Forskere udvikler nyt værktøj til at visualisere sårbarheder i forsyningskæder

COVID-19-pandemien afslørede dramatisk den økonomiske sårbarhed i amerikanske virksomheder, primært fordi de er så indbyrdes forbundne:når en region oplever mangel på arbejdskraft eller forsyningsafbrydelse, negative virkninger giver genlyd i hele den globale økonomi. Forskere ved Penn State og Korea Rural Economic Institute har udviklet en model, der hjælper med at visualisere den indbyrdes sammenhæng mellem virksomheder og industrier over geografisk rum, som potentielt kan vise forsyningskædens sårbarhed over for fremtidige chok, pandemier eller klimaforandringer.

"I enhver given branche, virksomheder er afhængige af, at andre industrier leverer deres input eller køber deres produkter til videre forarbejdning, og potentialet for flaskehalse eller forstyrrelser langs disse forsyningskæder er reelt; vi så dette udspille sig på købmandsbutikkers hylder over hele landet sidste år, sagde Stephan Goetz, professor i landbrugs- og regionaløkonomi og direktør for Northeast Regional Center for Rural Development (NERCRD). "Vores undersøgelse begynder at demonstrere, hvordan vi geografisk kan visualisere disse forsyningskæder for en given sektor ved hjælp af offentligt tilgængelige data, så vi bedre kan forberede os på fremtidige chok."

For at konstruere deres matematiske model, Goetz og hans kolleger kompilerede data på amtsniveau fra flere offentligt tilgængelige kilder, herunder data om beskæftigelse fordelt på branche, gård salg, befolkning, transport, og transaktioner mellem og inden for industrier. De brugte den amerikanske nationale industri-input-output-tabel til at måle alle transaktioner mellem og blandt indenlandske industrier.

I deres undersøgelse, offentliggjort denne måned i tidsskriftet Bæredygtighed , de anvendte deres model til illustrative formål på tre industrier, der repræsenterer forskellige sektorer af økonomien - kornavl, fremstilling af motorkøretøjer, og databehandling – hvilket resulterer i geografiske visualiseringer af hver af disse industriers forsyningskæder.

For eksempel, i deres analyse af kornavl, de omfattede ikke kun de gårde, der producerer majs, hvede og sojabønner, men også de virksomheder, der forsyner disse gårde med input, såsom gødning og udstyr, såvel som de forarbejdningsvirksomheder, der køber korn for at producere produkter lige fra husdyrfoder, majssirup med højt indhold af fruktose og organiske kemikalier, til brød og kager.

"Vores visualiseringer bekræfter, at korndyrkning er koncentreret i landets 'brødkurv', "som inkluderer Great Plains-staterne Illinois, Iowa, Kansas og Dakotas, " sagde Goetz. "Men, fordi vores model tager hensyn til upstream-sælgere af korninput og downstream-kornkøbere, det afslører, at Arkansas, Californien og Washington spiller også vigtige roller i den overordnede kornforsyningskæde."

Disse stater ville ikke fremstå som kritiske for kornindustrien, hvis kun kornproduktion blev taget i betragtning, som det er tilfældet med rudimentære industrilokationskort, ifølge Goetz. Ved at tilbyde et overblik over transaktionerne mellem industrier, forskningen giver potentielt ny indsigt i forsyningskædens sårbarheder.

"I tilfælde af en pandemi, offentlige myndigheder og beredskabspersonale kunne krydsreference disse visualiseringer med data om infektionshotspots, for eksempel, for bedre at forstå, hvor beskyttelse af arbejdere ville være mest kritisk nødvendig for at mildne forsyningskædeforstyrrelser, " sagde han. "På samme måde, at vide, hvor foodprocessorer er placeret i forhold til et tornadobælte eller en naturbrandzone, kan hjælpe dem med at målrette ressourcer, der er rettet mod at afbøde forstyrrelser."

Teamets visualiseringer viser også, at det meste af kornproduktionsaktiviteten, herunder aktiviteter relateret til input og behandling, har tendens til primært at være placeret i landdistrikter, der henviser til, at de fleste af korn-"forbrugsaktiviteterne", inklusive fræsning, bagning og detailhandel, er placeret i byområder.

"Denne indbyrdes afhængighed mellem land- og byområder er ikke så udtalt i de to andre industrier, vi studerede, men disse illustrationer rejser et vigtigt politisk punkt, " sagde Goetz. "At være en stærk og sund partner for urban Amerika, landdistrikter kræver offentlige og private investeringer for at opbygge fysisk og menneskelig kapacitet, og investeringer i udvikling af landdistrikter bidrager til byområdernes velfærd, såvel."

Ser frem til, forskerne planlægger at bygge videre på dette arbejde ved at udvikle en platform, der vil give lokale beslutningstagere mulighed for at studere deres lokalsamfund meget mere detaljeret, og det vil give brugerne mulighed for at fokusere på en bestemt vare.