Saglabājiet to vēsu — no veikala līdz durvīm

Pārtikas, medikamentu, ātrbojīgu preču un citu temperatūrai jutīgu priekšmetu tālsatiksmes un pēdējās jūdzes transportēšana ir atkarīga no kravas automašīnām ar refrižeratoru. Aptuveni 2% no Ziemeļamerikas aptuveni 38 miljoniem kravas automašīnu, kas pašlaik atrodas uz ceļiem, ir refrižerētas, un tās rada 12 miljardus ASV dolāru gadā kravu piegādes ieņēmumi (kopējie kravu pārvadājumu ieņēmumi ir ~750 miljardi ASV dolāru gadā). Preču virszemes pārvietošana ietver sarežģītu ostu, noliktavu, rūpnīcu un fermu tīklu, kas padod produktus tālsatiksmes kravas automašīnās, kas tos piegādā vietējiem izplatīšanas centriem un veikaliem. Pēdējās jūdzes piegādes pārvieto krājumus no izplatīšanas centriem un veikaliem uz gala klientu mājām un uzņēmumiem, radot aptuveni 60 miljardus ASV dolāru gadā ieņēmumus. 10% no tiem (6 miljardi ASV dolāru gadā) ir saldētavas piegādes.

Aukstās ķēdes izplatīšana ir specializēts process, kas regulē temperatūrai jutīgu produktu pārvietošanu no izcelsmes punktiem (rūpnīcām, fermām, noliktavām, izplatīšanas centriem) līdz gala lietotājam. Uzglabāšanas/transportēšanas laiki un temperatūras kontrole ir ļoti svarīgas, lai plānotu, uzraudzītu un izpildītu, lai saglabātu produkta kvalitāti un integritāti. Agrīnās ieviešanas laikā tika izmantots dabisks un sausais ledus, un tie bija ierobežoti nelielos attālumos. Mehāniski refrižerējamās kravas automašīnas 1935. gadā izgudroja Fredriks Džonss, pašizglītots un izcils inženieris, kurš pirmajā pasaules karā dienēja ASV armijā. Šim jauninājumam bija nozīmīga loma Otrajā pasaules karā, transportējot medikamentus, asinis un pārtiku ASV karaspēkam. ASV starpštatu automaģistrāļu sistēmas izveide 1956. gadā bija liecinieks būtiskiem uzlabojumiem jaudas, efektivitātes un refrižeratoru kravas automašīnu klāstā (kas sirsnīgi un pārsteidzoši pazīstami kā "saldētavas”. Bilam Maheram tam vajadzētu patikt!).

Lielākā daļa tālsatiksmes saldētavas izmantot mehānisko dzesēšanu, lai nodrošinātu temperatūras kontroli visam piekabes vai konteinera vienības iekšējam tilpumam, kurā tiek uzglabāts produkts. Dzesēšanas šķidrumu, kompresoru, izolācijas un ventilācijas kombinācija tiek izmantota ar īpašu dīzeļdzinēju ģeneratoru, kas nodrošina jaudu saldēšanas iekārtas darbināšanai. Daudzās pēdējās jūdzes piegādes opcijās tiek izmantots arī kāds šīs metodes variants.

E-komercijas pieaugums un Covid pandēmija ievērojami palielināja saldētavas pēdējās jūdzes piegādes no veikaliem un izplatīšanas centriem galalietotājiem. Pārtikas veikalu ķēdes un e-komercijas liellopi saskatīja ievērojamas iespējas ātri bojājošos preču, piemēram, pārtikas preču, pusgatavu pārtikas komplektu un medikamentu, piegādes vienā dienā. Viņi sekoja ieguldījumiem noliktavā un piegāde. Dažas no iespējām, kas tiek izstrādātas šīm piegādēm, ir specializēti un īpaši konstruēti furgoni, roboti un droni.

Galvenie jauninājumi, kas sastopami pēdējās jūdzes piegādes kravas automašīnās, ietver:

1. Mazākas, vieglas kravas automašīnas: lielapjoma piegādes pārtikas veikaliem un citām mazumtirdzniecības vietām izmanto 5. līdz 7. klases kravas automašīnas un/vai traktoru piekabes. Piegādei uz mājām tiek izmantoti 1. līdz 4. klases furgoni, kuriem ir samazinātas vadītāja sertifikācijas vajadzības un kas ir efektīvāki piegādes intervālu, enerģijas izmaksu un stāvvietu ziņā. Šo kravas automašīnu šasijas svars parasti ir mazāks par 10,000 XNUMX lb.
2. Elektriskie transportlīdzekļi: arvien vairāk uzmanības pievēršanās zemākām transportlīdzekļu emisijām un trokšņa piesārņojumam liek pāriet no ar gāzi vai dīzeli darbināmiem iekšdedzes dzinējiem uz ar akumulatoru darbināmiem elektriskiem transportlīdzekļiem. Citas priekšrocības ietver samazinātas uzturēšanas izmaksas, jo ir mazāk kustīgo daļu.
3. Elektriskā dzesēšana: pāreju uz dzesēšanas sistēmām, kas darbojas ar akumulatoru darbināmu elektroenerģiju (salīdzinājumā ar dīzeļģeneratoriem), nosaka vajadzība kontrolēt emisijas un virzīties uz ilgtspējīgiem pēdējā jūdzes risinājumiem. Tas joprojām izmanto slēgta cikla dzesēšanas šķidrumus un kompresorus, lai panāktu temperatūras kontroli. Elektriskā dzesēšana ir dabisks papildinājums elektrisko transportlīdzekļu izmantošanai, lai nodrošinātu videi draudzīgas un klusas piegādes dzīvojamos rajonos. Partnerības starp elektrisko transportlīdzekļu ražotājiem un dzesēšanas risinājumu nodrošinātājiem attiecas uz pilnībā elektrisko dzesēšanas iekārtu pēdējās jūdzes piegādes segmentu.
4. Cietvielu dzesēšana ir īpaša 3. kategorija, bet izmanto termoelektrisko dzesēšanas tehnoloģiju, kuras pamatā ir Peltjē efekts. Tajā netiek izmantotas kustīgas daļas, dzesēšanas šķidrumi vai kompresori, un tas novērš globālās sasilšanas draudus, ko rada aukstumaģenta noplūde (tipiski aukstumaģenti ir ogļūdeņraži vai hidrofluorogļūdeņraži), kas izraisa 2000 X lielāku siltuma absorbciju atmosfērā nekā CO2, un ir galvenais globālās sasilšanas veicinātājs.
5. Mērķtiecīgi būvēti transportlīdzekļi ergonomiskai kravas iekraušanai un izkraušanai, svarīgs apsvērums, lai aizsargātu darbinieku drošību un veselību
6. Pielāgošana vairākām produktu līnijām un temperatūras diapazoniem: Pēdējās jūdzes piegādei ir īpašas vajadzības atsevišķiem klientiem, un tās var ietvert dažādas temperatūras un produkta prasības.

Cietvielu saldēšanas iekārta pēdējās jūdzes piegādēm

Cietvielu dzesēšana attiecas uz temperatūras kontroli, ko nodrošina termoelektriskā tehnoloģija. Konkrēti, tas attiecas uz piemērošanu Peltjē efekts, kurā izmantoti pusvadītāju elementi, piemēram, bismuta telurīds aktīvās un pasīvās siltuma slodzes pārnešanai no “aukstās plāksnes” (kas tiek uzturēta mērķa temperatūrā, kas var būt līdz pat -60C) uz “sildvirsmu” (kas ir siltuma izlietne, kuras temperatūra ir dažus grādus augstāka par apkārtējās vides temperatūru). temperatūra). Termoelektriskie dzesētāji jeb TEC ir izmantoti kopš 1980. gadu vidus, lai atdzesētu lāzerus un detektorus sakaru lietojumiem, un tiem bija liela nozīme liela joslas platuma sakaru un skaitļošanas apgriezienu veicināšanā (sk. 1. attēlu).

Elektriskās polaritātes maiņa ļauj izmantot TEC sildīšanas režīmā, kas ir ļoti izdevīgi lietojumos ar lielām apkārtējās temperatūras svārstībām, kur aukstā puse ir jāuztur fiksētā temperatūrā. Tas arī paver iespējas izmantot šāda veida tehnoloģiju, lai piegādātu siltus vai karstus priekšmetus, piemēram, gatavu ēdienu.

Termoelektriskās dzesēšanas priekšrocības ir acīmredzamas – augstāka uzticamība (nav kustīgu detaļu un kompresoru), nav fluorogļūdeņražu (HFC) vai toksisku aukstumaģentu (kas var noplūst un izraisīt vides problēmas), mazāka izmēra un svara prasības un klusāka darbība. Tas nodrošina arī modulāru, sadalītu un telpiski fokusētu temperatūras kontroli un kopumā labāku sienas kontaktdakšas efektivitāti nekā parastās saldēšanas metodes, kas paredzētas visa konteinera vai piekabes telpiskā tilpuma atdzesēšanai.

Cietvielu dzesēšana sākotnēji tika izmantota mazu optisko un elektronisko mikroshēmu dzesēšanai vai temperatūras stabilizēšanai ar nelielu siltuma slodzi. Tehnoloģijai attīstoties, tā tika izmantota lielākiem mezgliem, piemēram, rūpnieciskajiem lāzeriem un datoriem. Izmaksu, enerģijas patēriņa un ietilpības apsvērumu dēļ to mērogošana lielām telpām šajā posmā ir nepraktiska (piemēram, visas piekabes dzesēšana 8. klases kravas automašīnā). Tomēr pieticīga tilpuma konteineri patīk dzērienu dzesētāji un zem letes ledusskapji izmantošanai medicīnā un laboratorijā, ir praktiski un pieejami šodien.

Fononic, kas atrodas Research Triangle Park (Ziemeļkarolīna), ir pusvadītāju uzņēmums, kas specializējas TEC izstrādē un ražošanā masu tirgus lietojumiem, sākot no sakariem un LiDAR līdz transportēšanai, klimata kontrolei un vakcīnu uzglabāšanai. Līdz šim uzņēmums ir piesaistījis 250 miljonus ASV dolāru, tajā strādā 200 darbinieku, un tai ir partnerattiecības ar ražošanas partneriem, piemēram, Fabrinet Taizemē. Papildus intelektuālajam īpašumam pusvadītāju jomā, uzņēmums ir koncentrējies arī uz savu TEC produktu integrēšanu lietojumprogrammām specifiskos un pielāgotos cietvielu dzesēšanas risinājumos laboratorijas, tirdzniecības, klimata kontroles un aukstuma ķēdes izpildei.

2. attēlā ir parādīta aukstās ķēdes izpildes ekosistēma, ko risina Phononic, tostarp uzglabāšana un iekraušana veikalos, noliktavās un izpildes centros, kā arī pēdējā jūdzes transportēšana starp šīm vietām un galapatērētāju.

Uzņēmuma kopējā produktā (3. attēls) ir integrēti TEC, lai nodrošinātu dzesēšanu bagāžas nodalījuma tilpumā, un CO2/ūdens dzesētājs, lai ar integrētu ventilatoru palīdzību izvadītu siltumu atmosfērā. Kastes izmērus var pielāgot, un tie ir pieejami 2 modeļos – atdzesēti un saldēti. Pirmais patērē aptuveni 40 W enerģijas līdzsvara stāvoklī, savukārt saldētavas versija patērē ~ 100 W, kas ir ideāli piemērots elektriskajiem transportlīdzekļiem enerģijas patēriņa un akumulatora darbības laika ziņā. Risinājums nodrošina pielāgotus temperatūras risinājumus atkarībā no produkta lietderīgās slodzes un integrē IoT savienojumu, lai nepārtraukti uzraudzītu un izsekotu temperatūras atbilstību.

Phononic sadarbojās ar Sortimo, kas pielāgoja paplašinātu Ford elektrisko furgonu kā Tri-Temp transportlīdzekli klientu demonstrācijām. Līdz šim uzņēmumam ir 15 komerciālas instalācijas, un tuvākajā nākotnē tiek plānots vēl vairāk. Pēc Phononic izpilddirektora Tonija Atti teiktā, “Mēs redzējām iespēju izmantot mūsu pusvadītāju platformu un integrēto sistēmas dizainu, lai nodrošinātu ilgtspējīgu un rentablu risinājumu aukstuma ķēdes/pēdējās jūdzes piegādei no gala līdz galam. Sākotnējās pārbaudes liecina, ka vidēja lieluma pārtikas preču ķēde ar 60 veikaliem var ietaupīt USD 1 miljonu no ikgadējām piegāžu ekspluatācijas izmaksām un izvairīties no vairāk nekā 800 metrisko tonnu CO2 emisiju, salīdzinot ar benzīna piegādes transportlīdzekļiem, kuros izmanto sauso ledu un želejas iepakojumus. Turpmāk mēs pievērsīsimies izpildes centriem, vidējai piegādei, saņemšanai veikalā/malā un pēdējās jūdzes piegādei ar Tri-Temp kravas automašīnām un droniem.

Jaunie pēdējā jūdzes piegādes risinājumi

Lielākie e-komercijas uzņēmumi iegulda elektriskajos transportlīdzekļos, lai veiktu pēdējās jūdzes piegādes. Amazon akcijas Rivian ir viens piemērs. Walmart ir sadarbojies ar Canoo līdzīgām spējām. Lai gan tie ir paredzēti vispārīgām piegādēm, cietvielu ledusskapji ir ideāli piemēroti noteiktām kravām.

Palielinoties e-komercijas un uz lietotnēm balstītai piegādei, parādās jaunas pēdējās jūdzes transporta modalitātes. Tie, visticamāk, būs autonomi (roboti, droni un furgoni) un ar elektrisku piedziņu. Amazon nesen uzsāka piegādes robotu Amazon Scout un ir saņēmis FAA atļauju veikt pārtikas un medikamentu piegādes ar droniem.

Nuro, autonomo furgonu ražotājs ir partnerattiecības ar Kroger, pārtikas preču piegādēm un ar Domino's picu piegādēm. Viņi nesen parakstīja līgumu ar Uber Eats par pārtikas piegāde no restorāniem uz mājām un uzņēmumiem.

Vēloties gūt labumu no ļoti apdzīvotām koledžu pilsētiņām ar izsalkušiem studentiem, ko pabarot, Starship Technologies nesen paziņoja uz robotiem balstīts pārtikas piegādes pakalpojums Misūri štata universitātē. Karstās un aukstās maltītes tiek piegādātas no kafejnīcām uz dažādām universitātes pilsētiņas vietām, izmantojot uz lietotnēm balstītas robotu piegādes.

Viegli, energoefektīvi un ilgtspējīgi cietvielu temperatūras kontrolēti risinājumi atdzesētu, saldētu vai apsildāmu produktu piegādei ir ideāls papildinājums šiem jaunajiem transporta veidiem pēdējās jūdzes piegādēm.