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deap使用说明中英对照版
新英格兰大学
效率与生产力分析中心(CEPA)
工作报告
DEAP2.1版本指南:
数据包络分析
(计算)程序
CoelliT.J
No.8/96
澳大利亚,NSW2351,阿米代尔
新英格兰大学,计量经济学系
CEPA工作报告
http:
//www.une.edu.au/econometrics/cepawp.htm
ISSN1327-435X
ISBN1863894969
DEAP2.1版本指南:
数据包络分析(计算)程序
澳大利亚,威尔士,2351,阿米代尔
新英格兰大学,计量经济学系
效率和生产力分析中心
TimCoelli
Email:
tcoelli@metz.une.edu.au
Web:
http:
//www.une.edu.au/econometrics/cepa.htm
CEPA工作报告96/08
摘要
Thispaperdescribesacomputerprogramwhichhasbeenwrittentoconductdataenvelopmentanalyses(DEA)forthepurposeofcalculatingefficienciesinproduction.ThemethodsimplementedintheprogramarebasedupontheworkofRolfFare,ShawnaGrosskopfandtheirassociates.Threeprincipaloptionsareavailableinthecomputerprogram.ThefirstinvolvesthestandardCRSandVRSDEAmodels(thatinvolvethecalculationoftechnicalandscaleefficiencies)whichareoutlinedinFare,GrosskopfandLovell(1994).Thesecondoptionconsiderstheextensionofthesemodelstoaccountforcostandallocativeefficiencies.ThesemethodsarealsooutlinedinFareetal(1994).ThethirdoptionconsiderstheapplicationofMalmquistDEAmethodstopaneldatatocalculateindicesoftotalfactorproductivity(TFP)change;technologicalchange;technicalefficiencychangeandscaleefficiencychange.TheselattermethodsarediscussedinFare,Grosskopf,NorrisandZhang(1994).Allmethodsareavailableineitheraninputoranoutputorientation(withtheexceptionofthecostefficienciesoption).
这篇论文描述了一个程序,这个程序是用来实施数据包络分析(DEA),以此来计算生产中的效率。
程序中实施的方法是基于RolfFare,ShawnaGrosskopf和他的同事的工作。
计算程序中有三个主要的选择。
第一个包括标准的CRS和VRS两个DEA模型(这包括了技术效率和规模效率的计算),这两个模型是Fare,GrosskopfandLovell(1994)设计的。
第二个选择考虑了这些模型的延伸,即说明成本和配置效率。
这些模型也是Fareetal(1994)设计的。
第三个选择考虑到了MalmquistDEA模型的使用,这个模型是用面板数据来计算全要素生产率变化(TFP)、技术进步、技术效率变化和规模效率变化的指数。
后面所说的模型Fare,Grosskopf,NorrisandZhang(1994)曾经讨论过。
所有的模型无论在投入主导型还是产出主导型(除了成本效率)都能够获得。
1.INTRODUCTION说明
Thisguidedescribesacomputerprogramwhichhasbeenwrittentoconductdataenvelopmentanalyses(DEA).DEAinvolvestheuseoflinearprogrammingmethodstoconstructanon-parametricpiecewisesurface(orfrontier)overthedata,soastobeabletocalculateefficienciesrelativetothissurface.Thecomputerprogramcanconsideravarietyofmodels.Thethreeprincipaloptionsare:
这个指南描述了一个实施数据包络技术的计算机程序。
DEA模型是运用线性规划的方法通过建造一个非参数分段的面(前沿),然后相对这个面计算效率。
计算机程序能够考虑模型的多样性。
三个主要的选择是:
1.StandardCRSandVRSDEAmodelsthatinvolvethecalculationoftechnicalandscaleefficiencies(whereapplicable).ThesemethodsareoutlinedinFare,GrosskopfandLovell(1994).
2.Theextensionoftheabovemodelstoaccountforcostandallocativeefficiencies.ThesemethodsarealsooutlinedinFareetal(1994).
3.TheapplicationofMalmquistDEAmethodstopaneldatatocalculateindicesoftotalfactorproductivity(TFP)change;technologicalchange;technicalefficiencychangeandscaleefficiencychange.ThesemethodsarediscussedinFare,Grosskopf,NorrisandZhang(1994).
1.标准CRS和VRS的数据包络分析模型,它们包括技术效率和规模效率的计算(当规模效率适合)。
这些模型是Fare,GrosskopfandLovell(1994)构造的。
2.上述模型的延伸,考虑了成本和配置效率。
这些模型也是Fareetal(1994)构造的。
3.第三个选择考虑到了MalmquistDEA模型的使用,这个模型是用面板数据来计算全要素生产率变化(TFP)、技术进步、技术效率变化和规模效率变化的指数。
这些方法Fare,Grosskopf,NorrisandZhang(1994)曾经讨论过。
Allmethodsareavailableineitheraninputoranoutputorientation(withtheexceptionofthecostefficienciesoption).Theoutputfromtheprogramincludes,whereapplicable,technical,scale,allocativeandcostefficiencyestimates;residualslacks;peers;TFPandtechnologicalchangeindices.
这些方法无论是在投入主导型还是在产出主导型(除了成本效率)都是能够获得的。
当合适的时候,程序的结果可以包括技术、规模、配置、成本效率的估计值;还有松弛变量的残值;对应点;全要素生产率和技术进步变化指数。
Thepaperisdividedintosections.Section2providesabriefintroductiontoefficiencymeasurementconceptsdevelopedbyFarrell(1957);Fare,GrosskopfandLovell(1985,1994)andothers.Section3outlineshowtheseideasmaybeempiricallyimplementedusinglinearprogrammingmethods(DEA).Section4describesthecomputerprogram,DEAP,andsection5providessomeillustrationsofhowtousetheprogram.FinalconcludingpointsaremadeinSection6.Anappendixisaddedwhichsummarisesimportanttechnicalaspectsofprogramuse
文章可以分为以下几章。
第二章给出了Farrell(1957);Fare,GrosskopfandLovell(1985,1994)等关于效率测度概念的简短的介绍。
第三章概述了这些思想是怎样通过DEA方法实现实证研究的。
第四部分描述了计算程序,DEAP。
第五章给了一些运用程序的例子。
最后,在第六章,总结了要点。
附录里面包含了程序所用的重要技术方面的概述。
2.EFFICIENCYMEASUREMENTCONCEPTS效率测度的概念。
Theprimarypurposeofthissectionistooutlineanumberofcommonlyusedefficiencymeasuresandtodiscusshowtheymaybecalculatedrelativetoanefficienttechnology,whichisgenerallyrepresentedbysomeformoffrontierfunction.Frontiershavebeenestimatedusingmanydifferentmethodsoverthepast40years.Thetwoprincipalmethodsare:
这章的主要目的是概述一些常用的测度效率的方法,并且讨论了相对于技术有效(通常由某种形式的前沿机构所代表)怎样计算出他们。
过去的40年里,我们运用了很多不同的方法估计前沿效率。
两个有代表性的方法是:
1.dataenvelopmentanalysis(DEA)and
2.stochasticfrontiers,
1.数据包络分析
2.随机前沿法
whichinvolvemathematicalprogrammingandeconometricmethods,respectively.ThispaperandtheDEAPcomputerprogramareconcernedwiththeuseofDEAmethods.ThecomputerprogramFRONTIERcanbeusedtoestimatefrontiersusingstochasticfrontiermethods.FormoreinformationonFRONTIERseeCoelli(1992,1994).
他们分别包含了数学规划和计量经济学的方法。
这篇论文和DEAP计算机程序是关于DEA方法的。
计算机程序FRONTIER可以通过随即前沿法估计前沿效率,想得到更多关于FRONTIER请看Coelli(1992,1994)的研究。
Thediscussioninthissectionprovidesaverybriefintroductiontomodernefficiencymeasurement.AmoredetailedtreatmentisprovidedbyFare,GrosskopfandLovell(1985,1994)andLovell(1993).ModernefficiencymeasurementbeginswithFarrell(1957)whodrewupontheworkofDebreu(1951)andKoopmans(1951)todefineasimplemeasureoffirmefficiencywhichcouldaccountformultipleinputs.Heproposedthattheefficiencyofafirmconsistsoftwocomponents:
technicalefficiency,whichreflectstheabilityofafirmtoobtainmaximaloutputfromagivensetofinputs,andallocativeefficiency,whichreflectstheabilityofafirmtousetheinputsinoptimalproportions,giventheirrespectiveprices.Thesetwomeasuresarethencombinedtoprovideameasureoftotaleconomicefficiency.
这章对现代的效率测度给了一个简短的介绍。
更详细的方法请参考Fare,GrosskopfandLovell(1985,1994)andLovell(1993)的研究。
现代效率测量是与Farrell(1957),他在Debreu(1951)andKoopmans(1951)的工作的基础上定一个一个简单的测度公司效率的方法,这个方法考虑了多投入。
他认为公司的效率可以分为两个部分:
技术效率,反映了公司在给定投入的情况下所能获得的最大的产出的能力。
另一个是配置效率。
它反映了给定各自投入价格的情况下使用最优比例的能力。
两个测量结合起来给出了总经济效率的测度。
ThefollowingdiscussionbeginswithFarrell’soriginalideaswhichwereillustratedininput/inputspaceandhencehadaninput-reducingfocus.Theseareusuallytermedinput-orientatedmeasures.
接下来的讨论从Farrell最初的想法开始,这个想法产生于投入,然后关注于投入的减少。
这通常被称为投入主导型。
2.1Input-OrientatedMeasures投入主导型的测度
Farrellillustratedhisideasusingasimpleexampleinvolvingfirmswhichusetwoinputs(x1andx2)toproduceasingleoutput(y),undertheassumptionofconstantreturnstoscale.Knowledgeoftheunitisoquantofthefullyefficientfirm,representedbySS′inFigure1,permitsthemeasurementoftechnicalefficiency.Ifagivenfirmusesquantitiesofinputs,definedbythepointP,toproduceaunitofoutput,thetechnicalinefficiencyofthatfirmcouldberepresentedbythedistanceQP,whichistheamountbywhichallinputscouldbeproportionallyreducedwithoutareductioninoutput.ThisisusuallyexpressedinpercentagetermsbytheratioQP/0P,whichrepresentsthepercentagebywhichallinputscouldbereduced.Thetechnicalefficiency(TE)ofafirmismostcommonlymeasuredbytheratio
TEI=0Q/0P,
(1)
whichisequaltooneminusQP/0P.Itwilltakeavaluebetweenzeroandone,andhenceprovidesanindicatorofthedegreeoftechnicalinefficiencyofthefirm.Avalueofoneindicatesthefirmisfullytechnicallyefficient.Forexample,thepointQistechnicallyefficientbecauseitliesontheefficientisoquant.
Farrell通过一个简单的例子阐述了他的观点。
这个例子假设一个公司的规模报酬不变,使用了两个投入(x1和x2)生产单一的产出(y)已知全效率公司的单位等产量曲线,由数据1的SS′代表,允许技术效率的度量。
如果给定的公司用一定数量的投入,由P点所定义,去生产一单位的产出,公司的技术无效可以有QP的距离所表示,它就是在不减少产出的情况下,所有的投入按比例减少的数量。
这通常由百分数QP/OP的比率表示,它代表了所有投入减少的百分比。
公司的技术效率通常由
TEI=OQ/OP
(1)
也就是1减去QP/OP。
它取值0~1,因此提供了公司技术无效的指标。
1代表完全的技术有效,例如,Q点就是技术有效的,因为他在效率曲线上。
数据1
技术和配置效率
Iftheinputpriceratio,representedbythelineAA′inFigure1,isalsoknown,
allocativeefficiencymayalsobecalculated.Theallocativeefficiency(AE)ofthefirm
operatingatPisdefinedtobetheratio
AEI=0R/0Q,
(2)
sincethedistanceRQrepresentsthereductioninproductioncoststhatwouldoccurifproductionweretooccurattheallocatively(andtechnically)efficientpointQ′,insteadofatthetechnicallyefficient,butallocativelyinefficient,pointQ.
如果投入的价格的比率由数据1的AA’表示,那么配置效率也就算出来了。
P点运作的公司的配置效率由下面的比率给出定义。
AEI=OR/OQ
(2)
因为RQ的距离代表如果生产发生在配置有效的点Q’,而不是技术有效但是配置无效的Q点,那么就可以降低生产成本。
Thetotaleconomicefficiency(EE)isdefinedtobetheratio
EEI=0R/0P,(3)
wherethedistanceRPcanalsobeinterpretedintermsofacostreduction.Notethattheproductoftechnicalandallocativeefficiencyprovidestheoveralleconomicefficiency
TEI×AEI=(0Q/0P)×(0R/0Q)=(0R/0P)=EEI.(4)
Notethatallthreemeasuresareboundedbyzeroandone.
总经济效率(EE)可以由下面的比率
EEI=OR/OP(3)
RP的距离可以解释为成本降低。
注意,技术和配置的效率给出了总的经济效率,
TEI*AEI=(OQ/OP)*(OR/OQ)=(OR/OP)=EEI(4)
数据2
分段线性等量曲线
(PiecewiseLinearConvexIsoquant)
Theseefficiencymeasuresassumetheproductionfunctionofthefullyefficientfirmisknown.Inpracticethisisnotthecase,andtheefficientisoquantmustbeestimatedfromthesampledata.Farrellsuggestedtheuseofeither(a)anon-parametricpiecewise-linearconvexisoquantconstructedsuchthatnoobservedpointshouldlietotheleftorbelowit(refertoFigure2),or(b)aparametricfunction,suchastheCobb-Douglasform,fittedtothedata,againsuchthatnoobservedpointshouldlietotheleftorbelowit.Farrellprovidedanillustrationofhismethodsusingagriculturaldataforthe48continentals
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