Transcript Lecture 3

หล ักสูตรอบรม
ิ ธิภาพและผลิตภาพของการผลิตสน
ิ ค้าเกษตร
การว ัดประสท
ผศ. ดร. ศุภว ัจน์ รุง
่ สุรย
ิ ะวิบล
ู ย์
คณะเศรษฐศาสตร์
ี งใหม่
มหาวิทยาล ัยเชย
Lecture 3: ขอบเขตเนือ
้ หา
ึ ษาทฤษฎีเศรษฐศาสตร์การผลิตโดยการใชตั้ วแทนเซต
• การศก
ั การผลิต ฟั งก์ชน
ั ต ้นทุน ฟั งก์ชน
ั กาไร
• ฟั งก์ชน
ึ ษาทฤษฎีเศรษฐศาสตร์การผลิตโดยการใชตั้ วแทนเซต
การศก
•
้ ัวแทนเซตในการอธิบายโครงสร ้างของเทคโนโลยีการผลิต
ข ้อดีของการใชต
ึ ษากระบวนการผลิต ทีป
คือ สามารถใช ศ้ ก
่ ระกอบไปด ้วยปั จ จัย การผลิตและ
้ บายความสัมพันธ์ของการวัด
ผลผลิตมากกว่าหนึง่ ชนิด รวมทัง้ สามารถใชอธิ
ิ ธิภาพในการผลิตของหน่วยผลิตได ้เป็ นอย่างดี
ประสท
ึ ษาทฤษฎีเศรษฐศาสตร์การผลิตโดยการใชตั้ วแทนเซต
การศก
•
พิจารณากระบวนการผลิตทีป
่ ระกอบไปด ้วยผลผลิตจานวน M ชนิด และปั จจัย
การผลิต K ชนิด
•
ผลผลิตจานวน M ชนิดถูกแทนด ้วยเวคเตอร์
y   y1 ,..., y M   R 
M
ราคาของผลผลิตถูกแทนด ้วยเวคเตอร์
p   p1 ,..., p M   R  
ปั จจัยการผลิต K ชนิดถูกแทนด ้วยเวคเตอร์
x   x1 ,..., x K   R 
ราคาของปั จจัยการผลิตถูกแทนด ้วยเวคเตอร์
M
K
w   w1 ,..., w K   R  
K
ั พันธ์ตอ
คานิยามของเซตทีส
่ ม
่ เทคโนโลยีการผลิต
•
เทคโนโลยีการผลิต (production technology)
•
 y , x  คือ เซตของเวคเตอร์ คู่ ล าดั บ ของปั จจั ย การผลิต และ
ผลผลิต (input-output vectors) ใดๆทีเ่ ป็ นไปได ้ในการกระบวนการผลิต
GR 
ั พันธ์ตอ
คานิยามของเซตทีส
่ ม
่ เทคโนโลยีการผลิต
•
เซตปัจ จ ัยการผลิต ของเทคโนโลยีก ารผลิต (input
production technology)
sets
of
L  y   x :  y , x   GR 
•
คือ เซตของเวคเตอร์ปัจจัยการผลิตใดๆทีเ่ ป็ นไป
้
ิ ค ้าซงึ่ แสดงด ้วยเวคเตอร์ของผลผลิต y  R M
ได ้ทีใ่ ชในการผลิ
ตส น
•
้
้
L(yA) คือ บริเ วณใดๆที่อ ยู่ เ หนื อ เส นโค
้ง เส นโค
้งที่แ สดงเขตแดนตอน
้ ผลผลิต เท่า ก น
ล่า งสุด ของ L(yA) ถูก นิย ามไว ้คือ เส น
ั (isoquant) ซ งึ่
แสดงถึง สั ด ส่ว นหรือ ส่ว นผสมต่า งๆกั น ของปั จจั ย การผลิต 2 ชนิด ซ งึ่ ให ้
ผลผลิตจานวนทีเ่ ท่ากันแก่หน่วยผลิต
ั พันธ์ตอ
คานิยามของเซตทีส
่ ม
่ เทคโนโลยีการผลิต
•
เซตผลผลิตของเทคโนโลยีการผลิต (output sets of production
technology)
P x  
 y :  y , x   GR 
•
คือ เซตของเวคเตอร์ผลผลิตใดๆทีเ่ ป็ นไปได ้ที่
สามารถผลิตได ้จากการใชปั้ จจัยการผลิตทัง้ หมดซงึ่ แสดงด ้วยเวคเตอร์ของ
ปั จจัยการผลิต x  R K
•
้
้
P(xB) คือ บริเวณใดๆทีอ
่ ยูต
่ า่ กว่าเสนโค
้ง เสนโค
้งทีแ
่ สดงเขตแดนตอนบนสุด
B
้ ความเป็นไปได้ในการผลิต (production
ของ P(x ) ถูกนิยามไว ้คือ เสน
possibilities curve) ซงึ่ แสดงถึงสัดสว่ นต่างๆกันของผลผลิตจานวน 2
้ มาณปั จจัยการผลิตทีเ่ ท่ากันในการผลิต
ชนิดทีผ
่ ลิตได ้จากการใชปริ
้
เสนพรมแดนการผลิ
ต (Production Frontier)
•
พิจารณากระบวนการผลิตทีป
่ ระกอบไปด ้วยการผลผลิตจานวน 1 ชนิด
•
้ พรมแดนการผลิต f(x) คือ ฟั ง ก์ชัน ที่ใ ช แสดงจ
้
เส น
านวนผลผลิต
้
สูงสุด ทีส
่ ามารถผลิตได ้จากการใช เวคเตอร์
ปัจ จั ยการผลิต ทีก
่ าหนดให ้
ใดๆ ในกระบวนการผลิตทีป
่ ระกอบไปด ้วยผลผลิต 1 ชนิด
•
้ พรมแดนการผลิต f(x) สามารถนิยามได ้โดยการใชเซตปั
้
เสน
จจัยการ
ผลิตหรือเซตผลผลิตของเทคโนโลยีการผลิต ดังนี้
f  x   max  y : y  P  x   max  y : x  L  y 
้
คุณสมบัตข
ิ องเสนพรมแดนการผลิ
ต
•
•
•
•
(i) f(0) = 0
ั กึง่ ต่อเนือ
(ii) f(x) คือ ฟั งก์ชน
่ งตอนบน (upper semicontinuous) บน R+K
(iii) ถ ้า f(x) > 0 แล ้ว f(λx) → α ก็ตอ
่ เมือ
่ λ→α
(iv) ถ ้า x’ ≥ x แล ้ว f(x’) ≥ f(x)
•
ั f(a) ใดๆ เมือ
Note ถ ้าฟั งก์ชน
่ ค่า a ถูกเปลีย
่ นแปลงเพียงเล็กน ้อยโดยที่ f(a) ไม่ได ้มีค่าเพิม
่ ขึน
้
ั f(a) ถูกเรียกว่า ฟั งก์ชน
ั กึง่ ต่อเนือ
อย่างทันที ฟั งก์ชน
่ งตอนบน (upper semicontinuous) บน a
ั ระยะทาง (distance function)
ฟั งก์ชน
•
สาหรับกระบวนการผลิตทีป
่ ระกอบไปด ้วยการใชปั้ จจัยการผลิตและผลผลิต
้
มากกว่า 1 ชนิด (multiple inputs and outputs) เสนพรมแดนการผลิ
ตไม่
สามารถนามาใชวิ้ เคราะห์กระบวนการผลิตทีว่ า่ นี้
•
ั
Shephard (1953, 1970) ได ้เสนอฟังก์ชนระยะทาง
(distance
function) เพือ
่ อธิบายกระบวนการผลิตทีป
่ ระกอบไปด ้วยการใชปั้ จจัยการ
ผลิตและผลผลิตมากกว่า 1 ชนิด
•
ั ระยะทางมี 2 รูปแบบ
ฟั งก์ชน
ั ระยะทางของปั จ จ ย
1. ฟั ง ก์ช น
ั การผลิต (input
distance
้ บายลักษณะของเซตปั จจัยการผลิต L(y)
function, DI) ซงึ่ ใชอธิ
ั
2. ฟังก์ชนระยะทางของผลผลิ
ต (output distance function, Do)
้ บายลักษณะของเซตผลผลิต P(x)
ซงึ่ ใชอธิ
ั ระยะทางของปั จจัยการผลิต (DI)
ฟั งก์ชน
•
้ องปัจจ ัยการ
กาหนดได ้โดยอาศัยหลักการของการลดปริมาณการใชข
ผลิตในกระบวนการผลิต โดยว ัดระยะทางจากปริมาณปัจจ ัยการผลิตที่
้ ผลผลิตเท่าก ัน (isoquant) ซงึ่
ใชโ้ ดยหน่วยผลิตถึงเขตแดนของเสน
้
ระยะทางทีว่ ัดได ้นี้จะใชแสดงปริ
มาณทีเ่ วคเตอร์ปัจจัยการผลิตของหน่ วย
ผลิตสามารถถูกหดลงในแนวรัศมี (radially contracted) อย่างมากทีส
่ ด
ุ
และยังคงสามารถรักษาการผลิตให ้อยูใ่ นปริมาณเท่าเดิม
•
ั
ฟังก์ชนระยะทางของปั
จจ ัยการผลิต DI (y,x) ถูกนิยามไว ้ดังนี้
D I  y , x   max  : x   L  y 
รูปภาพแสดงปริมาณปั จจัยการผลิต x ทีเ่ ป็ นไป
้
ได ้ที่ใ ช ในการผลิ
ต y แต่ผ ลผลิต y สามารถ
้ มาณของปั จจัยการผลิตที่
ผลิตได ้โดยการใชปริ
ลดลง (x/λ*)
ดังนัน
้ DI(y,x) = λ* ≥ 1
ั ระยะทางของปั จจัยการผลิต
คุณสมบัตข
ิ องฟั งก์ชน
•
•
•
•
•
•
(i) DI(0, x) = α และ DI(y, 0) = 0
(ii) DI(y, λx) = λDI(y, x) สาหรับ λ > 0
(iii) DI(y, λx) ≥ DI(y, x) สาหรับ λ ≥ 1
(iv) DI(λy, x) <= DI(y, x) สาหรับ λ ≥ 1
ั กึง่ ต่อเนือ
(v) DI(y, x) คือ ฟั งก์ชน
่ งตอนบน (upper semicontinuous)
ั เว ้าออก (concave) ใน x
(vi) DI(y, x) คือ ฟั งก์ชน
•
ั f(a) ใดๆ เมือ
Note ถ ้าฟั งก์ชน
่ ค่า a ถูกเปลีย
่ นแปลงเพียงเล็กน ้อยโดยที่ f(a) ไม่ได ้มีคา่
ั f(a) ถูกเรียกว่า ฟั งก์ชน
ั กึง่ ต่อเนือ
เพิม
่ ขึน
้ อย่างทันที ฟั งก์ชน
่ งตอนบน (upper
semicontinuous) บน a
ั ระยะทางของผลผลิต (Do)
ฟั งก์ชน
•
กาหนดขึน
้ โดยอาศัย หลัก การของการเพิม
่ ปริม าณของผลผลิต ทีไ่ ด้ใ น
กระบวนการผลิต โดยการว ัดระยะทางจากปริมาณผลผลิตทีผ
่ ลิตได้โดย
ห น่ ว ย ผ ลิ ต ถึ ง เ ข ต แ ด น ข อ ง เ ส ้ น ค ว า ม เ ป็ น ไ ป ไ ด้ ใ น ก า ร ผ ลิ ต
(production possibility curve) ซงึ่ ระยะทางทีว่ ัดได ้นีจ
้ ะแสดงปริมาณ
ที่เ วคเตอร์ข องผลผลิต สามารถถู ก ขยายได ้อย่ า งน อ
้ ยที่สุ ด โดยที่ยั ง คง
สามารถผลิตได ้จากการใชปั้ จจัยการผลิตในปริมาณเท่าเดิม
•
ั
ฟังก์ชนระยะทางของผลผลิ
ต Do(x,y) สามารถนิยามไว ้ดังนี้
D o  x , y   min  : y   P  x 
รู ป ภาพแสดงถึง ผลผลิต ในกระบวนการ
ผลิตทีส
่ ามารถผลิตได ้โดยการใชปั้ จจัยการ
ผลิต x แต่ภายใต ้ปั จจัยการผลิต x
ที่
กาหนดใหห
้ น่ ว ย ผ ลิ ต ส า ม า ร ถ ผ ลิ ต ไ ด ้
เพิม
่ ขึน
้ เท่ากับ (y/μ*)
ด ังนน
ั้ D0(x,y) = μ * <= 1
ั ระยะทางของผลผลิต
คุณสมบัตข
ิ องฟั งก์ชน
•
•
•
•
•
•
(i) Do(x, 0) = 0 และ Do (0, y) = α
(ii) Do (x, λy) = λDo (x, y) สาหรับ λ > 0
(iii) Do (λx, y) <= Do (x, y) สาหรับ λ ≥ 1
(iv) Do (x, λy) <= Do (x, y) สาหรับ 0 <= λ <= 1
ั กึง่ ต่อเนือ
(v) Do (x, y) คือ ฟั งก์ชน
่ งตอนล่าง (lower semicontinuous)
ั เว ้าเข ้า (convex) ใน y
(vi) Do (x, y) คือ ฟั งก์ชน
•
ั f(a) ใดๆ เมือ
Note ถ ้าฟั งก์ชน
่ ค่า a ถูกเปลีย
่ นแปลงเพียงเล็กน ้อยโดยที่ f(a) ไม่ได ้มีคา่ ลดลง
ั f(a) ถูกเรียกว่า ฟั งก์ชน
ั กึง่ ต่อเนือ
อย่างทันที ฟั งก์ชน
่ งตอนล่าง (lower semicontinuous) บน a
้
เสนพรมแดนต
้นทุน (Cost Frontier)
•
้ พรมแดนต้นทุน c(y,w) สามารถกาหนดได ้จากการใชเซตของ
้
เสน
ั ระยะทางของปั จจัยการผลิต ดังนี้
ปั จจัยการผลิตหรือฟั งก์ชน
C  y , w   min
•
T
T





w
x
:
x

L
y

min
w
x : D I  y , x   1
x
x
้ พรมแดนต้น ทุ น c(y,w) ใช อธิ
้ บ ายถึง ค่า ใช จ่้ า ย (expenditures)
เส น
้
ิ ค ้า y ณ ระดับใดๆจากราคาของปั จจัย
ตา่ สุดทีต
่ ้องการเพือ
่ ใชในการผลิ
ตสน
การผลิต x ทีก
่ าหนดให ้ ค่าใชจ่้ ายของหน่ วยผลิตแต่ละรายจะมีค่าอยู่บน
้
หรือเหนือเสนพรมแดนต
้นทุน c(y,w)
้
คุณสมบัตข
ิ องเสนพรมแดนต
้นทุน
1. มีคา่ มากกว่าหรือเท่ากับ 0 สาหรับ w > 0 และ y ≥ 0
C  y,w 0
,
w0
,
y0
ั เอกพันธุเ์ ชงิ เสนตรงหรื
้
2. เป็ นฟั งก์ชน
อลาดับที่ 1 ใน w
C  y , λw   λC  y , w 
, λ 0
ั ทีม
3. เป็ นฟั งก์ชน
่ ค
ี า่ เพิม
่ ขึน
้ ใน w
C  y , w  C  y , w 
,
w  w
ั ต่อเนือ
ั เว ้าออก (concave) ใน w
4. เป็ นฟั งก์ชน
่ ง (continuous) และฟั งก์ชน
C  y , w    t C  y , w   1  t C  y , w  
ั เว ้าเข ้า (convex function) ใน y
5. เป็ นฟั งก์ชน
C  y , w   t C  y , w   1  t C  y , w 
พิจ ารณาฟั ง ก์ชัน ในรู ป y=f(x1,…,xn) เมื่อ น าค่า คงที่ t คูณ กับ ตั ว แปรอิส ระทุก ตั ว แล ้ว ฟั ง ก์ชัน
ั เอกพันธ์ (homogenous function) ลาดับที่ r เมือ
y=f(x1,…,xn) จะเป็ นฟั งก์ชน
่ f(tx1,…,txn) =
trf(x1,…,xn)
้
เสนพรมแดนก
าไร (Profit Frontier)
•
้ พรมแดนกาไร π(p,w) สามารถนิยามได ้ดังนี้
เสน
  p , w   max
•
p
T
y  w x :  y , x   GR
T

ถ ้าพฤติกรรมของหน่วยผลิตทีต
่ ้องการต ้นทุนต่าสุดประสพผลสาเร็ จ ดังนั น
้
  p , w   max
•
y,x
y
p
T

y  C y, w
เนือ
่ งจาก
w x  C  y, w 
T
แนวทางเลือ กอื่น ๆ ถ ้าพฤติก รรมของหน่ ว ยผลิต ที่ต ้องการรายรั บ สูง สุ ด
ประสพผลสาเร็จ ดังนัน
้
  p , w   max
r  x , p   w x 
T
y
เนือ
่ งจาก
p y  r x, p 
T
้
คุณสมบัตข
ิ องเสนพรมแดนก
าไร
•
•
•
•
(i) π(p’,w) ≥ π(p,w) สาหรับ p’ > p
(ii) π(p,w’) <= π(p,w) สาหรับ w’ > w
(iii) π(λp, λw) <= λπ(p,w) สาหรับ λ >= 0
ั เว ้าเข ้า (convex function) ใน p และ w
(iv) เป็ นฟั งก์ชน
การวัดประสิ ทธิภาพ
ิ ธิภาพเชงิ เทคนิคโดยการใชปั้ จจัยการผลิต (TEI)
ประสท
•
ั
ฟังก์ชนระยะทางของปั
จจ ัยการผลิต DI (y,x) ถูกนิยามไว ้ดังนี้
D I  y , x   max  : x   L  y 
รูปภาพแสดงปริมาณปั จจัยการผลิต x ที่
้
เป็ นไปได ้ทีใ่ ช ในการผลิ
ต y แต่ผ ลผลิต
้ มาณของ
y สามารถผลิตได ้โดยการใชปริ
ปั จจัยการผลิตทีล
่ ดลง (x/λ*)
ดังนัน
้ DI(y,x) = λ* ≥ 1
TEi(y,x) = 1/Di (y,x)
0 <= TEi(y,x) <= 1
ิ ธิภาพเชงิ เทคนิคโดยการใชผลผลิ
้
ประสท
ต (TEo)
•
ั
ฟังก์ชนระยะทางของผลผลิ
ต Do(y,x) สามารถนิยามไว ้ดังนี้
D o  x , y   min  : y   P  x 
รู ป ภาพแสดงถึง ผลผลิต ในกระบวนการ
ผลิตทีส
่ ามารถผลิตได ้โดยการใชปั้ จจัยการ
ผลิต x แต่ภายใต ้ปั จจัยการผลิต x
ที่
กาหนดใหห
้ น่ ว ย ผ ลิ ต ส า ม า ร ถ ผ ลิ ต ไ ด ้
เพิม
่ ขึน
้ เท่ากับ (y/μ*)
ด ังนน
ั้ D0(x,y) = μ * <= 1
TEo(x,y) = Do(x,y)
0 <= TEo(x,y) <= 1
ิ ธิภาพต ้นทุน
การวัดประสท
ิ ราคาของปั จจัยการผลิต w ε R++K โดยทีห
• พิจารณาหน่วยผลิตเผชญ
่ น่วยผลิต
M
ิ ค ้า y ε R+
ต ้องการต ้นทุนตา่ สุดในการผลิตสน
ิ ธิภาพต้นทุน (cost efficiency) หรือ ประสท
ิ ธิภาพทาง
• การว ัดประสท
่ นของ
เศรษฐศาสตร์ (economic efficiency) สามารถกาหนดได ้จากอ ัตราสว
ต้นทุนตา
่ สุด (minimum cost) ต่อต้นทุนแท้จริง (actual cost) ดัง
ั พันธ์
ความสม
CE(y,x,w) = C(y,w)/w’x
โดยที่ 0 <= CE(y,x,w) <= 1
การแยกค่ าประสิ ทธิภาพต้ นทุน
ิ ธิภ าพต้น ทุ น สามารถแยกค่ า ออกได ้เป็ นประส ท
ิ ธิภ าพเช ิง
ประส ท
ิ ธิภาพเชง
ิ แบ่ง สรรของ
เทคนิค โดยการใช ปั้ จ จั ย การผลิต และประสท
ั พันธ์
ปั จจัยการผลิต ดังความสม
CE(y,x,w)= TEI(y,x)*AEI(y,x,w)

A
A
CE y , x , w

A
TE I y , x

A
A
A
A
  w AT x E
w
AT
x
  θ A  w AT θ A x A 
AE I y , x , w
A
  w AT x E
w
AT
A
w
AT
x
A
θ A x A 
ิ ธิภาพกาไร
การวัดประสท
ิ ราคาของผลผลิต p ε R++M และ ราคาของปั จจัยการ
• พิจารณาหน่วยผลิตเผชญ
ผลิต w
ε R++K โดยทีห
่ น่ วยผลิตต ้องการกาไรสูงสุดในการผลิต (p’y-w’x)
จากการใชปั้ จจัยการผลิต x ε R+K ทีก
่ าหนด เพือ
่ ผลิต y ε R+M
ิ ธิภาพกาไร (profit efficiency) หรือ ประสท
ิ ธิภาพทาง
• การว ัดประสท
่ นของ
เศรษฐศาสตร์ (economic efficiency) สามารถกาหนดได ้จากอ ัตราสว
กาไรแท้จริง (actual profit) ต่อกาไรสูงสุด (maximum profit) ดัง
ั พันธ์
ความสม
PE(y,x,p,w) = (p’y-w’x)/π(p,w)
ิ ธิภาพกาไรออกเป็ นสว่ นประกอบต่างๆ สามารถทาได ้โดยการ
การแยกค่าประสท
้
ใชปั้ จจัยการผลิต (input-oriented) หรือ การใชผลผลิ
ต (output-oriented)
การแยกค่ าประสิ ทธิภาพกาไร
้ ลผลิต (output-oriented)
ิ ธิภาพกาไรโดยการใชผ
• การแยกค่าประสท
ิ ธิภาพกาไรสามารถแยกค่าออกได ้เป็ นประสท
ิ ธิภาพเชง
ิ เทคนิค
ประสท
ิ ธิภาพเชงิ แบ่งสรรของผลผลิต (ประสท
้
ิ ธิภาพ
โดยการใชผลผลิ
ต ประสท
ิ ธิภาพเชงิ แบ่งสรรของปัจจ ัยการผลิต (ประสท
ิ ธิภาพ
รายรับ) และประสท
ั พันธ์
ต ้นทุน) ดังความสม
PE(y,x,p,w)= TE0(y,x)*RE (y,x,p)*CE (y,x,w)