Covid-19-pandemin exponerade dramatiskt den ekonomiska sårbarheten hos amerikanska företag, främst för att de är så sammanlänkade:när en region upplever en arbetskraftsbrist eller försörjningsavbrott, negativa effekter återkommer i hela den globala ekonomin. Forskare vid Penn State och Korea Rural Economic Institute har utvecklat en modell för att visualisera företagens och industriernas sammanlänkning över geografiska områden, som potentiellt kan visa leverantörskedjans sårbarhet för framtida chocker, pandemier eller klimatförändringar.

"I vilken bransch som helst, företag är beroende av andra industrier för att leverera sina insatsvaror eller för att köpa sina produkter för vidare bearbetning, och potentialen för flaskhalsar eller störningar längs dessa leveranskedjor är verklig; vi såg detta spelas ut på livsmedelsbutikers hyllor över hela landet förra året, sade Stephan Goetz, professor i jordbruks- och regionalekonomi och chef för Northeast Regional Center for Rural Development (NERCRD). "Vår studie börjar visa hur vi geografiskt kan visualisera dessa försörjningskedjor för en viss sektor med hjälp av allmänt tillgänglig data, så att vi bättre kan förbereda oss för framtida chocker."

För att konstruera sin matematiska modell, Goetz och hans kollegor sammanställde data på länsnivå från flera offentligt tillgängliga källor, inklusive uppgifter om sysselsättning efter bransch, gårdsförsäljning, befolkning, transport, och transaktioner mellan och inom industrier. De använde USA:s nationella industriinput-outputtabell för att mäta alla transaktioner mellan och mellan inhemska industrier.

I deras studie, publiceras denna månad i tidskriften Hållbarhet , de tillämpade sin modell i illustrativt syfte på tre industrier som representerar olika sektorer av ekonomin – spannmålsodling, biltillverkning, och databehandling – vilket resulterar i geografiska visualiseringar av var och en av dessa industriers försörjningskedjor.

Till exempel, i sin analys av spannmålsodling, de omfattade inte bara gårdarna som producerar majs, vete och sojabönor men också de företag som förser dessa gårdar med insatsvaror, såsom gödningsmedel och utrustning, såväl som de förädlare som köper spannmål för att producera produkter som sträcker sig från djurfoder, majssirap med hög fruktoshalt och organiska kemikalier, till bröd och bakverk.

"Våra visualiseringar bekräftar att spannmålsodling är koncentrerad till landets "brödkorg, "som inkluderar delstaterna Great Plains i Illinois, Iowa, Kansas och Dakotas, " sade Goetz. "Men, eftersom vår modell tar hänsyn till uppströmsförsäljare av spannmålsinsatsvaror och nedströmsspannmålsköpare, det avslöjar att Arkansas, Kalifornien och Washington spelar också viktiga roller i den övergripande spannmålsförsörjningskedjan."

Dessa stater verkar inte vara lika kritiska för spannmålsindustrin, om endast spannmålsproduktion beaktades, som är fallet med rudimentära industrikartor, enligt Goetz. Genom att erbjuda en överblick över transaktionerna mellan branscher, forskningen ger potentiellt nya insikter om sårbarheter i försörjningskedjan.

"I fallet med en pandemi, Offentliga myndigheter och räddningspersonal skulle kunna korsrefera dessa visualiseringar med data om hotspots för infektioner, till exempel, för att bättre förstå var skydd av arbetstagare skulle vara mest kritiskt nödvändigt för att mildra störningar i leveranskedjan, " sade han. "På samma sätt, Att veta var matberedare finns i förhållande till ett tornadobälte eller en skogsbrandszon kan hjälpa dem att rikta in resurser som syftar till att mildra störningar."

Teamets visualiseringar visar också att det mesta av spannmålsproduktionen, inklusive aktiviteter relaterade till indata och bearbetning, tenderar att vara belägen främst på landsbygden, de flesta av spannmåls "konsumtion" aktiviteter, inklusive fräsning, bakning och detaljhandel, är belägna i tätorter.

"Detta ömsesidiga beroende mellan landsbygd och stadsområden är inte lika uttalad i de två andra industrierna vi studerade, men dessa illustrationer väcker en viktig politisk punkt, ", sa Goetz. "Att vara en stark och sund partner för urban Amerika, landsbygdssamhällen kräver offentliga och privata investeringar för att bygga upp fysisk och mänsklig kapacitet, och investeringar i landsbygdsutveckling bidrar till stadsområdenas välbefinnande, också."

Blickar framåt, forskarna planerar att bygga vidare på detta arbete genom att utveckla en plattform som gör det möjligt för lokala beslutsfattare att studera sina samhällen i mycket mer detalj, och som gör det möjligt för användare att fokusera på en viss vara.