Лагістычны вузел халоднага ланцужка Жывая мадэль

Вы кіруеце прычалам і халодным складам размеркавальнага вузла для тэмпературазалежных тавараў, такіх як вакцыны. Кожныя адкрытыя дзверы пускаюць цёплае паветра, кожны грузавік у чарзе — гэта груз, што чакае, а прадукт павінен заставацца ў межах ад 2 °C да 8 °C.

Чаму вы навучыцеся

Сімулятар

Час 0 хв
Тэмпература прадукту 5,0 °C · Грузавікоў чакае 0 · Час чакання грузавіка 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Дзверы свабодныя
  • Разгрузка (дзверы адкрыты)
  • Грузавік чакае
  • Няспраўны рэфрыжэратар

Кіраванне

Кожныя дзверы з персаналам разгружаюць адзін грузавік за раз — і пускаюць цёплае паветра, пакуль адкрытыя.

У межах дыяпазону 2–8 °C. Ніжэй — большы запас, але больш энергіі.

Два кампрэсары, па 40 кВт астуджэння кожны.

Скарачае пранікненне цёплага паветра праз адкрытыя дзверы; вентылятары спажываюць крыху энергіі.

Перасоўвае грузавік з няспраўнай халадзільнай устаноўкай у пачатак чаргі.

Паказчыкі

Тэмпература прадукту
5,0°C
норма
Час чакання грузавіка
0min
норма
Тэмпературны выхад за межы
0,00°C·h
норма
Груз няспраўнага рэфрыжэратара
4,0°C
норма
Паветра халоднага памяшкання5,0 °C
Час персаналу (дзвёры-гадзіны з персаналам)0,5 h
Грузавікоў чакае0
Загрузка прычала0 %
Магутнасць астуджэння0,0 kW

Тэндэнцыя

Тэмпература прадукту: — °C14,00,0

Крызісныя сцэнарыі

Узровень 1 · Збой кампрэсара ў гарачы дзень

На вуліцы 33 °C, грузавікі прыбываюць няспынна, чатыры дзверы адкрыты для разгрузкі. Адзін з двух кампрэсараў вось-вось выйдзе са строю. Трымайце вакцыны ў межах 2–8 °C.

  • Прадукт ніколі не вышэй за 8 °C
  • Паветра халоднага памяшкання ніколі не вышэй за папярэднюю трывогу 7 °C (налада аб'екта — дапушчэнне)
  • Сярэдняе чаканне грузавіка ≤ 60 хв

Узровень 2 · Святочны пік

Праз чатыры гадзіны пасля пачатку 14-гадзіннага працоўнага дня пачынаецца святочны пік: на працягу сямі гадзін у запісаныя слоты прыбывае 7 грузавікоў у гадзіну — больш чым удвая супраць звычайных 3, — а персанал ёсць толькі на трох дзвярах. У запісаных вадзіцеляў ёсць часавыя слоты, таму сярэдняе чаканне павінна заставацца не больш за 20 хвілін. Дадатковыя брыгады прычала на выкліку, але бюджэт звышурочных пакрывае 68 дзвёры-гадзін з персаналам на дзень. Адкрыйце дастаткова дзвярэй своечасова — не ператварыўшы халоднае памяшканне ў печ пры 33 °C папаўдні.

  • Сярэдняе чаканне грузавіка ≤ 20 хв з пачатку піку (часавыя слоты — жорсткі ліміт)
  • Прадукт ніколі не вышэй за 8 °C
  • Сярэдняя магутнасць астуджэння ≤ 55 кВт
  • Час персаналу ≤ 68 дзвёры-гадзін (бюджэт звышурочных — дапушчэнне)

Узровень 3 · Збой рэфрыжэратара на двары

Дванаццаць грузавікоў ужо чакаюць, а персанал ёсць толькі на двух дзвярах. Потым халадзільная ўстаноўка грузавіка ў канцы чаргі выходзіць са строю — у спякоту 35 °C.

  • Груз няспраўнага рэфрыжэратара ніколі не вышэй за 8 °C
  • Прадукт на складзе ніколі не вышэй за 8 °C
  • Сярэдняе чаканне грузавіка ≤ 90 хв

Аснова — мадэль за лічбамі

Кожнае суадносіна, якое выкарыстоўвае сімулятар, з яго крыніцай. Пастаянныя, пазначаныя як дапушчэнні, — ілюстрацыйныя каліброўкі.

Цеплавы баланс халоднага памяшкання: сцены і адкрытыя дзверы прыносяць цяпло, астуджэнне яго адводзіць.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Дапушчэнне: цеплавая маса, праводнасць сцен і дзвярэй, памер кампрэсара і час абслугоўвання — ілюстрацыйныя значэнні.
Пранікненне праз дзверы расце з колькасцю адкрытых дзвярэй і розніцай тэмператур; паветраныя заслоны яго скарачаюць.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Дапушчэнне: цеплавая маса, праводнасць сцен і дзвярэй, памер кампрэсара і час абслугоўвання — ілюстрацыйныя значэнні.
Эфектыўнасць астуджэння як доля ад мяжы Карно.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
Тэмпература ў цэнтры прадукту сочыць за паветрам з двухгадзінным запазненнем.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
Выхад за межы: градусы-гадзіны па-за дыяпазонам захоўвання 2–8 °C (занадта цёпла або замярзанне).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
Іншыя рабочыя пастаянныя, якія выкарыстоўвае мадэль.
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-2Дапушчэнне: цеплавая маса, праводнасць сцен і дзвярэй, памер кампрэсара і час абслугоўвання — ілюстрацыйныя значэнні.
Грузавікі без запісу прыбываюць выпадкова, запісаныя — у свае слоты (некаторыя іх прапускаюць), а дзверы абслугоўваюць іх паралельна. Час чакання падпарадкоўваецца закону Літла: чарга, падзеленая на колькасць грузавікоў, фактычна разгружаных за гадзіну за апошнюю гадзіну, таму нязменная чарга не скача, калі мяняецца інтэнсіўнасць прыбыцця.
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]
Час персаналу: за кожныя дзверы з персаналам плацяць, ёсць каля іх грузавік ці не.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

Выпадковасць: генератар mulberry32 з seed; выкарыстаныя размеркаванні — раўнамернае, экспаненцыяльнае (адваротная CDF), нармальнае (Box–Muller), Пуасона (Knuth). Seed паказваецца і яго можна перадаваць.

Крыніцы

  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

Хто гэтым займаецца па прафесіі

Навучальная мадэль — не для аперацыйных рашэнняў. Рэальныя аб'екты каліброўваюць кожную пастаянную пад сваё абсталяванне і даныя.