📦 コールドチェーン物流拠点 ライブモデル

根拠:数字の背後にあるモデル

シミュレーターが使うすべての関係式を、出典とともに示します。前提と記された定数は例示的な校正値です。

冷蔵室の熱収支:壁と開いたドアが熱を持ち込み、冷凍がそれを取り除きます。

C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]前提:熱容量、壁とドアのコンダクタンス、コンプレッサーの容量、サービス時間は例示的な値です。

ドアからの侵入は、開いているドアの数と温度差に応じて増え、エアカーテンがそれを減らします。

Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]前提:熱容量、壁とドアのコンダクタンス、コンプレッサーの容量、サービス時間は例示的な値です。

冷凍効率はカルノー限界に対する割合です。

COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]

製品の中心温度は、2時間遅れで空気の温度に追従します。

T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]

逸脱:2〜8 °Cの保管範囲外(高すぎる、または凍結)にあった度時間。

excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]

モデルが使うその他の運転定数。

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-2前提:熱容量、壁とドアのコンダクタンス、コンプレッサーの容量、サービス時間は例示的な値です。

予約なしのトラックはランダムに、予約済みのトラックは予約枠の時刻に到着し(一部は枠に遅れます)、ドアが並列で処理します。待ち時間はリトルの法則に従います。待ち行列を直近1時間に実際に荷下ろしされた1時間あたりのトラック台数で割るため、到着率が変わっても行列が同じなら待ち時間は急に跳ね上がりません。

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]

作業員の時間:人員を配置したドアは、トラックがいてもいなくても費用がかかります。

crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

乱数:シード付きのmulberry32ジェネレーター。使用する分布は一様分布、指数分布(逆CDF法)、正規分布(Box–Muller法)、ポアソン分布(Knuth法)。シードは表示され、共有できます。

出典

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