Külmaahela logistikakeskus Reaalaja mudel

Juhid temperatuuritundlike kaupade, näiteks vaktsiinide, jaotuskeskuse laadimisala ja külmladu. Iga avatud uks laseb sooja õhku sisse, iga järjekorras seisev veok on ootav kaup ning toode peab püsima vahemikus 2 °C kuni 8 °C.

Mida sa õpid

Simulaator

Aeg 0 min
Toote temperatuur 5,0 °C · Ootavad veokid 0 · Veokite ooteaeg 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • Uks vaba
  • Tühjendamine (uks avatud)
  • Veok ootab
  • Rikkis külmveok

Juhtimine

Iga bemannitud uks tühjendab korraga ühe veoki — ja laseb avatuna sooja õhku sisse.

Vahemikus 2–8 °C. Madalam annab suurema puhvri, kuid kasutab rohkem energiat.

Kaks kompressorit, kummagi jahutusvõimsus 40 kW.

Vähendab sooja õhu sissetungi läbi avatud uste; ventilaatorid kasutavad veidi võimsust.

Viib rikkis külmaseadmega veoki järjekorras ette.

Näitajad

Toote temperatuur
5,0°C
normaalne
Veokite ooteaeg
0min
normaalne
Temperatuuri kõrvalekalle
0,00°C·h
normaalne
Rikkis külmveoki last
4,0°C
normaalne
Külmruumi õhk5,0 °C
Meeskonnaaeg (mehitatud uksetunnid)0,5 h
Ootavad veokid0
Laadimisuste kasutus0 %
Jahutuse võimsus0,0 kW

Trend

Toote temperatuur: — °C14,00,0

Kriisistsenaariumid

Tase 1 · Kompressori rike kuumal päeval

Väljas 33 °C, veokid saabuvad ühtlaselt, neli ust on tühjendamiseks avatud. Üks kahest kompressorist hakkab kohe rikki minema. Hoia vaktsiinid vahemikus 2–8 °C.

  • Toode kunagi üle 8 °C
  • Külmruumi õhk mitte kunagi üle 7 °C eelhäire (objekti seadistus — eeldus)
  • Keskmine veoki ooteaeg ≤ 60 min

Tase 2 · Pühadetipp

Neli tundi pärast 14-tunnise tööpäeva algust algab pühade tipp: seitsme tunni jooksul saabub broneeritud ajapiludes 7 veokit tunnis — üle kahe korra rohkem kui tavapärased 3 — ja mehitatud on vaid kolm ust. Broneeritud juhtidel on kindlad ajapilud, seega peab keskmine ooteaeg jääma kuni 20 minutini. Lisameeskonnad on valves, kuid ületunnieelarve katab päeva kohta 68 mehitatud uksetundi. Ava piisavalt uksi õigel ajal — ilma külmruumi 33 °C pärastlõunal ära keetmata.

  • Keskmine veoki ooteaeg ≤ 20 min alates tipust (ajapilud — range piir)
  • Toode kunagi üle 8 °C
  • Keskmine jahutuse võimsus ≤ 55 kW
  • Meeskonnaaeg ≤ 68 uksetundi (ületunnieelarve — eeldus)

Tase 3 · Külmveoki rike platsil

Kaksteist veokit juba ootab ja mehitatud on vaid kaks ust. Siis annab järjekorra lõpus oleva veoki külmaseade otsad — 35 °C kuumuses.

  • Rikkis külmveoki last kunagi üle 8 °C
  • Laos olev toode kunagi üle 8 °C
  • Keskmine veoki ooteaeg ≤ 90 min

Alus — arvude taga olev mudel

Kõik seosed, mida simulaator kasutab, koos allikaga. Eeldustena märgitud konstandid on illustratiivsed kalibreeringud.

Külmruumi soojusbilanss: seinad ja avatud uksed toovad soojust sisse, jahutus viib selle välja.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Eeldus: soojusmass, seinte ja uste soojusjuhtivus, kompressori suurus ja teenindusaeg on illustratiivsed väärtused.
Uste kaudu sissetung kasvab avatud uste arvu ja temperatuuride vahega; õhkkardinad vähendavad seda.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Eeldus: soojusmass, seinte ja uste soojusjuhtivus, kompressori suurus ja teenindusaeg on illustratiivsed väärtused.
Jahutuse tõhusus Carnot’ piiri murdosana.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
Toote sisetemperatuur järgib õhku kahetunnise viivitusega.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
Kõrvalekalle: kraaditunnid väljaspool 2–8 °C säilitusvahemikku (liiga soe või külmuv).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
Muud mudelis kasutatavad tööpõhimõtete konstandid.
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-2Eeldus: soojusmass, seinte ja uste soojusjuhtivus, kompressori suurus ja teenindusaeg on illustratiivsed väärtused.
Etteteatamata veokid saabuvad juhuslikult, broneeritud veokid oma ajapiludes (mõned jäävad neist maha) ja uksed teenindavad neid paralleelselt. Ooteaeg järgib Little’i seadust: järjekord jagatud viimase tunni jooksul tegelikult tühjendatud veokite arvuga tunnis, nii et muutumatu järjekord ei hüppa, kui saabumismäär muutub.
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]
Meeskonnaaeg: iga mehitatud ukse eest makstakse, olgu selle juures veok või mitte.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

Juhuslikkus: seemnega mulberry32 generaator; kasutatud jaotused — ühtlane, eksponentsiaalne (pöördkumulatiivne jaotusfunktsioon), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seeme on nähtav ja jagatav.

Allikad

  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

Kes seda elukutseliselt teeb

Õppemudel — ei ole mõeldud operatiivotsusteks. Tegelikud rajatised kalibreerivad iga konstandi oma seadmete ja andmete järgi.