.
cold room 60 MJ/K, walls 0.6 kW/K · door open 60 % of unloading · air curtain −70 % infiltration, +3 kW fan per busy door · 2 × 40 kW compressors, −1 %/K above 32 °C · 4 kW per busy door (levellers, lights) · failed reefer τ = 3 h · scenario site settings: cold-room pre-alarm 7 °C, overtime budget 68 door-hours per 14 h day · booked trucks miss 5 % of slots · unloading Erlang-2افتراض: الكتلة الحرارية وموصلية الجدران والأبواب وحجم الضاغط وزمن الخدمة قيم توضيحية.
تصل الشاحنات غير المحجوزة عشوائيًا، والشاحنات المحجوزة في مواعيدها المحددة (ويفوّت بعضها موعده)، وتخدمها الأبواب على التوازي. ويتبع زمن الانتظار قانون ليتل: الطابور مقسومًا على عدد الشاحنات المفرَّغة فعليًا في الساعة خلال الساعة الأخيرة، لذا لا يقفز طابور لم يتغير حين يتغير معدل الوصول.
arrivals ~ Poisson(λΔt) + booked slots (5 % no-show), service ~ Erlang-2 (mean 45 min), c staffed doors; X = n_busy / 45 min (smoothed, τ = 1 h); W_q = L_q / X[6][5]
وقت الطاقم: كل باب مأهول يُدفع أجره، سواء كانت عنده شاحنة أم لا.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

العشوائية: مولّد mulberry32 ببذرة؛ التوزيعات المستخدمة — منتظم، وأسّي (CDF العكسي)، وطبيعي (Box–Muller)، وبواسون (Knuth). تُعرض البذرة ويمكن مشاركتها.

المصادر

  1. PAHO — Cold chain: vaccines are stored and transported between +2 °C and +8 °C — Pan American Health Organization
  2. ASHRAE Handbook — Refrigeration, ch. 24 Refrigerated-Facility Loads (door infiltration, Gosney–Olama model; air curtains) — ASHRAE, 2022
  3. F. P. Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: lumped capacitance — Wiley, 2011
  4. Y. A. Çengel, M. A. Boles — Thermodynamics: Carnot COP of refrigerators — McGraw-Hill, 2019
  5. J. D. C. Little — A Proof for the Queuing Formula L = λW — Operations Research 9(3), 1961
  6. D. Gross, C. M. Harris — Fundamentals of Queueing Theory (M/M/c) — Wiley, 2008

من يعمل في هذا المجال

نموذج تعليمي — ليس لاتخاذ قرارات تشغيلية. تعاير المواقع الحقيقية كل ثابت وفق معداتها وبياناتها.