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Strategic formation of production networks

Antoine Mandel & Van Quy Nguyen (University of Évry Paris-Saclay) & Dong-Xuan Bach (CIES, Southwestern University, China)

 

We provide a strategic model of the formation of production networks that subsumes the standard

general equilibrium approach. The objective of firms in our setting is to choose their supply

relationships so as to maximize their profit at the general equilibrium that unfolds. We show that

this objective is equivalent to the maximization by the firms of their eigenvector centrality in

the production network. As is common in network formation games based on centrality, there

are multiple Nash equilibria in our setting. We have investigated the characteristics and social

efficiency of these equilibria in a stylized version of our model representing international trade

networks. We show that the impact of network structure on social welfare is firstly determined by

a trade-off between costs of increasing process complexity and positive spillovers on productivity

induced by the diversification of the input mix. We further analyze a variant of our model that

accounts for the risks of disruption of supply relationships. In this setting, we characterize how

social welfare depends on the structure of the production network, the spatial distribution of risks,

and the process of shock aggregation in supply chains. We finally show that simple trade policies

characterized by sets of links that are either prevented or catalyzed can be a powerful equilibrium

selection device.

JEL classification: D85 C65 D83

Keywords: General equilibrium, Network formation, Supply chain, Production networks