WIA SOOM Simulatoren

Kühlketten-Logistikzentrum Live-Modell

Sie leiten die Rampe und das Kühllager eines Verteilzentrums für temperaturempfindliche Waren wie Impfstoffe. Jedes offene Tor lässt warme Luft herein, jeder Lkw in der Warteschlange ist wartende Fracht, und das Produkt muss zwischen 2 °C und 8 °C bleiben.

Das lernen Sie

Simulator

Zeit 0 min
Produkttemperatur 5,0 °C · Wartende Lkw 0 · Wartezeit der Lkw 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Tor frei
  • Entladen (Tor offen)
  • Lkw wartet
  • Ausgefallener Kühl-Lkw

Regler

Jedes besetzte Tor entlädt einen Lkw nach dem anderen — und lässt warme Luft herein, solange es offen ist.

Innerhalb des Bereichs von 2–8 °C. Niedriger gibt mehr Puffer, verbraucht aber mehr Energie.

Zwei Verdichter mit je 40 kW Kälteleistung.

Verringert das Eindringen warmer Luft durch offene Tore; die Ventilatoren verbrauchen etwas Strom.

Setzt den Lkw mit der ausgefallenen Kühlanlage an den Anfang der Warteschlange.

Kennzahlen

Produkttemperatur
5,0°C
normal
Wartezeit der Lkw
0min
normal
Temperaturabweichung
0,00°C·h
normal
Fracht des ausgefallenen Kühl-Lkw
4,0°C
normal
Kühlraumluft5,0 °C
Personalzeit (besetzte Torstunden)0,5 h
Wartende Lkw0
Rampenauslastung0 %
Kälteleistung0,0 kW

Verlauf

Produkttemperatur: — °C14,00,0

Krisenszenarien

Stufe 1 · Verdichterausfall an einem heißen Tag

33 °C draußen, Lkw treffen gleichmäßig ein, vier Tore zum Entladen sind offen. Einer der beiden Verdichter fällt gleich aus. Halten Sie die Impfstoffe bei 2–8 °C.

  • Produkt nie über 8 °C
  • Kühlraumluft nie über dem Voralarm von 7 °C (Standorteinstellung — Annahme)
  • Mittlere Lkw-Wartezeit ≤ 60 min

Stufe 2 · Feiertagsspitze

Vier Stunden nach Beginn eines 14-stündigen Betriebstags beginnt die Feiertagsspitze: Sieben Stunden lang kommen 7 Lkw pro Stunde zu gebuchten Zeitfenstern an — mehr als doppelt so viele wie die üblichen 3 —, und nur drei Tore sind besetzt. Gebuchte Fahrer haben feste Zeitfenster, daher muss die mittlere Wartezeit bei höchstens 20 Minuten bleiben. Zusätzliche Rampenteams sind auf Abruf, aber das Überstundenbudget deckt 68 besetzte Torstunden für den Tag. Öffnen Sie rechtzeitig genug Tore — ohne den Kühlraum an einem 33-°C-Nachmittag zu überhitzen.

  • Mittlere Lkw-Wartezeit ≤ 20 min ab der Spitze (Zeitfenster — harte Grenze)
  • Produkt nie über 8 °C
  • Mittlere Kälteleistung ≤ 55 kW
  • Personalzeit ≤ 68 Torstunden (Überstundenbudget — Annahme)

Stufe 3 · Kühl-Lkw-Ausfall auf dem Hof

Zwölf Lkw warten schon, und nur zwei Tore sind besetzt. Dann fällt die Kühlanlage eines Lkw am Ende der Schlange aus — bei 35 °C Hitze.

  • Fracht des ausgefallenen Kühl-Lkw nie über 8 °C
  • Lagerprodukt nie über 8 °C
  • Mittlere Lkw-Wartezeit ≤ 90 min

Grundlage — das Modell hinter den Zahlen

Jede Beziehung, die der Simulator verwendet, mit ihrer Quelle. Als Annahmen gekennzeichnete Konstanten sind anschauliche Kalibrierungen.

Wärmebilanz des Kühlraums: Wände und offene Tore bringen Wärme herein, die Kühlung führt sie ab.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Annahme: Wärmespeichermasse, Wand- und Torleitwert, Verdichtergröße und Abfertigungszeit sind anschauliche Werte.
Der Lufteintrag durch Tore wächst mit der Zahl der offenen Tore und dem Temperaturunterschied; Luftschleier verringern ihn.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Annahme: Wärmespeichermasse, Wand- und Torleitwert, Verdichtergröße und Abfertigungszeit sind anschauliche Werte.
Kälteeffizienz als Bruchteil der Carnot-Grenze.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
Die Kerntemperatur des Produkts folgt der Luft mit zwei Stunden Verzögerung.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
Abweichung (Excursion): Gradstunden außerhalb des Lagerbereichs von 2–8 °C (zu warm oder gefrierend).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
Weitere Betriebskonstanten, die das Modell verwendet.
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-2Annahme: Wärmespeichermasse, Wand- und Torleitwert, Verdichtergröße und Abfertigungszeit sind anschauliche Werte.
Lkw ohne Termin kommen zufällig an, gebuchte Lkw zu ihren Zeitfenstern (einige verpassen sie), und die Tore bedienen sie parallel. Die Wartezeit folgt dem Little’schen Gesetz: die Schlange geteilt durch die in der letzten Stunde tatsächlich entladenen Lkw pro Stunde, sodass eine unveränderte Schlange nicht springt, wenn sich die Ankunftsrate ändert.
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]
Personalzeit: Jedes besetzte Tor wird bezahlt, ob ein Lkw daran steht oder nicht.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

Zufall: ein Mulberry32-Generator mit Seed; verwendete Verteilungen — gleichverteilt, exponentiell (inverse Verteilungsfunktion), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Der Seed wird angezeigt und lässt sich teilen.

Quellen

  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

Wer das beruflich macht

Lehrmodell — nicht für operative Entscheidungen geeignet. Reale Standorte kalibrieren jede Konstante auf ihre eigenen Anlagen und Daten.