[論文レビュー] The propagation of the economic impact through supply chains: The case of a mega-city lockdown against the spread of COVID-19

Hiroyasu Inoue, Yasuyuki Todo|arXiv (Cornell University)|Mar 31, 2020

COVID-19 epidemiological studiesMathematics参考文献 13被引用数 19

ひとこと要約

本研究では、日本の企業レベルのサプライチェーンデータを用いたエージェントベースモデルを用い、COVID-19パンデミック期における東京の1か月間の封鎖がもたらす経済的影響をシミュレートした。その結果、東京以外の地域への間接的影響は、東京の直接的損失の2倍にのぼり、全国の生産損失は合計27兆円（GDPの5.3％）に達した。これは、複雑なサプライチェーンを通じた経済的ショックの広がりが深刻であることを示している。

ABSTRACT

This study quantifies the economic effect of a possible lockdown of Tokyo to prevent spread of COVID-19. The negative effect of the lockdown may propagate to other regions through supply chains because of shortage of supply and demand. Applying an agent-based model to the actual supply chains of nearly 1.6 million firms in Japan, we simulate what would happen to production activities outside Tokyo when production activities that are not essential to citizens' survival in Tokyo were shut down for a certain period. We find that when Tokyo is locked down for a month, the indirect effect on other regions would be twice as large as the direct effect on Tokyo, leading to a total production loss of 27 trillion yen in Japan, or 5.3% of its annual GDP. Although the production shut down in Tokyo accounts for 21% of the total production in Japan, the lockdown would result in a reduction of the daily production in Japan by 86% in a month.

研究の動機と目的

• COVID-19パンデミック期における東京での潜在的な1か月間の封鎖がもたらす経済的影響を定量的に評価すること。
• 企業間のサプライチェーンを通じて、東京からの経済的ショックが他の地域にどのように伝播するかを分析すること。
• 下流企業の生産優先が、伝播効果を緩和できるかどうかを評価すること。
• サプライチェーンネットワーク構造が経済的混乱をどのように拡大させるかを評価すること。
• メガシティの封鎖の長期的影響について、政策に役立つ知見を提供すること。

提案手法

• 2016年の160万件の日本の企業の実データ（企業の所在地、業界、売上、サプライヤー・カスタマーの関係）を用いたエージェントベースモデルを適用した。
• 非必須セクターの東京における生産の中断を想定し、これらの企業が1か月間閉鎖されたと仮定して、モデルがシミュレーションを実行した。
• 入力の可用性に基づいて企業レベルの生産を繰り返し更新し、下流企業は東京からの供給不足によって制限された。
• 二つのシナリオをテストした：ベースライン（優先順位なし）と代替（下流企業の優先）であり、緩和効果を評価した。
• 生産関数と付加価値の計算を補正するために、2015年の入出力表を用いた。
• シミュレーションでは、地域ごとの日次生産損失を追跡し、日本の全国的な付加価値減少を定量化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 東京での1か月間の封鎖が、サプライチェーンを通じた間接的影響を含めて、日本の全国的生産に与える総合的経済的影響は何か？
• RQ2 東京での封鎖の伝播効果は、東京内での直接的影響と比べてどの程度か？
• RQ3 下流企業の生産優先が、封鎖期間中の総合的経済的損失をどの程度低減できるか？
• RQ4 封鎖期間が延長された場合、地域全体に及ぼす累積的経済的影響はどのように変化するか？
• RQ5 スケールフリー特性やループを含む、サプライチェーンの複雑なネットワーク的特徴が、経済的ショックの伝播にどのように影響するか？

主な発見

• 東京の非必須生産が1か月間封鎖されると、全国の生産損失は合計27兆円に達し、日本の年間GDPの5.3％に相当する。
• 東京以外の地域への間接的経済的影響は、東京内の直接的影響の2倍にのぼり、1か月間の封鎖後、東京以外の地域の損失が東京の損失を上回った。
• 東京での直接的生産損失が全国出力の21.3％にとどまっている一方で、封鎖中は全国の日次生産が86.1％まで低下しており、深刻なシステム的混乱を示している。
• 封鎖期間が2倍になると、経済的損失は2倍以上に増加し、時間の経過とともに強い累積効果が見られた。
• 下流企業の生産優先は、特に長期封鎖では伝播効果を顕著に低減しない。
• データ制限（本部のみの所在地報告など）による潜在的な低減の可能性はありつつも、大きな伝播効果は依然として強く、研究結果は保守的であると考えられる。