ცივი ჯაჭვის ლოჯისტიკური ჰაბი ცოცხალი მოდელი

თქვენ მართავთ ტემპერატურაზე მგრძნობიარე საქონლის, მაგალითად ვაქცინების, განაწილების ჰაბის დოკსა და ცივ საწყობს. ყოველი ღია კარი თბილ ჰაერს ატარებს, რიგში მდგომი ყოველი სატვირთო მოლოდინში მყოფი ტვირთია, პროდუქტი კი 2 °C-სა და 8 °C-ს შორის უნდა დარჩეს.

რას ისწავლით

სიმულატორი

დრო 0 min
პროდუქტის ტემპერატურა 5,0 °C · მოლოდინში მყოფი სატვირთოები 0 · სატვირთოს ლოდინის დრო 0 min❄ 5,0 °C · 📦 5,0 °C · ⚡ 0,0 kW···✕✕✕🚚 0 · ⏱ 0 min
  • კარი თავისუფალია
  • განტვირთვა (კარი ღიაა)
  • სატვირთო ელოდება
  • გაუმართავი რეფრიჟერატორი

მართვის ელემენტები

თითო დაკომპლექტებული კარი ერთდროულად ერთ სატვირთოს ცლის — და ღია დროს თბილ ჰაერს ატარებს.

2–8 °C დიაპაზონში. დაბალი მეტ ბუფერს იძლევა, მაგრამ მეტ ენერგიას ხარჯავს.

ორი კომპრესორი, თითო 40 kW გაგრილება.

ამცირებს თბილი ჰაერის შეღწევას ღია კარებიდან; ვენტილატორები ცოტა ენერგიას ხარჯავენ.

გაუმართავი გაგრილების ბლოკის მქონე სატვირთოს რიგის წინა ნაწილში გადაიყვანს.

ინდიკატორები

პროდუქტის ტემპერატურა
5,0°C
ნორმალური
სატვირთოს ლოდინის დრო
0min
ნორმალური
ტემპერატურული გადახრა
0,00°C·h
ნორმალური
გაუმართავი რეფრიჟერატორის ტვირთი
4,0°C
ნორმალური
ცივი კამერის ჰაერი5,0 °C
ბრიგადის დრო (დაკომპლექტებული კარი-საათები)0,5 h
მოლოდინში მყოფი სატვირთოები0
დოკის გამოყენება0 %
გაგრილების სიმძლავრე0,0 kW

ტენდენცია

პროდუქტის ტემპერატურა: — °C14,00,0

კრიზისული სცენარები

დონე 1 · კომპრესორის გაუმართაობა ცხელ დღეს

გარეთ 33 °C, სატვირთოები თანაბრად ჩამოდიან, განტვირთვისთვის ოთხი კარია ღია. ორიდან ერთი კომპრესორი გაუმართავი ხდება. ვაქცინები 2–8 °C-ში შეინარჩუნეთ.

  • პროდუქტი არასოდეს 8 °C-ზე მაღლა
  • ცივი კამერის ჰაერი არასოდეს 7 °C-იან წინასწარ განგაშზე მაღლა (ობიექტის პარამეტრი — დაშვება)
  • სატვირთოს საშუალო ლოდინი ≤ 60 min

დონე 2 · დღესასწაულის პიკი

14-საათიანი სამუშაო დღის დაწყებიდან ოთხი საათის შემდეგ სადღესასწაულო პიკი იწყება: შვიდი საათის განმავლობაში დაჯავშნილ სლოტებზე საათში 7 სატვირთო ჩამოდის — ჩვეულებრივი 3-ის ორმაგზე მეტი — და მხოლოდ სამი კარია დაკომპლექტებული. დაჯავშნილ მძღოლებს დროის სლოტები აქვთ, ამიტომ საშუალო ლოდინი 20 წუთს არ უნდა აღემატებოდეს. დამატებითი დოკის ბრიგადები გამოძახებაზე არიან, მაგრამ ზეგანაკვეთური ბიუჯეტი დღეზე 68 დაკომპლექტებულ კარი-საათს ფარავს. დროულად გახსენით საკმარისი კარი — ისე, რომ ცივი კამერა 33 °C შუადღეს არ გაცხელდეს.

  • სატვირთოს საშუალო ლოდინი ≤ 20 min პიკიდან მოყოლებული (დროის სლოტები — მკაცრი ზღვარი)
  • პროდუქტი არასოდეს 8 °C-ზე მაღლა
  • გაგრილების საშუალო სიმძლავრე ≤ 55 kW
  • ბრიგადის დრო ≤ 68 კარი-საათი (ზეგანაკვეთური ბიუჯეტი — დაშვება)

დონე 3 · რეფრიჟერატორის გაუმართაობა ეზოში

რიგში უკვე თორმეტი სატვირთო დგას და მხოლოდ ორი კარია დაკომპლექტებული. შემდეგ რიგის ბოლოს მდგომი სატვირთოს გაგრილების ბლოკი გამოდის მწყობრიდან — 35 °C სიცხეში.

  • გაუმართავი რეფრიჟერატორის ტვირთი არასოდეს 8 °C-ზე მაღლა
  • საწყობის პროდუქტი არასოდეს 8 °C-ზე მაღლა
  • სატვირთოს საშუალო ლოდინი ≤ 90 min

საფუძველი — რიცხვების უკან მდგომი მოდელი

ყველა დამოკიდებულება, რომელსაც სიმულატორი იყენებს, წყაროთურთ. დაშვებად მონიშნული მუდმივები საილუსტრაციო კალიბრაციებია.

ცივი კამერის სითბური ბალანსი: კედლები და ღია კარები სითბოს შემოიტანენ, გაგრილება გამოიტანს.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]დაშვება: თერმული მასა, კედლებისა და კარების გამტარობა, კომპრესორის ზომა და მომსახურების დრო საილუსტრაციო მნიშვნელობებია.
კარებიდან შეღწევა იზრდება ღია კარების რაოდენობისა და ტემპერატურათა სხვაობის მიხედვით; ჰაერის ფარდები მას ამცირებს.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]დაშვება: თერმული მასა, კედლებისა და კარების გამტარობა, კომპრესორის ზომა და მომსახურების დრო საილუსტრაციო მნიშვნელობებია.
გაგრილების ეფექტიანობა კარნოს ზღვრის ნაწილის სახით.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap) [K][4]
პროდუქტის ბირთვის ტემპერატურა ჰაერს ორსაათიანი დაგვიანებით მისდევს.
T_product(t+Δt) = T_room + (T_product − T_room)·e^(−Δt/2h)[3]
გადახრა: გრადუს-საათები 2–8 °C შენახვის დიაპაზონის გარეთ (ძალიან თბილი ან გაყინვა).
excursion = Σ max(0, T − 8, 2 − T) · Δt [°C·h][1]
მოდელის მიერ გამოყენებული სხვა საექსპლუატაციო მუდმივები.
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-2დაშვება: თერმული მასა, კედლებისა და კარების გამტარობა, კომპრესორის ზომა და მომსახურების დრო საილუსტრაციო მნიშვნელობებია.
წინასწარი ჩაწერის გარეშე მოსული სატვირთოები შემთხვევით ჩამოდიან, დაჯავშნილი სატვირთოები — თავიანთ დროის სლოტებზე (ზოგი მათ აცდენს), და კარები მათ პარალელურად ემსახურება. ლოდინის დრო ლიტლის კანონს მიჰყვება: რიგი გაყოფილი ბოლო საათში რეალურად განტვირთულ სატვირთოებზე საათში, ამიტომ უცვლელი რიგი არ ხტება, როცა ჩამოსვლის ტემპი იცვლება.
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]
ბრიგადის დრო: ყოველი დაკომპლექტებული კარი ანაზღაურდება, იქ სატვირთო დგას თუ არა.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]

შემთხვევითობა: სიდიანი mulberry32 გენერატორი; გამოყენებული განაწილებები — თანაბარი, ექსპონენციალური (შებრუნებული CDF), ნორმალური (ბოქს–მიულერი), პუასონის (კნუტი). სიდი ნაჩვენებია და გაზიარებადია.

წყაროები

  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

ვინ აკეთებს ამას პროფესიად

საგანმანათლებლო მოდელი — არ არის განკუთვნილი ოპერაციული გადაწყვეტილებებისთვის. რეალური ობიექტები ყველა მუდმივას საკუთარ აღჭურვილობასა და მონაცემებზე ადგენენ.