Firm-level Simulation of Supply Chain Disruption Triggered by Actual and Predicted Earthquakes

本稿は、日本の網羅的サプライチェーンのデータとエージェントベースモデルに基づき、東日本大震災と予測されている南海トラフ地震において、その被害の波及をシミュレートする。このようなシミュレーションの多くは産業連関表や一般均衡モデルを用いて行われているが、供給の制限に代表されるような企業の関係性の複雑さを考慮できず、それらシミュレーションは被害の影響を過小評価する傾向にある。一方で本稿では個別企業間の関係性を実際のデータから取り入れるとともに、企業を個別に取り扱うことで、上述の問題に対処するものである。結果として以下のような内容を得た。（1）鉱工業生産指数を目標としてモデルの変数を探索することで、東日本大震災後の影響を再現した。（2）間接的な被害は2週間程度の極めて短い間に全国に広がる。（3）サプライチェーンネットワークには密につながった巨大連結成分があるため、企業のダメージは連動し振動する。（4）詳細に予測されている南海トラフ地震と上記で求めた変数の値を用いてその被害を予測した。直接被害の規模は東日本大震災の約12倍であるが、累積の間接的被害は1年で約4.5倍であることがわかった。

This paper reports simulations of supply chain disruptions regarding the Great East Japan Earthquake and the predicted Nankai Trough Earthquake. The simulations are based on the actual nationwide supply chains of Japan and on an agent-based model. As a result, we obtain the following findings. (1) Based on simulations of the Great East Japan Earthquake, we calibrate the parameters in the model. The result shows that the simulation reproduces the aftermath of the disaster well, which means the simulation captures the propagations of the damages and the recoveries on supply chains. (2) Indirect damages of both earthquakes geographically permeate the entire country in quite a short term. Additionally, the damages to firms show synchronized fluctuations due to the network structure. (3) Simulations of the Nankai Trough Earthquake show that direct damages are 12 times greater than those from the Great East Japan Earthquake, but indirect damages are approximately 4.5 times greater in a year. (4) By estimating indirect damage triggered by a single firm loss, approximately 10% of firms cause more than 10% of the damage of the entire supply chains.

Published: Inoue, Hiroyasu and Yasuyuki Todo, 2019. "Firm-level simulation of the propagation of economic shocks through supply chains," Nature Sustainability, Vol. 2(9), pp. 841-847
https://www.nature.com/articles/s41893-019-0351-x