Вы управляете доком и холодным складом распределительного хаба для термочувствительных грузов, например вакцин. Каждые открытые ворота пропускают тёплый воздух, каждый грузовик в очереди — это ждущий груз, а продукт должен оставаться между 2 °C и 8 °C.
Чему вы научитесь
Как ворота дока, стены и охлаждение складываются в тепловой баланс холодильной камеры.
Как теория очередей определяет штат дока (M/M/c, закон Литтла).
Почему температура продукта отстаёт от температуры воздуха и как считаются отклонения.
Симулятор
Время 0 мин
·Ворота свободны
⇄Разгрузка (ворота открыты)
🚚Грузовик ожидает
🚚Отказавший рефрижератор
Управление
Каждые обслуживаемые ворота разгружают одну машину за раз — и пропускают тёплый воздух, пока открыты.
В диапазоне 2–8 °C. Ниже — больше запас, но больше расход энергии.
Два компрессора, по 40 кВт охлаждения каждый.
Уменьшают проникновение тёплого воздуха через открытые ворота; вентиляторы потребляют немного энергии.
Ставит грузовик с отказавшей холодильной установкой в начало очереди.
Показатели
Температура продукта
5,0°C
норма
Время ожидания грузовика
0min
норма
Температурное отклонение
0,00°C·h
норма
Груз в отказавшем рефрижераторе
4,0°C
норма
Воздух в холодильной камере
5,0 °C
Время бригад (ворото-часы с персоналом)
0,5 h
Грузовиков в ожидании
0
Загрузка дока
0 %
Мощность охлаждения
0,0 kW
Динамика
Кризисные сценарии
Уровень 1 · Отказ компрессора в жаркий день
На улице 33 °C, грузовики прибывают равномерно, для разгрузки открыты четверо ворот. Один из двух компрессоров вот-вот выйдет из строя. Удержите вакцины в пределах 2–8 °C.
Продукт никогда не выше 8 °C
Воздух в камере никогда не выше порога предварительной тревоги 7 °C (настройка объекта — допущение)
Среднее ожидание грузовика ≤ 60 мин
Уровень 2 · Предпраздничный пик
Через четыре часа после начала 14-часового рабочего дня начинается праздничный пик: семь часов подряд прибывает 7 грузовиков в час по записи — более чем вдвое больше обычных 3, — а обслуживаются только трое ворот. У водителей по записи есть назначенное время, поэтому среднее ожидание должно оставаться не более 20 минут. Дополнительные бригады дока на вызове, но бюджет сверхурочных покрывает 68 ворото-часов с персоналом на весь день. Откройте вовремя достаточно ворот — не «сварив» холодильную камеру в день с 33 °C.
Среднее ожидание грузовика ≤ 20 мин с начала пика (время по записи — жёсткий предел)
Продукт никогда не выше 8 °C
Средняя мощность охлаждения ≤ 55 кВт
Время бригад ≤ 68 ворото-часов (бюджет сверхурочных — допущение)
Уровень 3 · Отказ рефрижератора на дворе
Двенадцать грузовиков уже ждут, а обслуживаются только двое ворот. Затем у грузовика в хвосте очереди отказывает холодильная установка — при жаре 35 °C.
Груз в отказавшем рефрижераторе никогда не выше 8 °C
Продукт на складе никогда не выше 8 °C
Среднее ожидание грузовика ≤ 90 мин
Основа — модель, стоящая за числами
Все зависимости, которые использует симулятор, с источниками. Константы, помеченные как допущения, — иллюстративные калибровки.
Тепловой баланс холодильной камеры: стены и открытые ворота вносят тепло, охлаждение его отводит.
C · dT/dt = UA·(T_out − T) + Q_door − Q_refrig[3][2]Допущение: тепловая масса, проводимость стен и ворот, размер компрессоров и время обслуживания — иллюстративные значения.
Проникновение воздуха через ворота растёт с числом открытых ворот и разностью температур; воздушные завесы его снижают.
Q_door = n_open · 0.6 · 1.2 kW/K · (T_out − T) · (1 − 0.7·curtain)[2]Допущение: тепловая масса, проводимость стен и ворот, размер компрессоров и время обслуживания — иллюстративные значения.
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-2Допущение: тепловая масса, проводимость стен и ворот, размер компрессоров и время обслуживания — иллюстративные значения.
Грузовики без записи приезжают случайно, записанные — в свои слоты (некоторые их пропускают), а ворота обслуживают их параллельно. Время ожидания следует закону Литтла: очередь, делённая на число грузовиков, фактически разгруженных в час за последний час, поэтому неизменная очередь не скачет при изменении интенсивности прибытия.
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]
Время бригад: каждые ворота с персоналом оплачиваются, есть у них грузовик или нет.
crew time = Σ c_staffed · Δt [door-hours]
Случайность: генератор mulberry32 с seed; используемые распределения — равномерное, экспоненциальное (обратная CDF), нормальное (Бокса — Мюллера), Пуассона (Кнут). Seed показан и им можно делиться.