Simulátory WIA SOOM

Logistický uzel chladicího řetězce Živý model

Řídíte rampu a chladírnu distribučního uzlu pro zboží citlivé na teplotu, například vakcíny. Každá otevřená vrata pustí dovnitř teplý vzduch, každý kamion ve frontě je čekající náklad a zboží musí zůstat mezi 2 °C a 8 °C.

Co se naučíte

Simulátor

Čas 0 min
Teplota zboží 5,0 °C · Čekající kamiony 0 · Doba čekání kamionu 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Vrata volná
  • Vykládka (vrata otevřená)
  • Kamion čeká
  • Porouchaný chladicí kamion

Ovládání

Každá obsazená vrata vykládají jeden kamion najednou — a když jsou otevřená, pouštějí dovnitř teplý vzduch.

V pásmu 2–8 °C. Nižší dává větší rezervu, ale spotřebuje více energie.

Dva kompresory, každý o chladicím výkonu 40 kW.

Omezují pronikání teplého vzduchu otevřenými vraty; ventilátory spotřebují trochu energie.

Přesune kamion s porouchanou chladicí jednotkou na začátek fronty.

Ukazatele

Teplota zboží
5,0°C
normální
Doba čekání kamionu
0min
normální
Teplotní odchylka
0,00°C·h
normální
Náklad porouchaného chladicího kamionu
4,0°C
normální
Vzduch v chladicí komoře5,0 °C
Čas posádek (hodiny obsazených vrat)0,5 h
Čekající kamiony0
Vytížení rampy0 %
Příkon chlazení0,0 kW

Trend

Teplota zboží: — °C14,00,0

Krizové scénáře

Úroveň 1 · Porucha kompresoru v horkém dni

Venku 33 °C, kamiony plynule přijíždějí, čtvery vrata jsou otevřená k vykládce. Jeden ze dvou kompresorů se chystá selhat. Udržte vakcíny v rozmezí 2–8 °C.

  • Zboží nikdy nad 8 °C
  • Vzduch v komoře nikdy nad předalarmem 7 °C (nastavení provozu — předpoklad)
  • Průměrné čekání kamionu ≤ 60 min

Úroveň 2 · Sváteční špička

Čtyři hodiny po začátku 14hodinového provozního dne začíná sváteční špička: sedm hodin přijíždí 7 kamionů za hodinu v rezervovaných oknech — víc než dvojnásobek obvyklých 3 — a obsazena jsou jen troje vrata. Řidiči s rezervací mají pevné časy, takže průměrné čekání musí zůstat na 20 minutách nebo pod nimi. Další posádky vrat jsou v pohotovosti, ale rozpočet na přesčasy pokryje 68 hodin obsazených vrat za den. Otevřete včas dost vrat — aniž byste v odpoledni o 33 °C uvařili chladicí komoru.

  • Průměrné čekání kamionu ≤ 20 min od začátku špičky (časová okna — pevný limit)
  • Zboží nikdy nad 8 °C
  • Průměrný příkon chlazení ≤ 55 kW
  • Čas posádek ≤ 68 hodin vrat (rozpočet na přesčasy — předpoklad)

Úroveň 3 · Porucha chladicího kamionu na dvoře

Dvanáct kamionů už čeká a obsazena jsou jen dvoje vrata. Pak se na konci fronty porouchá chladicí jednotka jednoho kamionu — v horku 35 °C.

  • Náklad porouchaného chladicího kamionu nikdy nad 8 °C
  • Zboží ve skladu nikdy nad 8 °C
  • Průměrné čekání kamionu ≤ 90 min

Základ — model za čísly

Každý vztah, který simulátor používá, se zdrojem. Konstanty označené jako předpoklady jsou ilustrativní kalibrace.

Tepelná bilance chladicí komory: stěny a otevřená vrata teplo přivádějí, chlazení ho odvádí.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Předpoklad: tepelná kapacita, vodivost stěn a vrat, velikost kompresorů a doba obsluhy jsou ilustrativní hodnoty.
Pronikání vzduchu vraty roste s počtem otevřených vrat a rozdílem teplot; vzduchové clony ho snižují.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Předpoklad: tepelná kapacita, vodivost stěn a vrat, velikost kompresorů a doba obsluhy jsou ilustrativní hodnoty.
Chladicí účinnost jako zlomek Carnotovy meze.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
Teplota jádra zboží sleduje vzduch se dvouhodinovým zpožděním.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
Odchylka: stupně-hodiny mimo skladovací rozsah 2–8 °C (příliš teplo nebo zmrznutí).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
Další provozní konstanty používané modelem.
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-2Předpoklad: tepelná kapacita, vodivost stěn a vrat, velikost kompresorů a doba obsluhy jsou ilustrativní hodnoty.
Kamiony bez rezervace přijíždějí náhodně, rezervované kamiony ve svých časových oknech (několik je zmešká) a vrata je obsluhují paralelně. Doba čekání se řídí Littleovým zákonem: fronta dělená počtem kamionů skutečně vyložených za hodinu během poslední hodiny, takže nezměněná fronta neposkočí, když se změní intenzita příjezdů.
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]
Čas posádek: každá obsazená vrata se platí, ať u nich kamion stojí, nebo ne.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

Náhodnost: generátor mulberry32 se seedem; použitá rozdělení — rovnoměrné, exponenciální (inverzní CDF), normální (Box–Muller), Poissonovo (Knuth). Seed je zobrazen a lze ho sdílet.

Zdroje

  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

Kdo se tím živí

Vzdělávací model — nepoužívat pro provozní rozhodnutí. Skutečná zařízení kalibrují každou konstantu podle vlastního vybavení a dat.