Ett tvärvetenskapligt team av forskare från Kansas State University utvecklade en datorsimulering som avslöjade sårbarheter i nötköttsförsörjningskedjan som behöver skyddas - ett realistiskt problem under covid-19-pandemin.

Caterina Scoglio, professor, och Qihui Yang, doktorand, både inom el- och datateknik, nyligen publicerade "Utveckla en agentbaserad modell för att simulera nötkreatursproduktion och transport i sydvästra Kansas" i Physica A , en tidskriftspublikation i Elsevier.

Uppsatsen beskriver en modell av nötköttsproduktionssystemet och transportindustrin, som är ömsesidigt beroende av kritisk infrastruktur – liknande elnätet och datortekniken. Enligt modellen, störningar i nötkreatursindustrin – särskilt i nötköttsförpackningsanläggningarna – kommer att påverka transportindustrin och tillsammans orsaka stor ekonomisk skada. Störningarna som modelleras i simuleringen delar likheter med hur förpackningsanläggningarna har påverkats under covid-19-pandemin.

"När vi först började arbeta med det här projektet, det lades stor vikt vid att studera kritisk infrastruktur; speciellt de som är beroende av varandra, vilket innebär att de behöver arbeta tillsammans med andra kritiska infrastrukturer, ", sa Scoglio. "Tanken är om det finns ett fel i ett av systemen, det kan fortplanta sig till det andra systemet, ökar de katastrofala effekterna."

Studien inkluderade en mängd olika synpunkter för att skapa en realistisk och integrerad modell av båda systemen. Medförfattare på tidningen inkluderar Don Gruenbacher, docent och avdelningschef för el- och datateknik; Jessica Heier Stamm, docent i industri- och tillverkningssystemteknik; Gary Brase, professor i psykologiska vetenskaper; Scott DeLoach, professor och institutionschef för datavetenskap; och David Amrine, forskningschef för nötkreatursinstitutet.

Forskarna använde modellen för att utvärdera vilka komponenter i försörjningskedjan som var mer robusta och vilka som inte var det. De fastställde att förpackningsanläggningar är de mest sårbara. Scoglio sa att de senaste händelserna mitt under covid-19-pandemin väcker viktiga frågor om hur man skyddar systemet.

"Ett viktigt budskap är att efter att ha förstått den avgörande rollen för dessa packare, vi måste bestämma hur vi kan skydda både dem och människorna som arbetar där, ", sa Scoglio. "Även om växterna är en kritisk infrastruktur och måste skyddas, att ta hand om arbetarnas hälsa är mycket viktigt. Hur kan vi utforma en produktionsprocess som kan vara flexibel och anpassningsbar i en epidemi?"

Enligt tidningen, nötkreatursindustrin bidrar med cirka 8,9 miljarder dollar till Kansas ekonomi och sysselsätter mer än 42, 000 personer i staten. Eftersom det behövs lastbilar för att flytta boskap, alla störningar i antingen nötkreatursproduktion eller transporter skulle nästan säkert skada den regionala ekonomin, sa Scoglio.

"Förpackare måste betraktas som en kritisk punkt i en mycket längre leveranskedja, som behöver särskild uppmärksamhet för att se till att den inte kommer att misslyckas och kan fortsätta att fungera, Scoglio sa. "Nötköttsförpackare är en kritisk infrastruktur i USA."