
- •1.1 Краткий исторический обзор
- •1.2 Математические методы и моделирование экономических процессов
- •1.3 Этапы математического моделирования
- •1.4 Классификация математических моделей
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Модели производства
- •2.1 Производственные функции
- •2.1.1 Понятие производственной функции одной переменной
- •2.1.3 Формальные свойства производственных функций
- •2.1.4 Характеристики производственной функции
- •2.2 Задача производителя
- •2.3 Учет налогов
- •2.4 Функции спроса на ресурсы
- •2.5 Модели ценообразования
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Функция полезности
- •3.1. Множество благ
- •3.2. Функция полезности и ее свойства
- •3.3. Предельная полезность и предельная норма замещения благ
- •3.4. Оптимальный выбор благ потребителем
- •3.4.1. Модель задачи оптимального выбора
- •3.5. Взаимная задача к задаче оптимального выбора благ потребителем
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Балансовые модели
- •4.2 Экономико-математическая модель межотраслевого баланса
- •4.3 Коэффициенты прямых и полных материальных затрат
- •4.4 Агрегирование показателей межотраслевого баланса
- •4.5 Анализ экономических показателей
- •4.5.1 Модель затрат труда
- •4.5.2 Модель фондоемкости продукции
- •4.6. Динамическая модель межотраслевого баланса
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Моделирование финансовых операций
- •5.1. Наращение и дисконтирование
- •5.1.1 Проценты и процентные ставки
- •5.1.2 Наращение по простым процентам
- •5.1.3. Сложные проценты
- •5.1.4. Номинальная и эффективная ставки процентов
- •5.1.6. Учет инфляции при наращении процентов
- •5.1.7. Эквивалентность простых и сложных процентных ставок
- •5.1.8. Дисконтирование и наращение по учетной ставке
- •5.1.9. Наращение по учетной ставке
- •5.1.10. Сравнение методов наращения
- •5.1.11. Сравнение методов дисконтирования
- •5.2. Потоки платежей, ренты
- •5.2.1. Основные определения
- •Ренты бывают постоянные и переменные.
- •5.3. Наращенная сумма потока платежей
- •5.3.1. Наращенная сумма годовой ренты
- •5.3.2.Наращенная сумма годовой ренты с начислением процентов m раз в год
- •5.4. Современная величина потока платежей
- •5.4.1. Современная величина годовой ренты
- •5.4.2. Современная величина годовой ренты с начислением процентов m раз в год
- •5.4.3. Современная величина p – срочной ренты ( m = 1)
- •5.4.4. Современная величина p – срочной ренты при начислении процентов m раз в год
- •5.5 Доходность финансовой операции
- •5.5.1. Различные виды доходности операций
- •5.5.2. Учет налогов и инфляции
- •5.5.3. Поток платежей и его доходность
- •5.5.4. Мгновенная доходность
- •5.6. Кредитные расчеты
- •5.6.1. Показатель полной доходности финансово-кредитной операции
- •5.6.2. Баланс финансово-кредитной операции
- •5.6.3. Определение полной доходности ссудных операций с удержанием комиссионных
- •5.6.4. Методы сравнения и анализа коммерческих контрактов
- •5.6.5. Планирование погашения долгосрочной задолженности
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 6. Математическое и компьютерное моделирование
- •6.1. Классификация видов моделирования
- •6.2. Достоинства и недостатки имитационного моделирования
- •6.3. Типовые задачи имитационного моделирования
- •6.4. Социально-экономические процессы как объекты моделирования
- •6.5. Примеры задач имитационного моделирования
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 7. Сущность метода имитационного моделирования
- •7.1. Метод имитационного моделирования и его особенности
- •7.2. Процесс имитации
- •7.3. Формулирование модели
- •7.4. Оценка адекватности модели
- •7.5. Экспериментирование с использованием имитационной модели
- •7.6. Понятие о модельном времени. Механизм продвижения модельного времени
- •7.7. Интерпретация и реализация результатов моделирования
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 8. Имитационная модель глобальной системы
- •8.1. Основные компоненты динамической мировой модели
- •8.2. Концепция «петля обратной связи»
- •8.3. Основные петли «обратных связей» в мировой модели
- •8.4. Основные переменные в мировой модели
- •8.5. Структура модели мировой системы
- •8.6. Основные результаты экспериментов на модели мировой системы
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 9. Метод Монте-Карло и проверка статистических гипотез
- •Тема 10. Моделирование случайных событий
- •10.1. Моделирование простого события
- •10.2 Моделирование полной группы несовместных событий
- •10.3 Моделирование дискретной случайной величины
- •10.4 Моделирование непрерывных случайных величин
- •10.4.1. Метод обратной функции
- •10.4.2. Моделирование случайных величин с показательным распределением
- •10.4.3. Моделирование случайных величин с равномерным распределением на произвольном интервале (a, b)
- •10.4.4 Моделирование случайных величин с нормальным распределением
- •10.4.5. Моделирование случайных величин с усеченным нормальным распределением
- •10.4.6 Моделирование случайных величин с произвольным распределением
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 11. Системы массового обслуживания
- •11.1. Основные понятия. Классификация СМО
- •11.2 Понятие марковского случайного процесса
- •11.3 Потоки событий
- •11.4. Уравнения Колмогорова. Предельные вероятности состояний
- •11.5. Процесс гибели и размножения
- •11.6. CMО с отказами
- •11.7. СМО с ожиданием (очередью)
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 12. Модели управления запасами
- •12.1. Основные понятия
- •12.2. Статическая детерминированная модель без дефицита
- •12.3. Статическая детерминированная модель с дефицитом
- •12.4. Стохастические модели управления запасами
- •12.5. Стохастические модели управления запасами с фиксированным временем задержки поставок
- •Вопросы для самопроверки
- •ЛИТЕРАТУРА
53
Элементы матрицы B будем обозначать через
bij
, тогда из матричного
уравнения (4.9) для любой
i
-й отрасли можно получить следующее соотношение:
n |
|
Xi bij Yj, i 1,...,n . |
(4.10) |
j 1 |
|
Из соотношений (4.10) следует, что валовая продукция выступает как взвешенная сумма величин конечной продукции, причем весами являются
коэффициенты
bij
, которые показывают, сколько всего нужно произвести
продукции
продукции
i -й отрасли для выпуска в сферу конечного использования единицы |
|
j-и отрасли. В отличие от коэффициентов прямых затрат |
a ij |
коэффициенты
bij
называются коэффициентами полных материальных затрат и
включают в себя как прямые, так и косвенные затраты всех порядков. Если прямые затраты отражают количество средств производства, израсходованных непосредственно при изготовлении данного продукта, то косвенные относятся к предшествующим стадиям производства и входят в производство продукта не прямо, а через другие (промежуточные) средства производства. Более детально этот вопрос рассматривается в п.4.3
Определение 2. Коэффициент полных материальных затрат b |
ij |
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.
Коэффициенты полных материальных затрат можно применять, когда необходимо определить, как скажется на валовом выпуске некоторой отрасли предполагаемое изменение объемов конечной продукции всех отраслей:
X |
|
|
n |
|
Y |
, i 1,...,n |
i |
b |
ij |
||||
|
|
j 1 |
j |
|
||
|
|
|
|
|
|
(4.11)
где Xi и Yj соответственно.
— изменения (приросты) величин валовой и конечной продукции
4.3 Коэффициенты прямых и полных материальных затрат
Переходя к анализу модели межотраслевого баланса, необходимо прежде всего рассмотреть основные свойства матрицы коэффициентов прямых материальных
затрат |
A . Коэффициенты |
прямых затрат |
по определению |
являются |
|
неотрицательными, следовательно, матрица |
A |
в целом может быть названа |
|||
неотрицательной: A 0 . Так |
как процесс |
воспроизводства нельзя |
было бы |
осуществлять, если бы для собственного воспроизводства в отрасли затрачивалось большее количество продукта, чем создавалось, то очевидно, что диагональные
элементы матрицы A меньше единицы: aii 1.
Система уравнений межотраслевого баланса является отражением реальных экономических процессов, в которых содержательный смысл могут иметь лишь неотрицательные значения валовых выпусков; таким образом, вектор валовой продукции состоит из неотрицательных компонентов и называется неотрицательным: X 0 . Встает вопрос, при каких условиях экономическая система способна обеспечить положительный конечный выпуск по всем

54
отраслям. Ответ на этот вопрос связан с понятием продуктивности матрицы коэффициентов прямых материальных затрат.
Будем называть неотрицательную матрицу |
A |
продуктивной, если существует |
такой неотрицательный вектор X 0 , что |
|
X AX . |
(4.12) |
Очевидно, что условие (4.12) означает существование положительного вектора
конечной продукции Y 0 для модели межотраслевого баланса (6). |
|
|
Для того чтобы матрица коэффициентов прямых материальных затрат |
A |
была |
продуктивной, необходимо и достаточно чтобы выполнялось одно из перечисленных ниже условий:
1) |
матрица |
(E A) неотрицательно обратима, т.е. существует обратная матрица |
||||||
|
(E A) |
1 |
0 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2) |
наибольшее по модулю собственное значение |
матрицы A , то есть решение |
||||||
|
характеристического уравнения E A 0 , строго меньше единицы; |
|||||||
3) |
все |
главные |
миноры |
матрицы |
(E A) , |
т.е. определители матриц, |
||
|
образованные элементами первых строк и первых столбцов этой матрицы, |
|||||||
|
порядка от 1 до n , положительны. |
|
|
|||||
4) |
норма |
матрицы |
должна |
быть строго меньше |
единицы, т.е. на величина |
наибольшей из сумм элементов матрицы |
A |
в каждом столбце должна быть |
строго меньше единицы Перейдем к анализу матрицы коэффициентов полных материальных затрат, т.е.
матрицы B (E A) 1. Согласно |
определению 2 коэффициент |
этой матрицы |
|
показывает, сколько всего нужно |
произвести продукции |
i -й |
отрасли, чтобы |
получить единицу конечной продукции j-й отрасли. |
|
|
Руда (0.3)
Электроэнергия (0.2)
Косвенные затраты 2-го порядка:
0.2 0.5 0.6 0.06
Чугун (0.5) |
|
Сталь (0.6) |
|
|
|
Прокат
Электроэнергия (0.3)
Косвенные затраты 1-го порядка:
0.6 0.3 0.18
Электроэнергия (0.3)
Прямые затраты
Электроэнергия (0.3)
Рис. 4.2. Затраты электроэнергии на выпуск стального проката
Как уже указывалось выше, коэффициент полных материальных затрат включает прямые затраты и косвенные затраты. В отличие от коэффициентов прямых затрат,
55
коэффициенты полных материальных затрат отражают не отраслевые, а народнохозяйственные затраты по производству единицы продукции.
Поясним косвенные затраты на следующем примере. Рассмотрим в качестве примера формирование затрат электроэнергии на выпуск стального проката, при этом ограничимся технологической цепочкой «руда-чугун-сталь-прокат». Затраты электроэнергии при получении проката из стали будут называться прямыми затратами, те же затраты при получении стали из чугуна будут называться косвенными затратами 1-го порядка, а затраты электроэнергии при получении чугуна из руды будут называться косвенными затратами электроэнергии на выпуск стального проката 2-го порядка и т. д. (см. рис 4.2).
Перейдем теперь к вычислительным аспектам решения задач на основе модели межотраслевого баланса. Основной объем расчетов по этой модели связан с
вычислением матрицы коэффициентов полных материальных затрат |
B . Если |
||
матрица коэффициентов прямых материальных затрат |
A |
задана и |
является |
продуктивной, то матрицу B можно находить по формулам обращения матриц, рассматриваемым в курсе вычислительной математики.
Пример 4.1. Для трехотраслевой экономической системы заданы матрица коэффициентов прямых материальных затрат и вектор конечной продукции:
|
0.3 |
0.1 |
|
|
|
A |
0.2 |
0.5 |
|
0.3 |
0.1 |
|
0.4 |
|
0.0 |
|
|
|
0.2 |
|
|
;
|
200 |
|
|
|
|
Y |
100 |
|
|
300 |
|
|
|
Найти коэффициенты полных материальных затрат и вектор валовой продукции, заполнить схему межотраслевого материального баланса.
1. Определим матрицу коэффициентов полных материальных затрат.
а) Вычислим матрицу E A . |
|
|
||
|
0.7 |
0.1 |
0.4 |
|
|
|
|
|
|
E A |
0.2 |
0.5 |
0.0 |
. |
|
0.3 |
0.1 |
0.8 |
|
|
|
б) Находим обратную матрицу одним из методов обращения матриц (например, методом матричной алгебры)
|
|
2.041 |
0.612 |
1.020 |
|
|
|
|
|
|
|
B (E A) 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.816 |
2.245 |
0.408 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.887 |
0.510 |
1.664 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. Найдем величины валовой продукции трех отраслей (вектор X ), используя |
|||||||||||
формулу (8'): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2.041 |
0.612 |
1.020 |
|
|
200 |
|
|
775.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X BY |
0.816 |
2.245 |
0.408 |
|
|
100 |
|
|
510.1 |
||
|
|
0.867 |
0.510 |
1.664 |
|
|
300 |
|
|
729.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Для определения элементов первого квадранта материального межотраслевого баланса воспользуемся формулой, вытекающей из формулы (4.4): xij aij X j. Из
этой формулы следует, что для получения первого столбца первого квадранта нужно элементы первого столбца заданной матрицы A умножить на величину X1 775.3 ;

|
|
56 |
элементы второго столбца матрицы |
A |
умножить на |
столбца матрицы |
A умножить на X3 729.6 . |
X2
510.1
; элементы третьего
Составляющие третьего квадранта (условно чистая продукция) находятся с учетом формулы (1) как разность между объемами валовой продукции и суммами элементов соответствующих столбцов найденного первого квадранта.
Четвертый квадрант в нашем примере состоит из одного показателя и служит, в частности, для контроля правильности расчета: сумма элементов второго квадранта должна в стоимостном материальном балансе совпадать с суммой элементов третьего квадранта. Результаты расчета представлены в табл. 4.2.
Таблица 4.2.. Межотраслевой баланс производства и распределения продукции
Производящие |
|
Потребляющие отрасли |
|
|||
отрасли |
|
1 |
2 |
3 |
Конечная |
Валовая |
|
|
|
|
|
продукция |
продукция |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
232,6 |
51,0 |
291,8 |
200,0 |
775,3 |
2 |
|
155,1 |
255,0 |
0,0 |
100,0 |
510,1 |
3 |
|
232,6 |
51,0 |
145,9 |
300,0 |
729,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Условно |
чистая |
155,0 |
153,1 |
291,9 |
600,0 |
|
продукция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Валовая |
|
775,3 |
510,1 |
729,6 |
|
2015,0 |
продукция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4 Агрегирование показателей межотраслевого баланса
При моделировании межотраслевых связей важным является вопрос агрегирования нормативных показателей.
Рассмотрим пример. Пусть задана таблица межотраслевых потоков для 4 отраслей. Таблица 4.3.
Производящая |
Распределение по |
потребляющим отраслям |
Конечный |
Валовой |
||
отрасль |
1 |
2 |
3 |
4 |
продукт |
продукт |
1 |
x |
|
x |
|
x |
|
x |
|
Y |
X |
|
|
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
|
1 |
||||
2 |
x21 |
x22 |
x 23 |
x24 |
Y2 |
X2 |
|||||
3 |
x |
31 |
x32 |
x33 |
x34 |
Y |
X |
3 |
|||
|
|
3 |
|
||||||||
4 |
x |
41 |
x |
42 |
x |
43 |
x |
44 |
Y |
X |
4 |
|
|
|
|
|
4 |
|
Определим параметры агрегирования при объединении второй и третьей отраслей. Выделим в табл. 2 отрасли подлежащие агрегированию. Присвоим новой отрасли индекс
k и составим другую таблицу, введя в нее отрасль Таблица 4.4.
k
.
Производящая |
Распределение по потребляющим отраслям |
Конечный |
Валовой |
|||
отрасль |
1 |
2 |
3 |
4 |
продукт |
продукт |
1 |
x11 |
x12 |
x13 |
x14 |
Y1 |
X1 |
k |
xk1 |
xk2 |
xk3 |
xk4 |
Yk |
Xk |
4 |
x 41 |
x42 |
x 43 |
x44 |
Y4 |
X4 |

57 |
|
Агрегированными окажутся те межотраслевые потоки, которые содержат индекс |
k . |
По таблице межотраслевых потоков xij построим матрицу коэффициентов прямых затрат
A :
где
A
|
|
|
x |
|
|
a |
|
|
ij |
, i, |
|
ij |
X |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
j |
|
|
|
a |
a |
|
a |
|
||
|
|
11 |
12 |
13 |
||||
|
|
a |
|
a |
|
a |
|
|
|
|
21 |
22 |
23 |
||||
|
|
|
||||||
a |
|
a |
|
a |
|
|||
|
31 |
32 |
33 |
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
a42 |
a43 |
||||
|
a |
41 |
||||||
j 1, n . |
|
|
|
|
a14 a24 a34 a44
,
Далее сформируем оператор агрегирования T . Для этого произведем деформацию единичной матрицы 4 – го порядка (размерность единичной матрицы совпадает с размерностью исходной таблицы МОБ) по следующему правилу: выделим в единичной матрице E те строки, номера которых совпадают с номерами агрегируемых отраслей, и просуммируем их. Результат внесем в k -ую строку матрицы T . Все остальные строки, номера которых в исходной таблице соответствуют номерам отраслей, не подлежащих агрегированию, переписываем в матрицу T без изменения.
Для нашего примера
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|||||
E |
|
|
T |
|
0 |
1 |
1 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
0 |
0 |
1 |
0 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 1
.
|
Таким образом, матрица |
T |
есть результат горизонтальной «деформации» матрицы |
|||||||
E . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построим деформированную весовую матрицу W . Для этого введем веса Wi |
, |
||||||||
означающие вклад валовой продукции исходной i -ой отрасли в валовую продукцию |
|
|||||||||
отраслей, представленных в новой агрегированной таблице. |
|
|||||||||
|
Так, 1 –ая и 4 –ая отрасли в нашем примере не подлежат агрегированию. |
|
||||||||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W1 1, W4 1, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
W2 |
X2 |
, W3 |
|
X3 |
|
. |
|
|
|
|
X2 X3 |
X2 X3 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Составим весовую матрицу |
W |
: |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
0 |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
W |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
W |
|
2 |
|
|
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
0 |
|
W3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Деформируем матрицу W по столбцам, объединив второй и третий столбцы. Тогда