МОДЕЛИ МЕЖОТРАСЛЕВОГО БАЛАНСА
Пусть xij – межотраслевые потоки продукции, где i и j – со-
ответственно номера отраслей, производящих и потребляющих; X i –
валовой выпуск продукции i -й отрасли; Yi – конечная продукция i -й отрасли, i =1, n , j =1, n .
Основу экономико-математической модели межотраслевого баланса (МОБ) составляет технологическая матрица, содержащая коэффициенты прямых затрат на производство единицы продукции:
A = (aij ) |
, |
(13) |
|||||||
где |
n×n |
||||||||
aij = |
xij |
, i = |
, |
j = |
. |
(14) |
|||
1, n |
1, n |
||||||||
X j |
Коэффициент прямых затрат aij показывает, какое количество
продукции i -й отрасли необходимо, учитывая только прямые затраты, для производства единицы продукции j -й отрасли. Коэффициент
прямых затрат является довольно стабильной величиной во времени. Из формулы (14) следует, что межотраслевые потоки продукции
можно определить по формуле
xij = aij X j , i = |
, j = |
. |
(15) |
||||
1, n |
1, n |
||||||
Систему уравнений баланса можно записать в виде |
|||||||
n |
|||||||
X i = ∑aij X j +Yi , i = |
1, n |
, |
(16) |
||||
j=1 |
|||||||
или в матричной форме |
|||||||
X = AX +Y , |
(17) |
где X – вектор-столбец валовой продукции и Y – вектор-столбец конечной продукции.
Система уравнений (16) или (17) называется экономикоматематической моделью межотраслевого баланса (моделью «затраты – выпуск», моделью Леонтьева). С помощью балансовой модели можно выполнять три варианта расчетов:
• задавая в модели величины валовой продукции каждой отрас- |
|
ли (X i ), определить объем конечной продукции каждой отрасли (Yi ) |
|
Y = (E − A)X ; |
(18) |
53
• задавая величины конечной продукции всех отраслей (Yi ), определить величины валовой продукции каждой отрасли (X i )
• для ряда отраслей – задавая величины валовой продукции, а для всех остальных отраслей – объемы конечной продукции, найти величины конечной продукции первых отраслей и объемы валовой продукции вторых, в этом случае удобнее пользоваться системой уравнений (16).
В формулах (18) и (19) E – единичная матрица размерности n ×n , а (E − A)−1 – матрица, обратная матрице (E − A). Обозначив обратную матрицу через B , модель (19) можно записать в виде
X = BY . |
(20) |
Матрица B = (bij )n×n есть матрица коэффициентов полных за- |
|
трат. Коэффициенты полных затрат |
bij показывают, сколько всего |
нужно произвести продукции i -й отрасли для выпуска в сферу конечного использования единицы продукции j -й отрасли. Полученные
результаты можно представить в виде балансовой таблицы.
Потребляющие |
1 |
… |
n |
Продукция |
||||||||
отрасли |
||||||||||||
Производящие |
Конечная, Y |
Валовая, |
||||||||||
отрасли |
X |
|||||||||||
1 |
Плановые объемы |
Y1 |
X1 |
|||||||||
межотраслевых |
||||||||||||
… |
… |
… |
||||||||||
поставок: |
xij |
|||||||||||
n |
Yn |
X n |
||||||||||
Z |
Z1 |
… |
Zn |
n |
n |
|||||||
∑Z j = ∑Yi |
||||||||||||
j=1 |
i=1 |
|||||||||||
X |
X1 |
… |
X n |
∑X i |
||||||||
i |
||||||||||||
Условно чистая продукция: |
||||||||||||
n |
(21) |
|||||||||||
Z j = X j −∑xij , j = |
1, n |
. |
||||||||||
i=1 |
||||||||||||
n |
n |
|||||||||||
∑Z j = |
∑Yi – |
балансовое соотношение данной модели. |
||||||||||
j=1 |
i=1 |
54
Коэффициенты полных затрат можно применять тогда, когда необходимо определить, как скажется на валовом выпуске некоторой отрасли предполагаемое изменение объемов конечной продукции всех отраслей:
n |
|||
∆X i = ∑bij ∆Y j , i = |
1, n |
, |
(22) |
j=1 |
где ∆X i , и ∆Y j – изменения (приросты) величин валовой и конечной
продукции соответственно.
На практике обычно известен вектор спроса Y . Задача межотраслевого баланса заключается в определении вектора выпуска X так, чтобы удовлетворить спрос. По смыслу задачи все X i ≥ 0 .
Модель (17) является продуктивной, если положительное решение системы (17) существует для любого неотрицательного вектора Y . По экономическому смыслу задачи все aij ≥ 0 , причем все aii <1.
Если матрица коэффициентов прямых материальных затрат A является продуктивной, то из условия продуктивности существует матри-
ца B = (E − A)−1, которая является суммой сходящегося матричного
ряда: |
(23) |
B = (E − A)−1 = E + A + A2 +K . |
Затраты A1 = A A называются косвенными затратами первого
порядка, второго – A2 = A A1 , третьего – A3 = A A2 . Тогда можно вычислить полные материальные затраты по приближенной формуле
~ |
1 |
+ A |
2 |
+ A |
3 |
~ |
(24) |
|
B |
= (E + A) + (A |
) = (bij )n×n . |
||||||
Относительные |
погрешности |
вычислений составят |
(в %): |
ij − ~ij 100% . b
b
bij
Задача. Народное хозяйство представлено тремя отраслями: 1) тяжелая промышленность; 2) легкая промышленность; 3) сельское хозяйство. За отчетный год получены данные о межотраслевых поставках xij и векторе объемов конечного потребления Y0 . Необходимо
рассчитать:
1) матрицу коэффициентов прямых материальных затрат A = (aij ) , матрицу «затраты – выпуск» (E − A) и вектор конечного по-
требления Y для заданного вектора валовых выпусков X . Результаты
55
представить в виде балансовой таблицы; 2) матрицу коэффициентов полных материальных затрат
B = (bij ) и валовые объемы выпуска X пл для заданного вектора конечного потребления Yпл . Определить плановые объемы межотраслевых поставок (xij )пл и пояснить, как валовые объемы выпуска про-
дукции (X пл)i ,i =1, n распределились между отраслями. Результаты представить в виде балансовой таблицы;
3)приросты валовых объемов выпуска, если конечное потребление изменится на ∆Yi процентов по сравнению с Yпл ;
4)матрицы коэффициентов косвенных затрат первого A1 , вто-
рого |
A2 и |
третьего |
A3 порядков, |
сравнить |
сумму затрат |
||||||||
( E + A + A1 + A2 + A3 ) с полными затратами |
B , найти относительные |
||||||||||||
погрешности. Данные приведены в табл. 11. |
|||||||||||||
Таблица 11 |
|||||||||||||
№ от- |
Межотраслевые потоки X |
Y0 |
X |
Yпл |
∆Y0 , % |
||||||||
расли |
1 |
2 |
3 |
||||||||||
1 |
80 |
15 |
25 |
80 |
300 |
150 |
+10 |
||||||
2 |
10 |
60 |
5 |
225 |
400 |
300 |
-10 |
||||||
3 |
10 |
30 |
30 |
30 |
400 |
50 |
+50 |
Решение. |
|||||||||||||||||
1) |
По данным задачи находим вектор объемов валовых выпус- |
||||||||||||||||
80 +15 + 25 +80 |
200 |
||||||||||||||||
ков X 0 |
+ 60 +5 + 225 |
300 |
|||||||||||||||
= 10 |
= |
. |
|||||||||||||||
+30 +30 |
+30 |
100 |
|||||||||||||||
10 |
|||||||||||||||||
Находим матрицу коэффициентов прямых затрат по формуле (14): |
|||||||||||||||||
80 |
15 |
25 |
|||||||||||||||
200 |
300 |
100 |
0,4 |
0,05 |
0,25 |
||||||||||||
A = |
10 |
60 |
5 |
||||||||||||||
= |
0,05 |
0,2 |
0,05 |
. |
|||||||||||||
200 |
300 |
100 |
|||||||||||||||
0,05 |
0,1 |
0,3 |
|||||||||||||||
10 |
30 |
30 |
|||||||||||||||
300 |
|||||||||||||||||
200 |
100 |
Матрица «затраты – выпуск» примет вид
56
1 |
0 |
0 |
0,4 |
0,05 |
0,25 |
0,6 |
−0,05 |
−0,25 |
||||||
0 |
1 |
0 |
0,05 |
0,2 |
0,05 |
−0,05 |
0,8 |
−0,05 |
||||||
(E − A) = |
− |
= |
. |
|||||||||||
0 |
0 |
1 |
0,05 |
0,1 |
0,3 |
−0,05 |
−0,1 |
0,7 |
||||||
Новый вектор конечного потребления найдем по данному вектору валовых выпусков X (формула (18)), используем функцию МУМНОЖ:
0,6 |
− 0,05 |
− 0,25 |
300 |
60 |
||||||
− 0,05 |
0,8 |
− 0,05 |
400 |
285 |
||||||
Y = (E − A)X = |
× |
= |
. |
|||||||
− 0,05 |
− 0,1 |
0,7 |
400 |
225 |
||||||
Чтобы построить таблицу МОБ на расчетный период, нужно определить межотраслевые потоки. Для этого воспользуемся форму-
лой (15):
x11 = 0,4 300 =120 ; x12 = 0,05 400 = 20; x13 = 0,25 400 =100 ; x21 = 0,05 300 =15; x22 = 0,2 400 = 80 ; x23 = 0,05 400 = 20 ; x31 = 0,05 300 =15; x32 = 0,1 400 = 40 ; x33 = 0,3 400 =120 .
Валовая добавленная стоимость (условно чистая продукция) находится по формуле (21).
Межотраслевой баланс на расчетный период представлен в табл. 12.
Таблица 12 |
|||||
Потребляющие |
1 |
2 |
3 |
Продукция |
|
отрасли |
|||||
Производящие |
Конечная, Y |
Валовая, X |
|||
отрасли |
|||||
1 |
120 |
20 |
100 |
60 |
300 |
2 |
15 |
80 |
20 |
285 |
400 |
3 |
15 |
40 |
120 |
225 |
400 |
Z |
150 |
260 |
160 |
570 |
|
X |
300 |
400 |
400 |
1100 |
Все расчеты проводятся на компьютере. Даный межотраслевой баланс находится в ячейках А19:F24 (см. рис. 20).
57
Рис. 20
2) Найдем матрицу коэффициентов полных материальных затрат B путем обращения матрицы (E − A) , функция МОБР:
1,735 |
0,187 |
0,633 |
|||||||||
B = (E − |
A)−1 |
0,118 |
1,273 |
0,133 |
|||||||
= |
. |
||||||||||
0,14 |
0,196 |
1,492 |
|||||||||
Объем производства валовой продукции X пл |
при заданном объ- |
||||||||||
еме конечной продукции Yпл |
в плановом периоде можно определить, |
||||||||||
используя формулу (19): |
348,183 |
348 |
|||||||||
X |
пл |
= (E − A)−1Y |
= BY |
= |
406,409 |
≈ |
406 |
. |
|||
пл |
пл |
||||||||||
154,357 |
154 |
||||||||||
Чтобы построить таблицу МОБ на планируемый период, нужно определить межотраслевые потоки. Плановые объемы межотраслевых потоков найдем по формуле (15).
Межотраслевой баланс на плановый период представлен в табл. 13.
58
Таблица 13 |
||||||||
Потребляющие |
1 |
2 |
3 |
Продукция |
||||
отрасли |
||||||||
Производящие |
Конечная, Y |
Валовая, X |
||||||
отрасли |
||||||||
1 |
139 |
20 |
39 |
150 |
348 |
|||
2 |
17 |
81 |
8 |
300 |
406 |
|||
3 |
17 |
41 |
46 |
50 |
154 |
|||
Z |
174 |
264 |
62 |
500 |
||||
X |
348 |
406 |
154 |
909 |
||||
3) Так как по условию задачи Y1 |
должно увеличиться на 10%, |
|||||||
Y2 – уменьшиться на 10%, а Y3 |
– увеличиться на 50%, то компоненты |
|||||||
нового вектора конечного потребления будут равны |
||||||||
Y1 + ∆Y1 =150 + 0,1 150 =165 , |
||||||||
Y2 + ∆Y2 = 300 −0,1 300 = 270 , |
||||||||
15 |
Y3 + ∆Y3 =50 + 0,5 50 = 75, |
|||||||
−30 |
||||||||
где ∆Y = |
. |
|||||||
25 |
||||||||
Прирост валовых объемов выпуска, соответствующий новому
вектору конечного потребления, найдем по формуле |
||||||||||||
36,23 |
||||||||||||
∆X = (E − A)−1 |
∆Y = |
−33,137 |
||||||||||
B∆Y = |
. |
|||||||||||
33,57 |
||||||||||||
4) |
Косвенные затраты первого порядка равны A1 = A A, второ- |
|||||||||||
го – |
A2 = A A1 , |
третьего – |
A3 = A A2 . |
Найдем сумму затрат |
||||||||
~ |
(E + |
1 |
+ A |
2 |
+ A |
3 |
~ |
и сравним с полными затратами: |
||||
B = |
A) + (A |
) = (bij )n×n |
||||||||||
0,175 |
0,056 |
0,178 |
||||||||||
A1 |
= A |
0,033 |
0,048 |
0,038 |
||||||||
A = |
, |
|||||||||||
0,04 |
0,053 |
0,108 |
||||||||||
59
0,082 |
0,038 |
0,01 |
|||||||||||||
A2 |
= A A1 |
0,017 |
0,015 |
0,022 |
|||||||||||
= |
, |
||||||||||||||
0,024 |
0,023 |
0,045 |
|||||||||||||
0,04 |
0,022 |
0,052 |
|||||||||||||
A3 |
= A A2 |
0,009 |
0,006 |
0,012 |
|||||||||||
= |
. |
||||||||||||||
0,013 |
0,01 |
||||||||||||||
0,021 |
|||||||||||||||
Тогда матрица полных |
материальных затрат по формуле (24) |
||||||||||||||
1,7 |
0,16 |
0,58 |
|||||||||||||
равна |
~ |
1 |
+ A |
2 |
+ |
A |
3 |
0,11 |
1,27 |
0,12 |
|||||
B |
= E + A + A |
= |
. |
||||||||||||
0,13 |
0,19 |
1,47 |
|||||||||||||
Относительные погрешности составят (в %) |
||||||||
b |
~ |
2,24 |
12,53 |
8,47 |
||||
− b |
||||||||
ij |
ij |
×100% |
= |
7,46 |
0,44 |
9,06 |
. |
|
bij |
||||||||
9,72 |
4,76 |
1,32 |
||||||
60
Примеры решений на тему “Межотраслевой баланс”
Отрасль
Потребление
Конечный продукт
Валовой выпуск
Производство
Решение проводим с помощью калькулятора.
По формуле aij = xij / xj находим коэффициенты прямых затрат:
0.1
Коэффициент прямых затрат (aij) показывает, какое количество продукции i-й отрасли необходимо, учитывая только прямые затраты, для производства единицы продукции j-й отрасли.
Если ввести в рассмотрение матрицу коэффициентов прямых затрат A = (aij), вектор-столбец валовой продукции X = (Xi) и вектор-столбец конечной продукции Y = (Yi), то математическая модель межотраслевого баланса примет вид:
X = AX +Y
Идея сбалансированности лежит в основе всякого рационального функционирования хозяйства. Суть ее в том, что все затраты должны компенсироваться доходами хозяйства. В основе создания балансовых моделей лежит балансовый метод – взаимное сопоставление имеющихся ресурсов и потребностей в них.
Межотраслевой баланс отражает производство и распределение валового национального продукта в отраслевом разрезе, межотраслевые производственные связи, использование материальных и трудовых ресурсов, создание и распределение национального дохода.
Пусть экономика страны имеет n отраслей материального производства. Каждая отрасль выпускает некоторый продукт, часть которого потребляется другими отраслями (промежуточный продукт), а другая часть – идет на конечное потребление и накопление (конечный продукт).
Обозначим через Xi (i=1..n) валовый продукт i-й отрасли; xij – стоимость продукта, произведенного в i-й отрасли и потребленного в j-й отрасли для изготовления продукции стоимостью Xj; Yi – конечный продукт i-й отрасли.
Критерии продуктивности матрицы А
Существует несколько критериев продуктивности матрицы А.
1. Матрица А продуктивна, если максимум сумм элементов ее столбцов не превосходит единицы, причем хотя бы для одного из столбцов сумма элементов строго меньше единицы.
2. Для того чтобы обеспечить положительный конечный выпуск по всем отраслям необходимо и достаточно, чтобы выполнялось одно из перечисленных ниже условий:
3. Определитель матрицы (E – A) не равен нулю, т.е. матрица (E- A) имеет обратную матрицу (E – A) -1 .
4. Наибольшее по модулю собственное значение матрицы А, т.е. решение уравнения |λE – A| = 0 строго меньше единицы.
5. Все главные миноры матрицы (E – A) порядка от 1 до n, положительны.
Матрица A имеет неотрицательные элементы и удовлетворяет критерию продуктивности (при любом j сумма элементов столбца ∑aij ≤ 1.
I. Определим матрицу коэффициентов полных материальных затрат приближенно, учитывая косвенные затраты до 2-го порядка включительно.
а) Матрица коэффициентов косвенных затрат 1-го порядка равна:
б) Матрица коэффициентов косвенных затрат 2-го порядка равна:
Матрица коэффициентов полных затрат приближенно равна:
II. Определим матрицу коэффициентов полных затрат точно с помощью формул обращения невырожденных матриц.
Коэффициент полных затрат (bij) показывает, какое количество продукции i-й отрасли нужно произвести, чтобы с учетом прямых и косвенных затрат этой продукции получить единицу конечной продукции j-й отрасли.
Полные затраты отражают использование ресурса на всех этапах изготовления и равны сумме прямых и косвенных затрат на всех предыдущих стадиях производства продукции.
а) Находим матрицу (E-A):
б) Вычисляем обратную матрицу (E-A) -1 :
Запишем матрицу в виде:
Главный определить
∆ = (0.79 • 0.9-(-0.6 • (-0.23))) = 0.57234043753495
Транспонированная матрица
Обратная матрица
Найдем величины валовой продукции двух отраслей
Для определения элементов первого квадранта материального межотраслевого баланса воспользуемся формулой xij = aij • Xj.
Составляющие третьего квадранта (условно-чистая продукция) находятся как разность между объемами валовой продукции и суммами элементов соответствующих столбцов найденного первого квадранта.
Межотраслевой баланс состоит из четырех квадрантов (табл.). Первый квадрант отражает межотраслевые потоки продукции. Второй характеризует отраслевую материальную структуру национального дохода.
Третий представляет национальный доход как стоимость условно-чистой продукции (Zj), равной сумме амортизации (cj), оплаты труда (vj) и чистого дохода j-й отрасли (mj). Четвертый квадрант показывает конечное распределение и использование национального дохода.
Чистый доход
Валовый продукт
Примеры заданий
1. Для трехотраслевой экономической системы заданы матрица коэффициентов прямых материальных затрат A и вектор конечной продукции Y. Найти вектор валовой продукции, составить межотраслевой баланс.
Пример №1, Пример №2, Пример №3, Пример №4, Пример №5, Пример №6, Пример №7, Пример №8, Пример №9, Пример №10, Пример №11
2. Рассматривается двухотраслевая модель экономики. Даны матрица прямых затрат A и вектор конечной продукции Y. Найти следующее:
- Проверить продуктивность матрицы A;
- Вектор валового выпуска;
- Межотраслевые поставки;
- Записать схему межотраслевого баланса.
Скачать решение
3. В отчетном периоде имел место следующий баланс продукции (тыс. тонн). Рассчитайте коэффициенты прямых затрат, полных затрат и косвенных затрат первого порядка. Сделайте запись баланса в матричной форме.
Решение.
4. В отчетном году натуральный баланс продукции выглядел следующим образом ( в тыс. тонн). На основе данного баланса:
- Составьте матрицу прямых затрат.
- Составьте матрицу полных затрат.
- Рассчитайте коэффициенты косвенных затрат первого и второго порядка.
- Запишите баланс в матричной форме.
- Рассчитайте объем валовой продукции, если конечное потребление составит: Y(140,120,280).
Скачать решение.
5. Два цеха предприятия выпускают продукцию двух видов: цех № 1 – продукцию В, цех № 2 – продукцию С. Часть производимой продукции направляется на внутреннее потребление, а остальная является конечным продуктом. Коэффициенты прямых затрат заданы матрицей. Реализация продукции В на сторону составляет по плану 600 тонн, а продукции С – 300 тонн. Составьте плановую модель выпуска продукции (валового и конечного продукта) с учетом внутреннего потребления. Результаты расчетов запишите в таблицу.
Решение.
6. Каждый из трех цехов предприятия выпускает один вид продукции (изделие 1, изделие 2 и изделие 3 соответственно), часть которой направляется на внутрипроизводственное потребление. Коэффициенты прямых затрат и плановые объемы реализации продукции на сторону заданы матрицами. Рассчитайте план выпуска каждого изделия. Результаты расчетов оформите в таблице.
Пример.
7. В таблице приведены данные об исполнении баланса. Используя модель Леонтьева многоотраслевой экономики, вычислить необходимый объем валового выпуска каждой отрасли, если конечный выпуск энергетической отрасли увеличится вдвое, а машиностроительной сохранится на прежнем уровне.
Решение.
Задание. Пусть экономика условно разделена только на две отрасли, межотраслевой баланс которых с указанием коэффициентов прямых материальных затрат и конечной продукции приведен в таблице. По этим данным рассчитать валовую продукцию каждой отрасли и межотраслевые поставки.
Решение. Скачать решение
Найти максимальный технологический рост и магистраль в динамической модели Леонтьева, задаваемой матрицей затрат
A = (1/2; 1/4
1/16; 1/2)
7.2.2. Межотраслевой баланс
7.2.2.1. Модель межотраслевого баланса
Балансовый метод применяется для анализа, нормирования, прогноза и планирования производства и распределения продукции на различных уровнях — от отдельного предприятия до народного хозяйства в целом.
Центральная идея межотраслевого баланса (МОБ) заключается в том, что каждая отрасль в нем рассматривается и как производитель, и как потребитель. Модель МОБ — одна из самых простых экономико-математических моделей. Она представляет собой единую взаимосвязанную систему информации о взаимных поставках продукции между всеми отраслями производства, а также об объеме и отраслевой структуре основных производственных фондов, обеспеченности народного хозяйства ресурсами труда и т. д.
Такая модель позволяет рассчитать сбалансированный план на основе точного учета всех межотраслевых связей и рассмот-
реть при этом множество возможных вариантов. В основе исследований балансовых моделей лежат балансовые таблицы, содержащие данные о производстве и потреблении продукции различных отраслей или предприятий. Характерные черты и особенности этого метода описываются с помощью матричных моделей баланса. Из математических методов здесь главным образом используется аппарат линейной алгебры.
Рассмотрим пример предельно упрощенной системы, состоящей из двух производственных отраслей. Пусть исполнение баланса за предшествующий период характеризуется данными, приведенными в табл. 7.15.
Продукция каждой отрасли частично идет на внешнее потребление (конечный продукт), а частично используется в качестве сырья, полуфабрикатов или других средств производства в других отраслях, в том числе и в данной. Эту часть продукции называют производственным потреблением. Поэтому каждая из рассматриваемых отраслей выступает и как производитель продукции (1-й столбец продукции) и как ее потребитель (1-я строка таблицы). Приведенную таблицу конкретного примера можно записать и в более общем виде (табл. 7.16).
Обозначим через хг валовый выпуск продукции г-й отрасли за планируемый период и через у — конечный продукт, идущий на внешнее для рассматриваемой системы потребление (средства производства других экономических систем, потребление населения, образование запасов и т. д.). Таким образом, разность (хг – ^г) составляет часть продукции i-й отрасли, предназначенную для внутрипроизводственного потребления. Предполагаем, что баланс составляется в стоимостном разрезе. Обозначим через xik часть продукции i-й отрасли, которая потребляется k-й отраслью, для обеспечения выпуска ее продукции в размере xi.
Очевидно, величины, расположенные в строках, связаны следующими балансовыми равенствами:
Отсюда стоимостной баланс в общем виде запишется уравнениями:
Рассмотрев отношение количества продукции i-й отрасли, поступающей в k-ю отрасль для обеспечения выпуска ее продукции в размере xk, получим затраты на единицу валовой продукции
Рассчитываем агк по формуле (7.21) и записываем в табл. 7.15 в углах соответствующих клеток.
Найденные коэффициенты прямых затрат и образуют неотрицательную матрицу прямых затрат:
Подставляя в уравнение (7.20) соотношения (7.22) получим:
Систему уравнений МОБ (7.24) запишем в матричной форме
где Е — единичная матрица, А — матрица прямых затрат (7.23), X и Г — столбцовые матрицы
7.2.2.2. Полные внутрипроизводственные затраты
Р = (Е – А)-1, Р = || Р1к ||, (7.26)
тогда из (7.25): (Е – А)-1 ¦ (Е – А) ¦ X = (Е – А)-1 ¦ Г и, так как
(Е – А) ¦ (Е – А) = Е и ЕХ = X, то получаем, что объемы произ-
водства отраслей X определяются как
по заданным величинам конечного продукта потребления Г и матрице Р, которую называют матрицей коэффициентов полных затрат.
Элементы матрицы Р включают не только затраты i-й продукции, необходимой для создания одной единицы k-й продукции, но и те затраты, которые необходимы для создания в каждой отрасли одной единицы конечного продукта.
7.2.2.3. Косвенные затраты
Значит полные затраты Pik включают как прямые aik так и косвенные (Pik – aik) затраты. Очевидно, что всегда Pik > aik, точнее
Матрицы А2, А3, . , Ат. называются матрицами коэффициентов косвенных затрат 1-го, 2-го и т. д. порядков и коэффициенты полных затрат получают в виде суммы коэффициентов прямых затрат и косвенных затрат.
Прямые затраты не отражают в полной мере сложных количественных взаимосвязей, наблюдающихся в народном хозяйстве. Они в частности не отражают обратных связей, имеющих далеко не маловажное значение.
Как возникают косвенные затраты? Например, на изготовление трактора в виде прямых затрат расходуется чугун, сталь, и т. д., но для производства стали также нужен чугун. Таким образом, кроме прямых затрат чугуна, имеются и косвенные затраты чугуна, связанные с производством трактора. В эти косвенные затраты входит и чугун, необходимый для создания того количества чугуна, которое составляет прямые затраты. Эти косвенные затраты могут иногда существенно превышать прямые затраты.
Исходя из (7.27), валовый выпуск k-й отрасли хк определяется как
Модель межотраслевого баланса (7.24), (7.25) или (7.29) позволяет решить следующие задачи:
1) определить объем конечной продукции отраслей y1, y2, ., yn по заданным объемам валовой продукции х1, х2, . хп;
2) по заданной матрице коэффициентов прямых затрат А определить матрицу коэффициентов полных затрат P, элементы которой служат важными показателями для планирования развития отраслей;
3) определить объем валовой продукции отраслей хь х2, ., хп по заданным объемам конечной продукции у1, у2, . уп.
4) по п заданным объемам конечной или валовой продукции отраслей х1, .у2, х3, .у4, . определить оставшиеся п объемов.
7.2.2.4. Решение типовой задачи
Рассмотрим пример составления межотраслевого баланса производства и распределения продукции для трехотраслевой экономической системы, заданной матрицей коэффициентов прямых затрат А и вектором конечной продукции Г:
Найти коэффициенты полных затрат: плановые объемы валовой продукции X = (х1; х2, Х3); величину межотраслевых потоков, т. е. значения хгк (г = 1, 2, 3; к = 1, 2, 3); матрицу косвенных затрат; по заданному вектору увеличения косвенного выпуска продукции ДГ определить изменение плана ДХ.
Находим матрицу (Е – А):
Для определения матрицы полных затрат (7.28) обращаем матрицу К.
Первый способ нахождения К 1 = (Е – А)-1. Вычисляем определитель
Так как | К | ф 0, то существует матрица К 1 = Р обратная заданной матрице К.
Находим алгебраические дополнения для элементов матрицы К.
Из алгебраических дополнений составляем транспонированную матрицу и, деля ее на | К |, получаем обратную матрицу К -1:
Рассмотрим другой способ нахождения обратной матрицы К 1 с помощью жордановых исключений. Составляем табл. 7.17.
Совершаем последовательно три шага жордановых исключений, меняя местами Ьг – и х., получаем табл. 7.18—7.20.
Внутри табл. 7.20 стоит обратная матрица K 1. Округляя до третьего знака после запятой, имеем:
(1,580 0,469 0,359^ | ( 56 ^ | (102,197^ | ||
X = PY = | 0,276 1,220 0,100 | 20 | = | 41,047 |
0Д87 0,117 1Д31 0 | I12 0 | 26,383 |
Следовательно, плановые объемы валовой продукции трех отраслей, необходимые для обеспечения заданного уровня конечной продукции равны:
х1 = 102,2; х2 = 41,0; х3 = 26,4.
Для составления баланса рассчитываем межотраслевые потоки средств производства по формуле (7.22):
x11 = 0,3 • 102,2 = 37,7; x21 = 0,15 • 102,2 = 15,3; x31 = 0,1 • 102,2 = 10,2; x12 = 0,25 • 41,0 = 10,2; x22 = 0,12 • 41,0 = 4,9; x32 = 0,05 • 41,0 = 2,1; x13 = 0,2 • 26,4 = 5,3; x23 = 0,03 • 26,4 = 0,8; x33 = 0,08 • 26,4 = 2,1.
Результаты вычислений представим в форме межотраслевого баланса (табл. 7.21). Величина чистой продукции определяется здесь как разница между валовой продукцией отрасли и суммой межотраслевых потоков в каждом столбце.
^^^Потребляющие отрасли Произво-^^^^ дящие отрасли^^ | 1 | 2 | 3 | Конечная | Валовая |
1 | 30,7 | 10,2 | 5,3 | 56 | 102,2 |
2 | 15,3 | 4,9 | 0,8 | 20 | 41,0 |
3 | 10,2 | 2,1 | 2,1 | 12 | 26,4 |
Чистая продукция | 46,0 | 23,8 | 18,2 | – | – |
Валовая продукция | 102,2 | 41,0 | 26,4 | – | 169,6 |
На основе заданных матриц Y и A по уровню конечного продукта и коэффициентов прямых затрат получен полностью сбалансированный план общего производства продукции и ее рас-
пределения как между отраслями в качестве средств производства, так и для конечного использования.
Матрицу косвенных затрат найдем из формулы (7.28):
Определяем изменение плана ДХ, которое потребуется при увеличении конечного выпуска продукции 1-й отрасли на 20, 2-й — на 10 и 3-й — на 5 (единиц).
Следовательно, потребуется увеличить валовый выпуск 1-й отрасли на Дх1 = 38,1, 2-й отрасли на Дх2 = 18,2 и 3-й отрасли на 10,6 (единиц).
Примеры решений задач по межотраслевому балансу
Модель межотраслевого баланса, или метод затраты-выпуск (или позднее модель Леонтьева), разработана выходцем из России, американцем В.В. Леонтьевым. В 30-е годы XX века метод был продемонстрирован на практике на примере экономики США и затем получил широкое применение для анализа и прогноза взаимодействия экономик отраслей, стран и континентов.
При изучении математических методов экономики студенты изучают классическую модель затраты-выпуск, которая является линейной и статической и обычно решается матричными методами линейной алгебры. Приведем несколько примеров решений задач с межотраслевыми моделями.
Вы можете заказать решение своей работы по межотраслевому балансу в МатБюро: Решение задач по экономико-математическим методам.
Бесплатные примеры: межотраслевой баланс (МОБ)
Задача 1. В таблице приведены коэффициенты прямых затрат и конечная продукция отраслей на плановый период, усл. ден.ед.(таблица в файле)
Найти:
1. плановые объемы валовой продукции отраслей, межотраслевые поставки, чистую продукцию отраслей;
2. необходимый объем валового выпуска каждой отрасли, если конечное потребление продукции сельского хозяйства увеличится на k%, а промышленности на l%.
Задача 2. Задание:
– построить таблицу межотраслевого баланса в стоимостном выражении;
– найти изменения валовых выпусков при увеличении конечного выпуска первой отрасли на 20%, третьей на 10% и неизменном конечном выпуске второй отрасли;
– как следует изменить цены на продукцию отраслей, если поставлены задачи увеличения добавленной стоимости в первой отрасли на 20%, а в третьей на 10%.
Дана матрица А коэффициентов прямых материальных затрат с компонентами (aij) и вектор конечного выпуска у с компонентами (yi).
а11 а12 а13 а21 а22 а23 а31 а32 а33 у1 у2 у3
0,3 0,4 0,1 0,2 0,2 0,1 0,3 0,2 0,1 100 150 190
Задача 3. Самостоятельно придумать какую-нибудь линейную модель равновесных цен размера 3х3 и решить её. Затем увеличить на 10 % норму добавленной стоимости в какой-нибудь одной отрасли и вычислить новый вектор равновесных цен, сравнить (в %) со старым.
Задача 4. Дан следующий отчетный межотраслевой баланс (МОБ) (таблица в файле)
Здесь в шахматке указаны межотраслевые потоки промежуточной продукции, в последних двух строках (за пределами таблицы) – объемы затрат труда и фондов, а в последнем столбце – конечная продукция.
Задания для выполнения работы
1. Построить таблицу отчетного МОБ, проверить основное балансовое соотношение.
2. Составить плановый МОБ при условии увеличения спроса на конечный продукт по отраслям соответственно на 10, 9, 7, 8 и 7 процентов.
3. Рассчитать коэффициенты прямых и полных затрат труда и фондов и плановую потребность в соответствующих ресурсах.
4. Проследить эффект матричного мультипликатора при дополнительном увеличении конечного продукта по 3-ей отрасли на 5 %.
5. Рассчитать равновесные цены при увеличении зарплаты по всем отраслям на 10 % (считать доли зарплаты в добавленной стоимости по отраслям следующими: 0,33, 0,5, 0,35, 0,43, 0,6). Проследить эффект ценового мультипликатора при дополнительном увеличении зарплаты в 1-й отрасли на 5 %.
Задача 5. Придумать свою какую-нибудь продуктивную матрицу размера 2х2 и вычислить запас продуктивности двумя способами.
[spoiler title=”источники:”]
http://matica.org.ua/metodichki-i-knigi-po-matematike/a-s-shapkin-zadachi-po-vysshei-matematike-teorii-veroiatnostei-matematicheskoi-statistike-matematicheskomu-programmirovaniiu-s-resheniiami/7-2-2-mezhotraslevoi-balans
http://www.matburo.ru/ex_emm.php?p1=emmmob
[/spoiler]
Межотраслевой баланс отражает производство и распределение валового национального продукта в отраслевом разрезе, межотраслевые производственные связи, использование материальных и трудовых ресурсов, создание и распределение национального дохода.
Межотраслевой баланс представляется натуральными и стоимостными взаимозависимостями секторов экономической системы, показываемых в таблицах (матрицах) и аналитически (системами уравнений и неравенств).
Рассмотрим простой пример стоимостного баланса для экономической системы из трех секторов: сельского хозяйства, промышленности и домашних хозяйств. В каждом секторе, для производства товаров и услуг, расходуются ресурсы (сырье, рабочая сила, оборудование), создаваемые в нем и в других секторах экономической системы.
Каждый сектор в системе межотраслевых связей является одновременно производителем и потребителем.
Цель балансового анализа – определить, сколько продукции должен произвести каждый сектор для удовлетворения потребностей экономической системы в его продукции.
Единицей измерения объемов товаров и услуг является их стоимость.
1. Сельское хозяйство – 200 тыс. руб., в т. ч.:
- для своих нужд – 50 тыс. руб.,
- в промышленности – 40 тыс. руб.,
- в домашних хозяйствах – 110 тыс. руб.
2. Промышленность – 250 тыс. руб., в т. ч.:
- внутри своего сектора – 30 тыс. руб.,
- в сельском хозяйстве – 70 тыс. руб.,
- в домашних хозяйствах – 150 тыс. руб..
3. Домашние хозяйства – 300 тыс. руб., в т. ч.:
- внутри самого этого сектора – 40 тыс. руб.,
- в промышленности – 180 тыс. руб.,
- в сельском хозяйстве – 80 тыс. руб..
Эти данные сводятся в таблицу межотраслевого баланса: числа в строках таблицы отражают распределение продукции, произведенной в каждом секторе.
В последних клетках строк (в правом крайнем столбце) – отражается объем произведенной продукции в секторах экономики (общий выпуск).
Данные в столбцах показывают продукцию, потребляемую в процессе производства секторами экономической системы.
В нижней строке – суммарные затраты секторов.
Производство | Сельское хоз-во | Промышленность | Домашнее хоз-во | Общий выпуск |
Сельское хоз-во | 50 | 40 | 110 | 200 |
Промышленность | 70 | 30 | 150 | 250 |
Домашнее хоз-во | 80 | 180 | 40 | 300 |
Затраты | 200 | 250 | 300 | 750 |
Здесь все секторы — производящие продукцию и они же потребляют всю продукцию.
Это замкнутая модель межотраслевых связей – в ней затраты секторов (суммы столбцов) равны объемам произведенной продукции (суммам строк).
Таблица межотраслевого баланса описывает потоки товаров и услуг между секторами экономики в течение конкретного промежутка времени (года, квартала).
Матричное представление межотраслевого баланса
Строки таблицы (матрицы) с производящими секторами имеют номера: i=1- n, где n – кол-во производящих секторов.
Столбцы таблицы (матрицы) с потребляющими секторами нумеруются j=1-n, где n – кол-во потребляющих секторов.
Матрица представляется квадратной. Адрес каждой клетки таблицы (матрицы) межотраслевого баланса состоит из номера строки и столбца. Стоимость продукции и услуг, производимых в секторе i и потребляемых в секторе j, обозначается {bij} .
Так стоимость продукции сельского хозяйства, потребляемой в самом сельском хозяйстве – b11=50; стоимость продукции промышленности, потребляемой в сельском хозяйстве – b21=70.
Баланс между совокупным выпуском и затратами в каждом секторе удовлетворяет системе уравнений:
Матрица межотраслевого баланса такого типа называется матрицей замкнутой модели «затраты – выпуск» Леонтьева, впервые описавшего ее в 1936 г.
Пример открытой системы межотраслевого баланса
Линейная модель «затраты-выпуск» отражает связь выпуска со спросом и определяет совокупный выпуск в каждом секторе для удовлетворения изменившихся потребностей (спроса).
Пусть экономика страны имеет n отраслей материального производства. Каждая отрасль выпускает некоторый продукт, часть которого потребляется другими отраслями (промежуточный продукт), а другая часть – идет на конечное потребление и накопление (конечный продукт).
Иными словами: в открытой системе вся произведенная продукция (совокупный продукт) делится на две части:
- одна (промежуточный продукт) расходуется в производящих секторах;
- другая (конечный продукт или конечный спрос) потребляется вне сферы материального производства, т.е. в секторе конечного спроса.
Обозначим через:
- Xi (i=1..n) — валовой продукт i-й отрасли;
- bij – стоимость продукта, произведенного в i-й отрасли и потребленного в j-й отрасли для изготовления продукции стоимостью Xj;
- Yi – конечный продукт i-й отрасли.
Часть продукции идет на внутрипроизводственное потребление данной отраслью и другими отраслями, а другая часть предназначена для целей конечного (вне сферы материального производства) личного и общественного потребления.
Так как валовой объем продукции любой i-й отрасли равен суммарному объему продукции, потребляемой n отраслями и конечного продукта, то: xi = (xi1 + xi2 + … + xin) + yi (i = 1,2,…,n).
Эти уравнения называются соотношениями баланса. Будем рассматривать стоимостный межотраслевой баланс, когда все величины, входящие в эти уравнения, имеют стоимостное выражение.
Введем коэффициенты прямых затрат: aij = bij / xj (i,j = 1,2,…,n),
показывающие какое количество продукции i-й отрасли необходимо (учитываются только прямые затраты) для производства единицы продукции j-й отрасли.
Если ввести:
- матрицу коэффициентов прямых затрат A = {aij},
- вектор-столбец валовой продукции X = (Xi)
- вектор-столбец конечной продукции Y = (Yi),
то математическая модель межотраслевого баланса примет вид X = AX +Y
Суть ее в том, что все затраты должны компенсироваться доходами. В основе создания балансовых моделей лежит балансовый метод – взаимное сопоставление имеющихся ресурсов и потребностей в них.
Коэффициент полных затрат {bij} показывает, какое количество продукции i-й отрасли нужно произвести, чтобы с учетом прямых и косвенных затрат этой продукции, получить единицу конечной продукции j-й отрасли.
Полные затраты отражают использование ресурса на всех этапах изготовления и равны сумме прямых и косвенных затрат на всех предыдущих стадиях производства продукции.
В модели, описывающей экономику страны, сумма платежей производственных секторов в сектор конечного спроса образует национальный доход.
Критерии продуктивности матрицы А
1. Матрица {А} продуктивна, если максимум сумм элементов ее столбцов не превосходит единицы, причем хотя бы для одного из столбцов сумма элементов строго меньше единицы.
2. Для того, чтобы обеспечить положительный конечный выпуск по всем отраслям, необходимо и достаточно, чтобы выполнялось одно из перечисленных ниже условий:
- Определитель матрицы {E — A} не равен нулю, т.е. матрица {E — A} имеет обратную матрицу {E — A}-1.
- Наибольшее по модулю собственное значение матрицы {А}, т.е. решение уравнения |λE — A| = 0 строго меньше единицы.
- Все главные миноры матрицы {E — A} порядка от 1 до n положительны.
Матрица {A} имеет неотрицательные элементы (см. решение в скачанном файле) и удовлетворяет критерию продуктивности (при любом j сумма элементов 2-х столбцов ∑aij ≤ 1 (п. 1 условия).
Пример стоимостного межотраслевого баланса для открытой экономической системы с четырьмя секторами экономики:
Производство | Сельское хоз-во | Промышленность | Транспорт | Конечный спрос | Общий выпуск |
Сельское хоз-во | 50 | 16 | 120 | 60 | 246 |
Промышленность | 30 | 10 | 180 | 100 | 320 |
Транспорт | 15 | 14 | 140 | 80 | 249 |
Требуется определить новый вектор выпуска продукции Х при новом векторе спроса У (решение найдете в скачанном файле).
Скачать решение в MS Excel