机械工业与国民经济相关发展动态模拟研究，本文主要内容关键词为：国民经济论文,机械工业论文,动态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1002—9753 （2000）09—0107—05
机械工业是国民经济的装备产业，国民经济各部门的技术水平，发展规模和发展速度，都取决于机械工业的发展；另一方面，机械工业作为国民经济的支柱产业部门，其发展必然又要受到国民经济发展的制约。长期以来，理论与实践研究中，一直把机械工业与国民经济相关协调发展问题作为重要的课题，但研究缺少系统性和定量性。本文试图从宏观层次，从系统协同关联的研究角度，依据系统动态模拟技术，构造机械工业与国民经济相关发展的动态模型，并对模型开展应用研究。
一、机械工业与国民经济相关发展动态模拟的理论基础
机械工业与国民经济之间存在着综错复杂的相互联系，从宏观层次概括起来有以下几种关系表征。
1.“手段—目的”表征 在整个社会经济运行体系中，机械工业与国民经济之间既有物质的交换，又有能量的交换。其中，机械工业要不断生产制造先进适用的机械装备供国民经济各部门使用，以促使国家生产力的增长，进而促使整个国民经济的快速发展，与此同时，在国民经济发展过程中，要不断为机械工业提供足够的人、财、物投入，以保证机械工业自身生产力的维持和增强。在这一过程运行中，交换不是等价的，是投入与回报式的。发展国民经济为交换的目的，发展机械工业成为交换的手段，手段服从于目的要求。
2.“对立—统一”表征 对立统一表征就是指机械工业与国民经济间既存在着相互依存、相互促进的关系，又存在着相互矛盾的关系。从系统论的角度，可以把机械工业与国民经济分别看作为一个大系统中的两个子系统。无论哪个子系统的发展，都需要一定的人、财、物投入，而在一定时间内，人、财、物的总量是有限的，子系统各自的投入必然受到对方投入的制约，因而两者间是对立的。国民经济的发展最终动力来源于科技进步，而科技进步成果又要通过机械工业加快转化。假如没有机械工业的发展，由于受效用递减规律的约束，到一定时间，国民经济增长必然趋于停止。正是由于机械工业不断为国民经济提供新的生产手段而使经济发展持续进行。而机械工业的发展更离不开国民经济的发展，没有国民经济实力的增强，机械工业便无资金来源，从而失去发展的条件。因而两子系统间又是相统一的。
3.“供给—需求”表征 机械工业作为国民经济体系的有机组成部分，已成为经济增长的内生变量，同时，机械工业的发展也需要国民经济的支撑。这样，在机械工业与国民经济间就存在一种维持机械工业与国民经济持续发展的关系。这种关系就是机械工业与国民经济的供求关系的交互作用。供求关系理论认为机械工业对国民经济的需求是资金（人、财、物的投入最终都可转化为资金投入），对其供给的是机械装备产品，国民经济对机械工业的需求便是适合经济发展需求的机械装备产品，对其供给的是资金，它们之间的供求关系受供求规律的约束。
以上概括的机械工业与国民经济的相关关系，是开展机械工业与国民经济相关发展动态模拟研究的理论指导。为构建机械工业与国民经济相关发展动态模拟仿真模型，还应该遵循以下几点原则：
1.全面性原则 机械工业与国民经济相关关系具有多方面、多层次的特点，因此，应从多个方面、不同的角度去构建机械工业与国民经济相关发展的动态模拟模型，以使模型能反映机械工业与国民经济相关发展系统的整体关联性，反映机械工业与国民经济相关发展系统的全貌。
2.动态性原则 在模拟机械工业与国民经济相关发展的过程中，要特别注意把握系统的发展变化性。所构建的模型不仅要能反映变量发展变化的最终结果，而且更要能反映出变量发展变化的全过程，以达到动态模拟的目的。
3.实验性原则 动态模拟的目的之一是要测试不同的政策变数或参数输入将会产生何种结果。因此，所构建的模型应该能够随时改变输入不同的政策变数或参数，及时计算模拟出不同的输出结果或过程[1]。
二、机械工业与国民经济相关发展动态模拟模型的建立
依据上述机械工业与国民经济相关关系的基本概括，按照上述构建机械工业与国民经济相关发展动态模拟模型的基本原则要求，构建机械工业与国民经济相关发展动态模拟模型如下：
首先，明确机械工业与国民经济相关发展过程中的作用关系。 图1表明了机械工业与国民经济两者间多方面、多层次相关发展过程中的作用关系。图中箭头处变量为因变量，箭尾处变量为自变量，箭头处的正、负号指示了自变量对因变量的作用方向[2]。
其次，构建机械工业与国民经济相关发展动态模拟流程图。依据图1所示的机械工业与国民经济相关发展过程中的作用关系， 采用系统动力学的研究手段，可得到如图2 所示的机械工业与国民经济相关发展动态模拟流图[3]。
动态模拟流图中各变量的含义如下：
GNP 国民生产总值（初值为3588亿元），单位亿元
MADE 国民经济生产总额，单位亿元
USE 国民经济消费总额，单位亿元
ZZL 国民生产总值增长率表函数，自变量为时间
ACCUM积累积金，单位亿元
RACCUM
积累率表函数，自变量为时间
CRS 积累积金增长率系数（阶跃函数）
ASFAI全社会固定资产投资，单位亿元
SDMND国内机械产品需求额，单位亿元
EMPORT
机械产品出口额，单位亿元
PRDCT机械工业总产值，单位亿元
IMPORT
机械产品进口额，单位亿元
DMND 机械产品总需求额，单位亿元
SUPLY机械产品总供给额，单位亿元
DDS 机械产品需求与供给差额，单位亿元
SDDS 供需差额延迟变量，单位亿元
DDLT 延迟时间，估计值为1年
MIFI 机械工业固定资产投资，单位亿元
MMIFK机械工业投资比例系数（选择函数）
ADD 机械工业增加值，单位亿元，（选择函数）
DSFAI全社会固定资产投资延迟变量，单位亿元
DLT 延迟时间，估计值为1年
FIFR 新增固定资产形成额，单位亿元
FAIR 固定资产形成率表函数
NEFAI国有企业年末固定资产原值（初值为4488亿元）， 单位
亿元
MFAI 机械工业年末固定资产原值，单位亿元
PDLICY
外生政策变量，值为0或1
SWITCH
开关函数，表达式为：
SWITCH（FIPRF.K,FIPRL K,POLICY.K）
FIPRF新一轮经济周期前固定资产产值率
FIPRL新一轮经济周期后固定资产产值率
MPG 机械工业增加值占国民生产总值的比重
第三，建立相关变量间的相关关系表达式，估计相关参数值。依据动态模拟流图勾画的变量间的相互关系，利用相关变量的历史统计数据，遵循动态仿真模拟建模原则，即如果变量是系统内部积累状态的描述变量，则将其设计为Level变量， 如果变量是描述系统内部单位时间内流速的变量，则将其设计为Rate变量，我们便可确定主要变量之间的相关关系如下：
机械工业年末固定资产原值为Rate变量，它受到Level 变量国有企业年末固定资产原值的直接影响，它们之间的相关关系经过模拟和回归，发现其数量关系近似为线性关系，其线性系数YFK为0.154204， 关系表达方程式为：
MFAI.K＝CBTB+YFK＊NEFAI.KCBTB＝274.692
国有企业年末固定资产原值Level变量， 其积累的观测时间间隔DT＝1，流速差为新增固定资产形成额FIFR，初始值为4488亿元， 关系表达方程式为
NEFAI.K＝NEFAI.J+DT＊FIFR.JK
此外，变量间经过回归，呈现有明显线性关系的变量还有：
全社会固定资产投资ASFAI与国民生产总值GNP，其线性系数GNK 为0.352218，其线性关系表达方程式为：
ASFAI.K＝CCTC+GNK＊GNP.KCCTC＝—811.063
机械工业增加值ADD与机械工业固定资产投资额MIFI， 其线性系数ADK为6.00652，其线性关系表达方程式为：
ADD.K＝CDTD+ADK＊MIFI.KCDTD＝10.7331
全社会固定资产投资额ASFAI和国内机械产品需求额SDMND，其线性系数SIK为0.481248，其线性关系表达方程式为：
SDMND.K＝CATA+SIK＊ASFAI.KCATA＝1196.57
由于Rate变量机械产品出口额EMPORT、固定资产形成率FAIR、国民生产总值增长率ZZL及固定资产产值率FIPRF，在时间序列上与因果变量之间没有明显的函数关系，在模型设计时，我们将其设计为表格函数，误差较小，并且，对应指定的独立变量，可以取出相应的数据。
需要特别强调的是，在系统模型的运行过程之中，变量之间总是存在有时间上的延迟，延迟现象的存在引起系统模型呈现出动态特性，而模型中新增固定资产形成额FIFR与全社会固定资产投资延迟变量DASFAI之间有一定的函数关系，关系表达方程式为：
FIFR.KL＝DASFAI＊FAIR.K
FAIR.K为固定资产形成率表函数。
新增固定资产形成额FIFR与全社会固定资产投资额ASFAI 之间存在一阶指数延迟关系，因此变量之间为延迟函数DELAY1式关系，关系表达式为：
DASFAI.K＝DELAY1（ASFAI.K，DLT）
延迟时间DLT的估计值为1年。
其它变量间的关系表达依此类推。
第四，根据动态模拟流图确定的变量间的相互关系及上一步骤所确定的具体关系表达方程式，应用DYNAMO语言进行编程，就可根据需要对机械工业与国民经济的相关发展做出动态模拟。
三、机械工业与国民经济相关发展动态模拟模型的应用
应用上述系统动态模拟模型，利用1978年至1996年国民生产总值和机械工业增加值的历史统计数据（见表1）， 可对机械工业与国民经济相关发展过程进行多方面的分析测算。典型的应用包括：
表1 国民生产总值和机械工业增加值历史数据
年份国民生产总值(亿元)机械工业增加值(亿元)
19783588 276
19793998 298
19804469 303
19814773 283
19825193 311
19835809 365
19846969 450
19858569 596
19869726 602
1987
11351 699
1988
14015 882
1989
16918 1082
1990
18598 1278
1991
21663 1396
1992
26652 1915
1993
34561 2798
1994
46652 3081
1995
57495 3550
1996
67560 3680
注：国民生产总值数据来源于《中国统计年鉴》，1997；机械工业增加值1978年至1984年
数据来源于《全国机械电子工业35年统计资料汇编》，1985年后数据来源于《机械工业统计年鉴》，1997。
1.描述我国机械工业与国民经济相关发展的历史过程。 我们应用DYNAMO语言进行编程，取1978年数据为各水平变量及中间变量的初始值，经计算机模拟后得到图3和图4。
图3 国民经济实际数据与动态模拟结果对照图
图4 机械工业实际数据与动态模拟结果对照图
进一步可计算模拟误差。国民经济实际数据与动态模拟结果的平均误差为0.898，机械工业实际数据与动态模拟结果的平均误差为－0.968。由以上图示及误差分析可见，动态模拟较好地描述了中国机械工业与国民经济自改革以来的发展变化运行情况。因此，模拟模型的结构设计和参数选取是合理的。
2.预测我国机械工业与国民经济相关发展的未来趋势。在以上对历史过程模拟基础上，可对1996年以后的机械工业与国民经济的发展趋势做出预测，其结果如图5和图6所示。
3.分析我国机械工业与国民经济相关协调发展的影响因素。系统模型用于此目的时，可以通过改变模型中变量的参数值，根据实验前后的数据变化来分析各影响因素对机械工业与国民经济的影响程度。例如研究全社会固定资产投资对机械工业发展的影响。世界各国的经验证明：机械工业的超前发展速度与投资多少密切相关。因此，我们在动态模拟的程序设计上，设定了ALT为投资比例系数， 即机械工业投资占工业投资的比重或机械工业投资占国民经济投资的比重，以测试确定机械工业不同的超前发展方案。
根据动态模拟模型，将ALT设定为1时，则得到模拟的机械工业对国民经济超前发展系数为：r[,0]＝0.234／18＝0.013，将ALT设定为1.5时，r[,0]＝0.614／18＝0.034，而将ALT设定为2时，r[,0]＝0.954 ／18＝0.053。 我们还分别对三个选择下的机械工业发展水平作出了动态发展时序图，见图7所示。由此可见， 机械工业的发展受到投资比例系数的影响很大，投资的多少直接影响到机械工业的发展速度和水平。随着投资比例系数的增长，机械工业超前发展率逐渐增大，因此对国民经济发展的促进作用也逐渐增强。
图7 投资比例系数影响机械工业发展速度效果图
收稿日期：2000—03—07