中国产业结构优化的模型分析_目标函数论文

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中图分类号:F223

文献标识码:A

文章编号:1672-8254(2005)06-0072-04

经济增长总是和产业结构优化联系在一起。这不仅被经济学理论所阐释,更被美国、德国、日本,以及亚洲“四小龙”经济起飞阶段产业结构变动的历史进程所证实。产业结构的优化,既是经济增长的客观要求,又是经济增长的必要条件。在经济增长发生阶段性跃升的时期,产业结构的变动尤为明显。这种变动,一方面,是经济增长到一定阶段的必然结果;另一方面,又为经济增长提供了持续动力。从这个意义上说,经济增长和产业结构优化是一个过程的两个方面,而经济增长方式转变的关键在于产业结构优化。

目前,我国已经进入了必须通过结构调整才能促进经济发展的阶段,产业结构调整成为我国经济发展的重心,而产业结构调整的最终目标是达到产业结构优化。在产业结构优化问题已引起普遍重视的情况下,现有的对于产业结构优化的研究基本上是从定性的角度进行的。几乎都是主观地提出一些对策,如培育主导产业,用主导产业带动产业结构的升级;加快高新技术产业的发展;加快传统产业的技术改造,等等。没有准确的定量分析,没有考虑到各产业部门之间的合理比例,没有对产业结构的优化状况做出定量评价。

国民经济系统中的各部门、各产业之间存在着客观的比例关系,合理的产业结构能保证各产业之间有较强的转换能力,在生产、分配、交换、消费各个环节之间能和谐地运动,不出现“瓶颈”产业和“过剩”产业,实现国民经济整体效益的最大化以及实现最大限度的经济增长。

因此,本文根据国民经济各部门之间的产业关联,建立产业结构优化模型,对我国的产业结构优化状况进行分析,并提出调整的目标与对策建议。

一、产业结构优化模型建立的依据

经济模型的建立是以一定的经济理论和研究目的为依据的。建立产业结构优化模型,首先要对产业结构优化的目标进行限定。产业结构优化的目标不同,所建立的优化模型也不相同。从理论上看,反映产业结构优化的目标或标准有很多,但是,从建立经济模型的可操作性角度来说,这个目标应尽量简化。我们认为,产业结构优化的目的是要实现宏观经济快速、合理、健康运行,产业结构优化的目标与宏观经济政策的目标是一致的。因此,产业结构优化也要达到经济增长、充分就业、物价稳定和国际收支平衡的目标。从可建立模型的角度看,产业结构优化的目标主要体现在经济增长和充分就业上。我们以这两个目标为基本依据,建立产业结构的投入产出优化模型。

投入产出模型本身并不具有优化功能,利用它建立的模型只能得到国民经济各部门相互协调的平衡结果。要想得到一个既满足投入与产出的平衡关系,又能使经济系统取得最优效果的最佳方案,就必须把投入产出模型与优化方法相结合。能够与投入产出模型相结合建立最优化模型的优化方法很多,这里我们选择了在投入产出模型的基础上,利用线性规划方法和多目标规划方法建立中国的产业结构优化模型。

二、产业结构优化模型的设计

产业结构优化模型如同一般的线性规划模型一样,也包括目标函数和约束条件两部分。我们把投入产出模型中的各部门总产出作为变量,在产业结构优化目标下求解各部门总产出。

(一)目标函数

目标函数是投入产出优化模型的核心,是评价最优方案的主要依据和标准。根据宏观经济管理的目标,从经济增长、充分就业两个方面设计了产业结构优化模型的目标函数。

1、经济增长目标 产业结构优化的目的之一就是促进经济增长,因此经济增长目标就成了本优化模型的一个主要的目标函数。模型确定报告期的GDP与基期的GDP之比达到最大,即:

maxθ[,1]=(i[T][X(t[,m])-A(t[,m])X(t[,m])])/(i[T][X(t[,0])-A(t[,0])X(t[,0])])

(1)

式中,X为各产业总产出列向量,A为投入产出直接消耗系数矩阵,t[,m]、t[,0]分别表示报告期与基期,i[T]为以1为元素的列向量的转置,即为求和算子。

2、充分就业目标 劳动力就业是我国目前面临的最严峻的社会问题。为此,本优化模型的目标函数中包括了使失业率尽可能小的充分就业目标:

minθ[,2]=(1-((i[T]X(t[,m])/l(t[,m]))/(L(t[,m])))

(2)

式中,L(t[,m])表示t[,m]年劳动力的总供给量,l(t[,m])为t[,m]年以国民经济总产出核算的全员劳动生产率。

(二)约束条件

约束条件是模型的主体,它将一定的规划问题限制在一定的范围内进行讨论,它规定了可行性方案的选择边界,决定了规划问题的解。作为投入产出优化模型的约束条件,必须包括经济系统各元素间投入产出的制约关系,即必须设有由投入产出模型演变而成的约束条件方程。我们所建立的投入产出优化模型的主要约束条件有:

1、投入产出平衡约束 投入产出模型反映了国民经济各产业在生产与消耗之间的复杂联系,因此变量之间的基本关系是构成了模型的基本约束条件。把最终使用分为最终消费、资本形成和净出口三个方面,可得到如下的投入产出约束式:

X(t[,m])-A(t[,m])X(t[,m])≥Y[,c](t[,m])+Y[,1](t[,m])+Y[,EM](t[,m])

(3)

式中,Y[,C](t[,m])表示最终消费列向量,它由居民消费列向量Y[,C1](t[,m])与政府消费列向量Y[,C2](t[,m])组成,Y[,1]表示资本形成列向量,Y[,EM]表示净出口列向量。

2、生产能力约束 投入产出关系决定的各部门总产出X(t[,m]),必须与生产能力相适应。由于缺乏各部门资本存量的资料,可以认为资本对生产能力的约束仅仅是总量上的,从而约束条件可以写成:

i[T](X(t[,m])-A(t[,m])X(t[,m]))≤(t[,m])(t[,m])

(4)

式中,(t[,m])为整个社会各产业资本存量之和,(t[,m])为全社会资本存量的产出率。

3、消费需求约束 由投入产出关系决定的消费包括居民最终消费列向量与政府最终消费列向量两部分,是由居民的消费水平的结构所决定的,因此可有如下的约束条件:

(1-s(t[,m]))[i[T](X(t[,m])-A(t[,m])X(t[,m]))]≥i[T]Y[,c](t[,m])

(5)

式中,s(t[,m])表示t[,m]年的国内储蓄率。

4、资本形成约束 资本形成由固定资本形成与存货增加两部分构成。资本形成总量及其部门结构最终决定着产出量的大小和结构变化。根据投入产出关系决定的资本形成可建立如下的约束:

(s(t[,m])+s[,f](t[,m]))[i[T](X(t[,m])-A(t[,m])X(t[,m]))]≥i[T]Y[,1](t[,m])

(6)

式中,s[,f](t[,m])表示国外资本流入(外国储蓄)占GDP的比重。

5、净出口约束 进出口约束首先要考虑对外贸易的总量平衡,即外资流入必须不小于净出口额:

s[,f](t[,m])[i[T](X(t[,m])-A(t[,m])X(t[,m]))]≥i[T](-Y[,EM])

(7)

在经济发展的任何一个时点上,经济变量在经济系统中都存在着供给推动关系与需求消耗关系,变量之间的供给与需求的连环关系的总和构成整个国民经济的运行机制。方程组(3)~(7)给出了这种连环的基本约束关系。

6、劳动力供给约束 劳动力作为主要的生产要素对产出的增加有较大程度的影响。尽管当今中国的劳动力供给是比较富足的,劳动力从供给角度已基本不对中国经济增长形成太大的约束,但为了模型的完备性,我们还是列出了劳动力的需求边界,同时这一约束条件也对(4)、(5)式所决定的允许资本对劳动的无限替代起到了限制作用。

(8)

7、非负约束 模型中的各部门的总产出均为非负的,即:

X(t[,m])≥0

(9)

(三)模型设定

由于我们设定了两个目标函数,因此该模型是一个多目标规划问题。在这里,我们将多目标规划问题转化为线性规划去解决。首先,将失业率最小的目标变换为充分就业的最大化问题:

maxθ[,2]=1-((i[T]X(t[,m])/l(t[,m]))/(L(t[,m]))

然后,我们分别设定两个目标的权数λ[,i](=1,2),得到线性加权目标函数:

max(λ[,1]θ[,1]+λ[,2]θ[,2])

三、中国产业结构优化模型的现实模拟

经济增长、充分就业是我们所建立的优化模型的目标函数。这两个目标相互依存,又相互制约。经济增长能够带来更多的就业机会,就业的增加又能促使产出的进一步增长,而增长速度的下降,又会使就业压力加大。因此,必须使经济增长、充分就业的目标尽可能地协调起来。为此,我们共设计了三个模拟方案:(1)中性方案:即认为增长、就业具有同等重要程度,因此各自取相同的权数,即0.5;(2)增长偏向型方案:即认为增长比就业重要,因此对增长目标取相对较大的权数,即0.6;(3)就业偏向型方案:即认为就业比增长重要,对就业目标取相对较大的权数,即0.6。模型模拟中发现,模型的运行结果对各种目标函数权数的敏感性较弱。尤其是就业偏向型方案与中性方案具有相同的模拟结果。而增长偏向型方案与中性方案和就业偏向型方案的模拟结果略有差异,但相差较小,且目标函数较大。下面的模拟结果为增长偏向型方案的结果。

我们利用2000年投入产出表的直接消耗系数资料,将有关数据代入模型计算后,得到各部门总产出,在此基础上可计算出各部门增加值,并得到各部门的比重,结果如下(见表1):

表1 2000年中国产业结构优化模型模拟结果与实际结果对比

部门

产业结构优化状态下

实际

 总产出(亿元) 增加值(亿元) 比重(%)

总产出(亿元)  增加值(亿元) 比重(%)

农业

 25728.07

14879.52

15.63

  26448.27

 15296.04

16.56

采掘业

8426.87

 4878.56

 5.128083.75

  4679.91

 5.07

食品制造业14152.29

 4453.98

 4.68

  14650.81

  4610.87

 4.99

纺织缝纫及皮革产品制造业 16322.57

 4292.91

 4.51

  17089.21

  4494.54

 4.87

其他制造业 8987.16

 3017.02

 3.178925.79

  2996.42

 3.24

电力及蒸汽热水生产和供应业 9022.94

 3663.92

 3.858523.22

  3461.00

 3.75

炼焦煤气及石油加工业

  8896.76

 2215.05

 2.338321.14

  2071.74

 2.24

化学工业 22185.27

 5364.94

 5.63

  21587.19

  5220.31

 5.65

建筑材料及其他非金属矿物制品业

6659.37

 1969.21

 2.076275.13

  1855.59

 2.01

金属产品制造业

16665.73

 3326.31

 3.49

  15726.60

  3138.87

 3.40

机械设备制造业

42930.11

10292.10

10.81

  41629.77

  9980.36

10.81

建筑业

23104.80

 6197.27

 6.51

  22157.05

  5943.06

 6.44

运输邮电业11192.29

 5766.43

 6.06

  10570.80

  5446.23

 5.90

商业饮食业16430.67

 7134.79

 7.49

  16934.28

  7353.48

 7.96

公用事业及居民服务业

 11484.03

 5263.03

 5.53

  11042.74

  5060.78

 5.48

金融保险业 7113.32

 5292.04

 5.565165.16

  3842.68

 4.16

其他服务业15064.06

 7202.02

 7.56

  14421.90

  6895.00

 7.47

计 264366.31

95209.10

100.00

 257552.80

 92346.88

100.00

比较可见,在产业结构优化状态下,无论是产出总量,还是产出结构,都比实际产出的结果要好。这说明,在现有的资源条件下,改变经济结构,就会使国民经济产出效果大大提高。若2000年产业结构达到优化状态,则国民经济总产出将由257552.80亿元增加到264366.31亿元,GDP(国民经济全部增加值)将由92346.88亿元增加到95209.10亿元,亦即经济增长速度能由8.0%增加到11.3%;我国的产业结构将得到较大改善,第一产业比重将由16.56%下降到15.63%,第二产业比重将由52.47%下降到52.17%,第三产业比重将由30.97%上升到32.20%(注:这里的产业结构为按投入产出表计算的产品产业结构,与国民经济统计中计算的产业结构数据略有不同)。这说明,2000年我国的产业结构还没有达到优化状态。

将表1中的产业结构优化状态下的各产业比重与实际比重相比较,可以看出,凡是实际比重低于优化比重的部门,应该大力发展。作为产业结构调整的方向,我国首先应大力发展第三产业中的金融保险业、运输邮电业、公用事业及居民服务业;其次要大力发展第二产业中的电力及蒸汽热水生产和供应业、炼焦煤气及石油加工业、采掘业等能源与原材料工业,以及金属产品制造业、建筑材料及其他非金属矿物制品业、建筑业。

2003年以来,我国宏观经济运行中出现了能源和运输瓶颈问题,煤电油运全面紧张。现实经济中的突出矛盾和问题佐证了我们所提出的产业结构调整方向的正确性。

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