数据包络分析DEAppt课件.pptx

数据包络分析 DEA 1 应用统计的最高原则 重要的是 会什么 而不是 为什么 2 哲学家与统计学家的 对掐 复旦大学现代哲学研究所所长 俞吾金 舍恩伯格说 是什么 往往比 为什么 重要 俞吾金 为什么还有 十万个为什么 大家怎么看 刘永亮的观点 哲学 我不说 对于应用统计学者 是什么 为什么 都不重要 会什么才重要 3 来自生活的证据 你会呼吸吗 你为什么会呼吸 真正的哲学 是使生活更简单 而不是更烦恼 真正的统计 是使生活更方便 而不是望而生畏 寸步难行 4 你头疼吗 我有药 1绕过数学 学会应用 2神马都是浮云 会用才是王道 5 刘永亮的统计哲学 重要的是 什么 而不是 什么 6 上课要求 聚精会神听我讲尽可能不看打印的讲义尤其是我提问的时候 7 考试题型 填空20分分析40分上机操作 笔试 40分 8 千条万条 效率第一条 企业效率测度方法 数据包络分析 DEA DataEnvelopmentAnalysis案例 侯风华 张在旭 徐青 DEA方法在石油企业经济效益评价中的应用 系统工程理论方法应用 J 2000 3 252 257记住 几个产出指标 几个投入指标 几个公司 最好记住指标名称参考文献 deap使用说明中英对照版操作视频 DEAP操作视频 wmv 9 不变规模报酬的DEA模型CRS模型constantreturntoscale 10 你学会了吗 CRS代表什么 重点 11 核心模型 图示 X1是投入1 比如劳动 x2是投入2 如资本 y是产出横轴和纵轴都是单位产出的投入 越小越好SS 是等产量线 有效线 或称有效等产量线 12 下面5个企业中 谁有效谁无效 有效等产量曲线上的两个企业有效 上面的三个无效 因为 生产同样的产量 将比线上的企业付出更大的代价记住 SS 是有效线 线上有效 外无效 13 关键指标 技术效率 technicalefficiency 简记te或TE 以企业P为例 连OP 交有效线于Q技术效率TE OQ OP 大好还是小好 越大越有效 最大值是 1 14 你学会了吗 TE代表什么 技术效率如果TE 0 8 说明什么 说明技术效率为80 怎样努力才能达到技术有效 所有投入同比例下降20 15 关键术语 松驰 slacks 投入指标的松弛变量 inputslacks 表示该指标投入冗余的量 形象地说就是浪费量产出指标的松弛变量 outputslacks 表示该指标产出不足的量 16 实战 某石油公司11个石油企业数据如上表 三个产出指标 四个投入指标 请测度其规模效率 并判断有效性 Excel数据文件 全部指标 xls 17 CRS模型 规模报酬不变 的DEA软件操作 第一步 新建一个文件夹 放进去三个文件 第二步 用记事本打开空白引导文件 ins 注意 去掉 始终 前的勾勾 如图 18 第三步 另存为一个新的引导文件 任意取个名字 如 123 ins 注意 1以 ins结尾 表示引导文件 2不能按默认文本格式 而应选择 所有文件 正确 错误 19 第四步 一行行设定参数 如上图 第一行 数据文件名 可随意取名 建议仍取123 保持前后一致即 在 dta前输入123 得到123 dta第二行 输出文件名 建议同名 即123 out 20 继续设置 第三行是公司个数 输入11 第四行是时间个数 输入1第五行是产出指标个数 输入3第六行是投入指标个数 输入4下一行0 投入导向 再下写0 规模报酬不变 最后写0 多阶段 保存 关闭 21 设置完成的结果 大家学习操作 22 第五步 打开 DEAP exe 如图 屏幕英文提示 输入引导文件名 我们输入 123 ins 回车DEAP屏幕消失 文件夹中多了两个文件 23 第六步 准备数据 复制到123 dta 数据要求 第一 先产出指标 后投入指标 如图 24 第二 只复制数据 不复制变量名 用记事本打开123 dta 把复制好的数据粘贴过去 关闭 保存 25 第六步 重复第五步 打开 DEAP exe 输入引导文件名 123 ins 回车最后 用记事本打开输出文件 123 out 结果在里面 TE代表技术效率 te 1代表最优企业 即技术有效的企业 1 2 4 9企业是技术有效的 3 5 6 7 8 10 11是技术无效的 企业3的te 0 526 表明产出不变条件下 所有投入同比例下降47 4 可实现有效 重点 大家学习操作 26 结果解读 松驰度为0 表示最优企业1 2和4 三个产出变量松驰度都是0 说明这三个企业有效企业3 第2个产出变量 松驰度不为0 为19 814 表明投入不变条件下 该产出再增加19 8个单位 就不松驰了 就最优了补充知识 木桶原理 短板效应 Slacks是松弛 output是产出 给出的是产出的松弛度 27 小测 第8个企业是否最优 不是 该怎样调整 不最优 因为第2 3个产出指标存在松驰调整方向 投入不变 指标2增加130个单位 指标3增加724个单位 就最优了 28 结果解读 投入松驰度 inputslacks 哪些企业最优 1 2 4和 企业3如何调整 产出不变条件下 第二项投入减少166 9个单位 同时第3项投入减少342个单位 就最优了 29 结果解读 产出目标 OUTPUTTARGETS 第3个企业第2个产出指标目标是多少 54 814 现实情况是多少 35 30 结果解读 投入目标 INPUTTARGETS 第3个企业第2项投入目标是多少 432 707 实际值是多少 1123 应该消减690 293 31 简单方法 往下看 有逐个企业的 32 逐个企业的结果解读 第1行 表明第2个企业 第2行 技术效率值 1 说明有效 第1列 产出 output 变量和投入 input 变量 第2列 变量序号 第3列 原始值 original 第6列 目标值projected因为有效 所以目标值等于原始值 已经最好了 33 重要公式 目标值 原始值 中间两列 34 小测 企业3是否有效 产出指标1的目标值是 怎么算出的 产出指标2的目标值是 怎么算出的 投入指标1的目标值是 怎么算的 投入指标2的目标值是 怎么算的 35 答案 技术效率为0 526 小于1 技术无效产出指标1的目标值是497 3怎么算出的 497 3 0 0产出指标2的目标值是54 814算法 35 0 19 814投入指标1的目标值75153算法 142889 67735 0 36 练习和作业 复习上面案例作业 重点 如表 5个企业 一个产出指标y 两个投入指标x1 x2 假定投入导向 规模报酬不变 问哪些企业有效 哪些企业无效 无效企业又如何调整 37 不变规模报酬DEA模型的遗留问题 一个企业的规模是否合适 或者说 规模是过大 还是过小 若过大 则该收缩 若过小 则该扩张 这就需要测度规模效率 38 可变规模报酬的DEA模型VRS模型variablereturntoscale用来测度企业的规模效率 39 你学会了吗 VRS代表什么 重点 40 可变规模报酬模型 VRS 不变规模报酬模型 CRS 计算的是技术效率 TE technicalefficiency 可变规模报酬模型 VRS 是把技术效率分解成两个部分 一个纯技术效率 vrste 一个是规模效率 scale 看图 41 规模经济的计算 X是投入 y是产出 有直线和曲线两条生产函数曲线 问 哪条规模报酬不变 42 哪个规模报酬不变 哪个可变 左规模报酬不变 右规模报酬可变线上是有效点 线右边呢 无效 线右边任取一点 设坐标为 x1 y 过点作水平线 与有效线有一个交点 设坐标 x0 y 有效率企业用x0投入生产出y 你却用了x1 无效率 43 你学会了吗 哪儿的点有效 哪儿的点无效 线上的点有效 线右边的点无效 44 三角形代表企业 共四个企业 回答 对于不变规模报酬生产函数 直线 哪些企业有效 哪些无效 对于可变规模报酬生产函数 曲线 哪些企业有效 哪些无效 45 规模效率的计算公式 看APc和PcP 哪块投入有效 哪块无效 APc有效 PcP无效 技术效率公式 crste APc AP 因为假定规模报酬不变 故写作crste 46 你学会了吗 1 crste代表什么 2 相对于规模报酬不变 CRS 的有效线 AP这一段投入 哪段无效 哪段有效 3 规模报酬不变条件下 技术效率公式是 47 答案 1 crste代表不变规模报酬技术效率2 APc有效 PcP无效3 crste APc AP 48 无效投入PcP又分哪两段 PcPv和PvPPvP称为纯技术无效 PcPv称为规模无效可变规模报酬下 技术效率 又叫纯技术效率 公式是 vrste APv APte是技术效率technicalefficiency vsr是可变规模报酬 49 你记住了吗 1 Vrste代表什么 可变规模报酬技术效率 又叫 纯技术效率2 可变规模报酬技术效率公式 P点为例 50 规模效率公式 Scale APc APv三个公式有什么关系 51 大家看有什么关系 不变报酬技术效率 可变报酬技术效率 规模效率 重点 这是可变报酬DEA模型的基本思想 具体计算怎么办 交给软件 52 实战 某石油公司11个石油企业数据如上表 三个产出指标 四个投入指标 请测度其规模效率 并判断有效性 53 思路 规模效率 在可变规模报酬条件上才存在 因此 进行可变规模报酬DEA分析软件 DEAP2 1关键技巧 其它不变 把规模报酬参数设定为1 0是不变规模报酬 1是可变规模报酬 54 软件操作 用记事本打开引导文件 123 ins 如图 把倒数第二个参数改为1 保存 关闭 打开主程序文件 DEAP exe在光标闪动处输入引导文件名 123 ins 回车打开输出文件 123 out查看结果 大家实战 55 vrs的DEA模型结果 对结果进行分析是重点 标题行什么意思 公司 不变规模报酬技术效率 可变规模报酬技术效率 规模效率 56 第1 2 4 9公司效率如何 即规模有效 scale 1 又技术有效 vrste 1 智力小测验 crste 1时 纯技术效率和规模效率注定等于几 1公司3效率如何 规模无效 技术也无效 都小于1 irs何意 Increasing 递增 decreasing 递减 constant 不变irs是规模报酬递增 实践意义 57 核心概念 规模报酬 规模报酬 不变 递增 递减三种情况不变规模报酬 crs constantreturntoscale递增规模报酬 irs increasingreturntoscale 重点 递减规模报酬 drs decreasingreturntoscale 重点 一个和尚挑水吃 两个和尚抬水吃 三个和尚没水吃 这是 一个和尚挑水吃 两个和尚推水吃 三个和尚拉水吃 这是 58 你学会了吗 irs代表什么 该企业处于规模报酬递增阶段实践意义是什么 可以继续扩大企业规模 drs代表什么 规模报酬递减实践意义 缩小企业规模可以提高效率 59 产出松驰度 三个产出指标 11个公司企业3 指标2增加13 234个单位 指标3增加12 764个单位 就有效了其它企业 依此类推 60 投入松驰度 或称冗余 第1 2个企业是有效的 所以 投入没有冗余 企业3 前三种投入没有冗余 第4种投入 冗余了27 572 实践意义 其它投入不变 投入4减少27 574 就是DEA有效 其它企业 大家练习 61 产出目标 左 实际 右 目标 逐个企业看 该如何调整产出 以实现DEA有效 企业1 2 不用调整 已经最优 企业3呢 62 答案 对于企业3 原油产量不需调整利税总额需由35万增长到48万新探明储量需由2858增长到2870 63 投入目标 左实际 右目标 估计一下 企业1 2目标和实现有差别吗 企业3呢 产出不变条件下 投资由14万多减少到9万多 工人数由1123减少到760 销售成本减少到773万 固定资产减少到917万 其它企业 你会判断吗 64 逐个企业看 企业1 技术效率 1 规模效率 1 说明DEA有效产出和投入无需调整 目标值等于初始值 65 逐个企业看 企业2 同企业1 无需调整 66 逐个企业看 企业3 你会判断吗 技术效率小于1 技术无效 规模效率小于1 规模无效 投入不变条件下 产出2 3需增加产出不变条件下 三种投入都需减少 67 逐个企业看 企业11 技术效率 1 表明技术有效 规模效率小于1 说明规模无效脑筋急转弯 规模无效 0 822 看表 为何无需调整 irs 表明规模报酬递增 虽单项投入不需要调整 但应该扩大整体规模 即所有投入等比例扩大 68 课上练习和课下作业 练习 上面例题 数据文件是 全部指标 xls 作业 数据文件是 企业自主研发能力 xls 69 作业小提示 如图 建立一个名为yanfa ins的引导文件 正确设置参数 70 你做对了吗 4个企业处于规模报酬递减阶段 drs 应缩小规模 4个处于规模报酬递增阶段 irs 可扩大规模 71 价格信息和配置效率 上面模型都忽略了价格信息 如果已知投入价格 该怎样分析 如果我们有价格的信息 则既可测度技术效率 还可测度配置效率 配置效率 AllocativeEfficiency 72 X1和x2是两种投入 比如劳动和资本OP代表企业的投入 SS 叫前沿面 可以理解成有效产量线 在这个面上产量相等 在经济学上这条线叫等产量线 也有人称之为 完全有效的等值曲线 73 思考 SS 右上方的点有效无效 比如 P点和Q点哪个有效 P点无效 因为它和Q点产量一样 但多花费了投入 74 思考 Q和Q 哪个更有效 记住 AA 叫预算线 与预算线相切的点最省钱Q和Q 产量相同 但Q 更省钱 所以 Q 更有效 75 配置效率的图解 技术效率 TEI OQ OP 技术效率等于1 说明 技术效率小于1 说明 76 关键结论 TE 1 技术有效TE小于1 技术无效 77 配置效率 AEI OR OQ 如果曲线与AA 相切 则R和Q重合 此时AE 1 表明配置有效 若小于1 配置无效 78 总经济效率EE totaleconomicefficiency 也称为成本效率 costefficiency 记为CE EEI OR OP等于1 既有技术效率 又有配置效率脑筋急转弯 企业在哪个点时总经济效率等于1 79 关键点 经济效率EE就是成本效率CE 80 TE AE EE三者关系 EE TE AE总经济效率 技术效率 配置效率 81 配置效率的软件实现 数据文件 配置效率数据 xls DEAP2 1操作 同前面一样 打开DEAP2 1文件夹 打开空白引导文件Dblank 82 正确设置参数 第一行 数据文件起名为ae dta 可随意起名 第二行 ae out 第三行 5 第四行 1 第五行 1 第六行 2 第七行 0 第八行 1 最后一行 1 成本DEA另存为引导文件 如ae ins 83 如图 为引导文件ae ins ins是扩展名 被隐藏了 打开程序文件DEAP exe 输入引导文件名 包含扩展名 ae ins 回车 如图 在同一文件夹中 会生成两个空文件 ae dat和ae out 前者是数据文件 后者是结果文件 84 注意灰色的文件类型提示 DTA是数据文件 OUT是结果文件打开数据文件 ae dta 把数据复制过去 不带变量名和企业序号 如图 保存 关闭 再运行程序文件DEAP ext 输入引导文件名 ae ins 回车 查看ae out 85 结果解读 企业3 4 5完全DEA有效 企业1和2技术有效 但配置无效 怎么调整呢 86 投入调整目标 请与原始投入进行比较 企业345有效 不用调整 企业1呢 企业2呢 87 答案 企业1 增加1个单位x1 减少3个单位x2 可实现成本效率最佳 企业2 自己判断 88 总结 提高和练习 测度配置效率有何实践意义 答 若配置无效 可以通过减少某种投入而增加其它投入来提高效率 测度技术效率有何实践意义 答 若技术无效 可以通过同比例减少所有投入来提高效率 成本效率 即经济效率 与技术效率 配置效率有什么关系 成本效率 技术效率 配置效率 89 大家实战 自己操作上面案例 测度成本效率和配置效率 90 MalmquistDEA模型 当我们有面板数据的时候 我们就可以使用类似DEA的线性规划和一个 基于投入或者产出 MalmquistTFP指数来测度生产力的变化 并把生产力的变化分解成技术进步和技术效率的变化 Fareetal 1994 定义了一个基于产出的Malmquist生产力指数如下 91 它代表和生产点 xt yt 相比较的生产点 xt 1 yt 1 的生产力 比1大的值代表从t到t 1时期的一个正的TFP增长 事实上 这个指数就是两个基于产出的MalmquistTFP指数的等比中项 一个指数使用t时期的技术和另一个时期t 1的技术指数 MalmquistDEA的例子数据ExampleDataforMalmquistDEA 五个观测公司的两年的数据 注意 数据是按时间堆积 92 数据文件是 EG4 dta 5个公司三个年份笔记本目录是 E statsoft dea DEAP 2 1 引导文件是 93 VRS投入导向的DEA例子 94 注意 VRS CRS的选择对MalmquistDEA没有任何影响 因为两个模型都是用于计算各种的距离的 而这种距离是用于构建Malmquist指数的 95 每个公司每年有五个指数 他们是 1 技术效率变化 相对于CRS技术 effch efficiencychange 2 技术变化 techch technologicalchange 它反映着技术进步情况 3 纯技术效率变化 也就是VRS技术 p