Производственная функция, ее свойства и виды

                        

                              

             

                         Рис.1  Карта изоквант  (график выпуска продукции при изменении во времени двух производственных факторов)                        

 

 

 На рис. 1 изображены три производственные изокванты. (На осях графика расположены производственные факторы на определенный период.) Изокванты соответствуют данным табл. 1, но вычерчены в виде плавных кривых, чтобы допустить использование дробных показателей. Например, на изокванте Q1 отмечены все сочетания производственных факторов, использование которых дает 55 единиц продукции. Две из точек, А и D, нанесены в соответствии с табл. 1, а остальные отрезки кривой построены по типичному образцу изокванты. В точке А одна единица труда и три единицы капитала обеспечивают получение 55 единиц продукции; в то же время в точке D такой же объем выпуска продукции достигается сочетанием трех единиц труда и одной единицы капитала. На изокванте Q2 расположены все сочетания производственных факторов, которые обеспечивают 75 единиц выпускаемой продукции, из них четыре точки нанесены в соответствии с четырьмя сочетаниями труда и капитала, подчеркнутыми в табл. 1.

Изокванта Q3 лежит выше и правее Q2, потому что на ней расположены такие сочетания обоих производственных факторов, которые обеспечивают больший, чем на Q2 , объем выпуска продукции.

Изокванты аналогичны кривым безразличия. Там, где кривые безразличия предопределяют удовлетворения от низких к высоким, изокванты предопределяют объем выпуска продукции. Однако в отличие

кривых безразличия каждая изокванта связана с определенным уровнем выхода продукции. В то же время «цифровые» обозначения, соответствующие кривым безразличия, имеют смысл только в порядковой последовательности — более высокие уровни полезности связаны «высокими» кривыми безразличия, но мы не можем измерить отдельный уровень полезности тем способом, каким мы измеряем отдельный уровень выхода продукции с помощью изокванты.

  Вогнутость изоквант указывает на то, что предельные производительности факторов разнонаправлены и в каждой точке будут иметь разную предельную производительность. Это говорит о том, что одно и то же приращение одного фактора будет замещаться убывающим количеством другого фактора. Величина, отражающая необходимые количественные изменения одного фактора в зависимости от единичных измерений другого фактора при сохраненном объеме выпуска, называется Предельной нормой технического замещения факторов MRTS.

     Таким образом, при обеспечении постоянного объема выпуска, соотношение замены одного фактора другим выражается предельной нормой технического замещения, при равенстве которой соотношению предельных продуктов факторов достигается оптимальная их комбинация. Изокванты строятся на основе эмпирических данных, полученных в результате анализа того или иного производственного процесса, и несут в себе его характеристики. Во-первых, сама форма изокванты отражает возможности замещения факторов, т.е. пределы возможности комбинаций факторов. Во-вторых, изокванта показывает максимальное значение выпуска для каждой отдельной комбинации факторов. В-третьих, являясь вогнутой кривой, она отражает действие закона убывающей отдачи (по мере увеличения одного фактора и относительном уменьшении другого, предельная производительность первого падает). В-четвертых, изокванты имеют отрицательный наклон, что свидетельствует о разнонаправленном изменении факторов (увеличение одного предполагает уменьшение другого).  

      2.ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФУНКЦИЙ

 
    2.1 Нелинейная производственная  функция

 

Производственная функция (ПФ) выражает зависимость результата производства от затрат ресурсов. При описании экономики (точнее, ее производственной подсистемы) с помощью ПФ эта подсистема рассматривается как «черный ящик», на вход которого поступают ресурсы R₁, ..., R_n, а на выходе получается результат в виде годовых объемов производства различных видов продукции Х₁, ..., Х_m .

В качестве ресурсов (факторов производства) на макроуровне наиболее часто рассматриваются накопленный труд в форме производственных фондов (капитал) К и настоящий (живой) труд L, а в качестве результата - валовой выпуск Х (либо валовой внутренний продукт Y, либо национальный доход N). Во всех случаях результат коротко будем называть выпуском и обозначать X, хотя это может быть и валовой выпуск, и ВВП, и национальный доход.

Остановимся несколько  подробнее на обосновании состава  фактора К. Накопленный прошлый труд проявляется в основных и оборотных, производственных и непроизводственных фондах. Выбор того или иного состава K определяется целью исследования, а также характером развития производственной и непроизводственной сфер в изучаемый период. Если в этот период в непроизводственную сферу вкладывается примерно постоянная доля вновь созданной стоимости и непроизводственная сфера оказывает на производство примерно одинаковое влияние, это служит основанием напрямую учитывать в ПФ только производственные фонды.

Но производственные фонды состоят из основных и оборотных  производственных фондов. Если соотношение между этими составными частями производственных фондов примерно постоянное в течение всего изучаемого периода, то достаточно напрямую учитывать в ПФ только основные производственные фонды.

Если изучаемый период достаточно продолжителен и однороден  по влиянию на производство указанных  выше составных частей, следует испробовать все варианты включения их в модель (от всех вместе до какого-то одного из них). Чтобы не вдаваться в детали, далее будем К называть фондами.

Таким образом, экономика  замещается своей моделью в форме  нелинейной производственной функции

Х= F(K, L),

т.е. выпуск (продукции) есть функция от затрат ресурсов (фондов и труда).

Производственная функция  Х= F(K, L) называется неоклассической, если она является гладкой и удовлетворяет следующим условиям, поддающимся естественной экономической интерпретации:

1) F(0, L) = F(K, 0) = 0

- при отсутствии одного  из ресурсов производство невозможно;

2)

• с ростом ресурсов выпуск растет;

3)

- с увеличением ресурсов скорость роста выпуска замедляется;

4) f(+¥, L) = F(K, +¥) = +¥

- при неограниченном увеличении  одного из ресурсов выпуск  неограниченно растет.

2.2 Мультипликативная производственная функция

Мультипликативная производственная функция задается выражением

a₁>0 a_n>0 где А — коэффициент нейтрального технического прогресса; а₁, a₂ -коэффициенты эластичности по труду и фондам .

Таким образом, ПФ обладает свойством, адекватным реальной экономике: при отсутствии одного из ресурсов производство невозможно. Частным случаем этой функции служит функция Кобба-Дугласа

где  a₁=a, a₂=1-a

Мультипликативная ПФ определяется по временному ряду выпусков и затрат ресурсов (Х_t, К_t, L_t,), t= 1, ..., Т, где T- длина временного ряда, при этом предполагается, что имеет место Т соотношений

где d_t — корректировочный случайный коэффициент, который приводит в соответствие фактический и расчетный выпуск и отражает флюктуацию результата под воздействием других факторов, Мd_t = 1. Поскольку в логарифмах эта функция линейна:

In Х_t = In A + a_tIn K_t+ a₂InL_t + e_t, где e_t = In d_t, Мe_t= 0,

получаем модель линейной множественной регрессии. Параметры  функции А, a₁, a₂ могут быть определены по методу наименьших квадратов с помощью стандартных пакетов прикладных программ, содержащих метод множественной регрессии (например, STATGRAF или SAS для персональных ЭВМ).

В качестве примера приведем мультипликативную функцию валового выпуска Российской Федерации (млрд. руб.) в зависимости от стоимости основных производственных фондов (млрд. руб.) и числа занятых в народном хозяйстве (млн. чел.) по данным за 1960-1994 гг. (все стоимостные показатели даны в сопоставимых ценах для этого периода):

X=0,931K^0,539L^0,594

Мультипликативная функция обладает также свойством 2, адекватным реальной экономике: с ростом затрат ресурсов выпуск увеличивается, т.е.

 

Так как a₁ >0

Так как  a₂>0

Частные производные  выпуска по факторам называются предельными продуктами или предельными (маржинальными) эффективностями факторов и представляют собой прирост выпуска на малую единицу прироста фактора:

- предельный продукт фондов, предельная фондоотдача (предельная  эффективность фондов);

- предельный продукт труда, предельная производительность (предельная эффективность труда).

Для мультипликативной  функции указанной выше  вытекает, что предельная  фондоотдача пропорциональна  средней фондоотдаче —  с коэффициентом a₁ , а предельная производительность труда — средней производительности труда — с коэффициентом а₂:

, 

Из чего вытекает, что  при а₁ < 1, a₂ < 1 предельные отдачи факторов меньше средних; при этих же условиях мультипликативная функции обладает свойством 3, которое очень часто наблюдается в реальной экономике: с ростом затрат ресурса его предельная отдача падает, т.е.

 так как а₁<1

 так как а₂<1

Из  также видно, что мультипликативная функция обладает свойством 4 , т.е. при неограниченном увеличении одного из ресурсов выпуск неограниченно растет. Таким образом, мультипликативная функция при 0 < а₁ < 1, 0<а₂ < 1 является неоклассической.

Перейдем теперь к  экономической интерпретации параметров А, а₁, а₂ мультипликативной ПФ. Параметр А обычно интерпретируется   как параметр нейтрального технического прогресса: при тех же а₁, а₂  выпуск в точке (К, L) тем больше, чем больше А. Для интерпретации а₁, а₂  необходимо ввести понятие эластичностей как логарифмических производных факторов:

Поскольку в нашем  случае In Х = In А + a₁ln К + a₁ln L, то

 

 т.е. а₁  — эластичность выпуска по основным фондам, а a₂ - эластичность выпуска по труду.

Из 

видно, что коэффициент  эластичности фактора показывает, на сколько процентов увеличится выпуск, если фактор возрастет на 1%. Например, согласно ПФ X=0,931K^0,539L^0,594   при увеличении основных фондов (ОФ) на 1% валовой выпуск повысится на 0,539%, а при увеличении занятых на 1% — на 0,594%.

Если а₁ >a₂ имеет место трудосберегающий (интенсивный) рост, в противном случае - фондосберегающий (экстенсивный) рост.

Рассмотрим темп роста  выпуска

Если возвести обе  части уравнения в степень  , получим соотношение

в котором справа — взвешенное среднее геометрическое темпов роста затрат ресурсов, при этом в качестве весов выступают относительные эластичности факторов

 

При а₁+ а₂ > 1 выпуск растет быстрее, чем в среднем растут факторы , а при а₁+ а₂ < 1 - медленнее. В самом деле, если факторы растут (т.е. K_t+1>K_t, L_t+1>L_t) то согласно

растет и выпуск (т.е. X_t+1>X_t), следовательно, при а₁+ а₂ > 1

т.е.   действительно, темп роста выпуска больше среднего темпа роста факторов . Таким образом, при а₁+ а₂ > 1 ПФ описывает растущую экономику.

Линией уровня на плоскости К, L, или изоквантой, называется множество тех точек плоскости, для которых F(K, L) =Х₀=const. Для мультипликативной ПФ изокванта имеет вид :

 или 

т.е.  является степенной  гиперболой, асимптотами которой  служат оси координат.

Для разных К, L, лежащих на конкретной изокванте, выпуск равен одному и тому же значению X₀, что эквивалентно утверждению о взаимозаменяемости ресурсов.

Поскольку на изокванте F(K, L) = Х₀ = const, то

В этом соотношении 

,

поэтому dK и dL имеют разные знаки: если dL<0  что означает сокращение объема труда, то dK>0, т.е выбывший в объеме труд замещается фондами в объеме dK.

Поэтому естественно  следующее определение, вытекающее из

.

Предельной  нормой замены S_K труда фондами называется отношение модулей дифференциалов ОФ и труда:

соответственно , предельная норма замены S_L фондов трудом

 при этом S_k S_L=1

 

Для мультипликативной  функции норма замещения труда  фондами пропорциональна фондовооруженности:

,

что совершенно естественно: недостаток труда можно компенсировать его лучшей фондовооруженностью.

Изоклиналями называются линии наибольшего роста ПФ. Изоклинали ортогональны линиям нулевого роста, т.е. изоквантам. Поскольку направление наибольшего роста в каждой точке (К, L) задается градиентом

grad

  ,

то уравнение изоклинали записывается в форме