Понятие производства и производственных функций

Под производством понимается любая деятельность по использованию природных, материально-технических и интеллектуальных ресурсов для получения как материальных, так и нематериальных благ.

С развитием человеческого общества характер производства меняется. На ранних стадиях развития человечества господствовали природные, натуральные, «естественно возникшие» элементы производительных сил. Да и сам человек в это время в большей степени был продуктом природы. Производство в этот период получило название натурального.

С развитием средств производства да и самого человека начинают преобладать «исторически созданные» материально-технические элементы производительных сил. Это эпоха капитала.

В настоящее время решающее значение имеют знания, технологии, интеллектуальные ресурсы самого человека. Наша эпоха – это эпоха информатизации, эпоха господства научно-технических элементов производительных сил. Владение знаниями, новыми технологиями имеет решающее значение для производства. Во многих развитых странах ставится задача всеобщей информатизации общества. Потрясающими темпами развивается всемирная компьютерная сеть Internet.

Традиционно роль общей теории производства выполняет теория материального производства, понимаемая как процесс превращения производственных ресурсов в продукт. Основными производственными ресурсами являются труд (L) и капитал (K). Способы производства или существующие производственные технологии определяют, какой объем продукции производится при заданных количествах труда и капитала. Математически существующие технологии выражаются через производственную функцию . Если обозначить объем выпускаемой продукции черезY , то производственную функцию можно записать:

Y = f(K,L) .

Это выражение означает, что объем выпуска является функцией количества капитала и количества труда. Производственная функция описывает множество существующих в данный момент технологий. Если изобретается лучшая технология, то при тех же затратах труда и капитала объем выпуска увеличивается. Следовательно, изменения в технологии изменяют и производственную функцию.

Методологически теория производства во многом симметрична теории потребления. Однако если в теории потребления основные категории измеряются лишь субъективно или вообще пока не подлежат измерению, то основные категории теории производства имеют объективную основу и могут быть измерены в определенных натуральных или стоимостных единицах.

Несмотря на то, что понятие «производство» может представиться очень широким, нечетко выраженным и даже расплывчатым, поскольку в реальной жизни под «производством» понимается и предприятие, и стройка, и сельскохозяйственная ферма, и транспортное предприятие, и очень крупная организация типа отрасли народного хозяйства, тем не менее экономико-математическое моделирование выделяет нечто общее, присущее всем этим объектам. Этим общим является процесс преобразования первичных ресурсов (производственных факторов) в конечные результаты процесса. В связи с основным и исходным понятием в описании экономического объекта становится «технологический способ», который представляется обычно как вектор v затрат-выпуска, включающий в себя перечисление объемов затрачиваемых ресурсов (вектор x ) и сведения о результатах их преобразования в конечные продукты или другие характеристики (прибыль, рентабельность и т.п.) (вектор y ):

v = (x; y).

Размерность векторов x и y , а также способы их измерения (в натуральных или стоимостных единицах) существенно зависят от изучаемой проблемы, от уровней, на которых ставятся те или иные задачи экономического планирования и управления. Совокупность векторов – технологических способов, которые могут служить описанием (с допустимой точки зрения исследователя точностью) производственного процесса реально осуществимого на некотором объекте, называется технологическим множеством V данного объекта. Для определенности мы будем полагать, что размерность вектора затрат x равна N , а вектора выпуска y соответственно M . Таким образом, технологический способ v является вектором размерности (M+N ), а технологическое множество . Среди всех технологических способов, осуществимых на объекте, особое место занимают способы, которые выгодно отличаются от всех прочих тем, что они требуют либо меньших затрат при одинаковом выпуске, либо соответствуют большему выпуску при одинаковых затратах. Те из них, которые занимают в определенном смысле предельное положение в множестве V , представляют особый интерес, поскольку они являются описанием допустимого и предельно выгодного реального производственного процесса.

Скажем, что вектор предпочтительнее, чем вектор с обозначением:

,

если выполняются следующие условия:

1) ;

2)

и при этом имеет место, по крайней мере, одно из двух:

а) существует такой номер i 0 , что ;

б) существует такой номер j 0 , что .

Технологический способ называется эффективным, если он принадлежит технологическому множеству V и не существует другого вектора , который был бы предпочтительнее . Приведенное определение означает, что эффективными считаются те способы, которые не могут быть улучшены ни по одной затратной компоненте, ни по одной позиции выпускаемой продукции, без того, чтобы не перестать быть допустимым. Множество всех технологически эффективных способов обозначим через V* . Оно является подмножеством технологического множества V или совпадает с ним. По существу задача планирования хозяйственной деятельности производственного объекта может быть интерпретирована как задача выбора эффективного технологического способа, наилучшим образом соответствующего некоторым внешним условиям. При решении такой задачи выбора достаточно существенным оказывается представление о самом характере технологического множества V , а также его эффективного подмножества V* .

В ряде случаев оказывается возможным допустить в рамках фиксированного производства возможность взаимозаменяемости некоторых ресурсов (различных видов топлива; машин и работников и т.п.). При этом математический анализ подобных производств основывается на предпосылке о континуальном характере множества V , а следовательно на принципиальной возможности представления вариантов взаимной замены при помощи непрерывных и даже дифференцируемых функций, определенных на V . Указанный подход получил свое наибольшее развитие в теории производственных функций.

С помощью понятия эффективного технологического множества производственную функцию (ПФ ) можно определить, как отображение:

y = f(x) , где .

Указанное отображение, вообще говоря, является многозначным, т.е. множество f(x) содержит более чем одну точку. Однако для многих реалистичных ситуаций производственные функции оказываются однозначными и даже, как сказано выше, дифференцируемыми. В наиболее простом случае производственная функция есть скалярная функция N – аргументов:

.

Здесь величина y имеет, как правило, стоимостный характер, выражая объем производимой продукции в денежном выражении. В качестве аргументов выступают объемы затрачиваемых ресурсов при реализации соответствующего эффективного технологического способа. Таким образом, приведенное соотношение описывает границу технологического множества V , поскольку при данном векторе затрат (x 1 ,...,x N ) производить продукции в количестве большем, чем y , невозможно, а производство продукции в количестве меньшем, чем указанное, соответствует неэффективному технологическому способу. Выражение для производственной функции оказывается возможным использовать для оценки эффективности принятого на данном предприятии методе хозяйствования. В самом деле, для заданного набора ресурсов можно определить фактический выпуск продукции и сравнить его с рассчитанным по производственной функции. Полученная разница дает полезный материал для оценки эффективности в абсолютном и относительном измерении.

Производственная функция представляет собой очень полезный аппарат плановых расчетов и поэтому в настоящее время развит статистический подход к построению производственных функций для конкретных хозяйственных единиц. При этом обычно используется некоторый стандартный набор алгебраических выражений, параметры которых находятся при помощи методов математической статистики. Такой подход означает, в сущности, оценку производственной функции на основе неявного предположения о том, что наблюдаемые производственные процессы являются эффективными. Среди разнообразных типов производственных функций наиболее часто применяются линейные функции вида:

,

поскольку для них легко решается задача оценивания коэффициентов по статистическим данным, а также степенные функции:

,

для которых задача нахождения параметров сводится к оцениванию линейной формы путем перехода к логарифмам.

В предположении о дифференцируемости производственной функции в каждой точке множества X возможных комбинаций затрачиваемых ресурсов полезно рассмотреть некоторые связанные с ПФ величины.

В частности, дифференциал:

представляет собой изменение стоимости выпускаемой продукции при переходе от затрат набора ресурсов x = (x 1 ,...,x N) к набору x + dx = (x 1 +dx 1 ,...,x N +dx N) при условии сохранения свойства эффективности соответствующих технологических способов. Тогда величину частной производной:

можно трактовать как предельную (дифференциальную) ресурсоотдачу или иными словами, коэффициент предельной продуктивности, который показывает на сколько увеличится выпуск продукции в связи с увеличением затрат ресурса с номером j на «малую» единицу. Величина предельной продуктивности ресурса допускает истолкование как верхний предел цены p j , которую производственный объект может уплатить за дополнительную единицу j -того ресурса с тем, чтобы не оказаться в убытках после ее приобретения и использования. В самом деле, ожидаемый прирост продукции в этом случае составит:

и, следовательно, соотношение

позволит получить дополнительную прибыль.

В коротком периоде, когда один ресурс рассматривается как постоянный, а другой как переменный, большинство производственных функций обладают свойством убывающего предельного продукта. Предельным продуктом переменного ресурса называют прирост общего продукта в связи с увеличением применения данного переменного ресурса на единицу.

Предельный продукт труда можно записать, как разность:

MPL = F(K,L+1) - F(K,L), где

MPL – предельный продукт труда.

Предельный продукт капитала можно также записать, как разность:

MPK = F(K+1,L) - F(K,L),

Где MPK – предельный продукт капитала.

Характеристикой производственного объекта является также величина средней ресурсоотдачи (продуктивности производственного фактора):

имеющего ясный экономический смысл количества выпускаемой продукции в расчете на единицу используемого ресурса (производственного фактора). Величина, обратная к ресурсоотдаче

,

обычно называется ресурсоемкостью, поскольку она выражает количество ресурса j , необходимое для производства одной единицы продукции в стоимостном выражении. Весьма употребительны и понятны такие термины, как фондоемкость, материалоемкость, энергоемкость, трудоемкость, рост которых обычно связывают с ухудшением состояния экономики, а их снижение рассматривается как благоприятный результат.

Частное от деления дифференциальной продуктивности на среднюю:

называется коэффициентом эластичности продукции по производственному фактору j и дает выражение относительного прироста продукции (в процентах) при относительном приросте затрат фактора на 1%. Если E j £ 0 , то происходит абсолютное снижение выпуска продукции при увеличении потребления фактора j ; такая ситуация может иметь место при использовании технологически неподходящих продуктов или режимов. Например, излишнее потребление топлива приведет к излишнему повышению температуры и необходимая для производства продукта химическая реакция не пойдет. Если 0 < E j £ 1 , то каждая последующая дополнительная единица затрачиваемого ресурса вызывает меньший дополнительный прирост продукции, чем предыдущая.

Если E j > 1 , то величина приростной (дифференциальной) продуктивности превосходит среднюю продуктивность. Таким образом, дополнительная единица ресурса увеличивает не только объем выпускаемой продукции, но и среднюю характеристику ресурсоотдачи. Так процесс повышения фондоотдачи происходит, когда вводятся в действие весьма прогрессивные, эффективные машины и приборы. Для линейной производственной функции коэффициент a j численно равен величине дифференциальной продуктивности j -того фактора, а для степенной функции показатель степени a j имеет смысл коэффициента эластичности по j -тому ресурсу.

Производственная функция – это зависимость между количеством и структурой использованных ресурсов (L-труд, K- капитал) и максимально возможным количеством продукции (Q), который фирма способна произвести в течение определенного периода времени.

Производственная функция характеризует данную технологию. Совершенствование технологии, которое обеспечивает новый достигнутый объем выпускаемой продукции при любой комбинации факторов отражается новой производственной функцией.

Набор факторов производства или ресурсов можно представить как затраты труда, капитала(орудия труда и материалы), тогда производственная функция может быть описана следующим образом:

Q = f (L, K),

где Q - максимальный объем продукции, производимый при данной технологии и данном соотношении труда - L, капитала - К.

2.2.Свойства производственной функции

Все производственные функции обладают общими свойствами:

Существуют границы роста объема производства, который может быть достигнут увеличением затрат одного ресурса при неизменных других ресурсах.

Возможна определенная взаимная дополняемость (комплементарность) факторов производства, но без уменьшения объема производства, возможна и определенная взаимозаменяемость этих факторов.

Изменения в применении факторов производства более эластичны на продолжительном отрезке времени, чем в течение короткого периода в деятельности фирмы.

Короткий период времени - это период производства, в течение которого все ресурсы за исключением одного являются неизменными, тогда весь прирост объема производства связан с приростом использования именно данного фактора.

Долгосрочный период времени - это период, в течение которого производитель может изменить все факторы производства данной продукции. В теории продолжительный период времени рассматривают как последовательно сменяющие друг друга короткие периоды.

Совокупный продукт переменного фактора производства (ТР)- это количество продукции, производимой при определенном количестве этого фактора и при прочих неизменных факторах производства.

Средний продукт переменного фактора производства - это отношение совокупного продукта переменного фактора к использованному количеству этого фактора. Например, средний продукт труда AP (L) - это совокупный продукт труда ТР(L), деленный на количество часов труда (L):

Представленная величина представляет собой производительность труда или величину выпуска продукции за каждый час труда.

Средний продукт капитала:

Предельный продукт переменного фактора производства - это изменение совокупного продукта этого фактора (например, ТР L ) при изменении на единицу используемого фактора (например, фактор труд (L) меняется на единицу, а капитал не меняется).

где F фактор производства (L или K).

Закон убывающей отдачи (предельной производительности факторов производства):

В условиях осуществления производственной деятельности фир­ма должна использовать основные факторы производства в опреде­ленной пропорции между постоянными и переменными ресурсами. Если предприятие увеличивает только количество переменных фак­торов без изменения постоянного фактора, то в этом случае вступает в действие закон убывающей отдачи.

Закон убывающей предельной производительности факторов производства гласит, что если фирма наращивает объем исполь­зования только некоторых или одного из факторов производства, то прирост выпуска, приносимый дополнительными объемами этих факторов, в конце концов, начнет снижаться.

В соответствии с законом, непрерывное увеличение использо­вания одного переменного ресурса в сочетании с неизменным ко­личеством других ресурсов на определенном этапе приведет к пре­кращению роста отдачи, а затем и ее снижению. Следует отметить, что достаточно часто действие закона предполагает постоянство технологического уровня производства, и поэтому переход к более прогрессивной технологии может повысить отдачу независимо от соотношения постоянных и переменных факторов.

Рассмотрим следующий пример. Как на предприятии изменится отдача от переменного фактора в краткосрочном периоде, если часть ресурсов или факторов производства остается постоянной. В крат­косрочном периоде предприятие не в состоянии ввести новые цеха, установить новое оборудование и т. д.

Допустим, что предприятие в своей деятельности использует только один переменный ресурс - труд, отдачей которого является производительность. Необходимо определить, как будут изменяться издержки фирмы при постепенном увеличении переменного ресурса (количества рабочих).

В небольшом цехе на 3 единицы оборудования один рабочий де­лает за смену 5 изделий. С привлечением второго рабочего вдвоем они сделают за смену 12 изделий, третьим - 20, с четвертым - 25, с пятым - тоже 25, с шестым - 20. Присоединение второго рабочего дает прирост 7 единиц, третьего - 8 единиц, четвертого - 5 единиц, пятого - прироста не дает вовсе. Таким образом, уже с четвертой единицы переменного фактора фиксируем убывающую отдачу. То же наблюдаем в случае со средней величиной произведенной продукции. Один рабочий - 5 изделий, два - по 6, три - по 6,7, четыре - по 6,2, пять - по 5, шесть - 3,3. Возникает вопрос, почему так резко падает отдача? Потому что при тех же производственных мощностях (три станка) пятый и шестой рабочие уже не просто лишние, они мешают рациональному производственному процессу.

Таблица 5.3

Количество рабочих (L)	Общая производительность (TP)	Предельная производительность (MP)	Средняя производительность (АР)

Запишем приведенные данные в табл. 5.3 и построим соответ­ствующие графики 5.6 и 5.7.

Данные таблицы и графики, построенные по ним, свидетельству­ют о том, что начиная с определенного момента, и общая, и предель­ная, и средняя производительности убывают. В этом проявляется сущность закона убывающей отдачи .

Эффект масштаба

Устранить действие закона убывающей отдачи можно, если фир­ма откроет дополнительные производства, то есть будут введены в действие новые производственные мощности. По сути, произойдет наращивание производственного потенциала - постоянного ресурса (долгосрочный период)

В долгосрочном периоде использование факторов производства (L и K) необходимо рассматривать как переменные. Это связано с тем, что фирма может активно изменять привлекаемые производственные ресурсы. В дан­ном случае все издержки предприятия будут выступать в качестве переменных.

Зависимость между увеличением факторов производства и объемом выпуска характеризуется эффектом масштаба :

Эффект масштаба
Состояние отдачи	Соотношение темпов объема производства и издержек	Состояние издержек
Возрастающая отдача от мас­штаба (положительный эф­фект масштаба)	Объем производства растет быстрее издержек	Средние издержки падают
Убывающая отдача от масшта­ба (отрицательный эффект масштаба)	Объем производства растет медленнее издержек	Средние издержки возрастают
Постоянная отдача от мас­штаба	Объем производства и из­держки растут одинаковыми темпами	Средние издержки не изменяются

Эффект масштаба будет положительным, если при увеличении объемов производства средние валовые издержки уменьшаются, и отрицательным - если они увеличиваются.

Анализ издержек фирмы в краткосрочном и долгосрочном пе­риодах является необходимым, но не достаточным условием при планировании выпуска продукции на ближайшее время и перспек­тиву. Минимизация издержек - это не самоцель, а лишь средство повышения прибыли или сокращения убытков, а в конечном сче­те - обеспечения стабильности и устойчивости положения фирмы в условиях рынка.

Таким образом, если в краткосрочном периоде для фирмы важно найти оптимальное соотношение факторов производства (K ,L), то в долгосрочном периоде фирмой решается задача выбора необходимого масштаба деятельности фирмы.

Производственная функция – зависимость объемов производства от количества и качества имеющихся производственных факторов, выраженная с помощью математической модели. Производственная функция дает возможность выявить оптимальный размер издержек, необходимых для производства некоторой порции товаров. При этом функция всегда предназначается для конкретной технологии – интеграция новых разработок влечет необходимость пересмотра зависимости.

Производственная функция: общий вид и свойства

Для производственных функций характерны следующие свойства:

• Повышение объемов выпуска за счет одного производственного фактора всегда предельно (пример – в одном помещении может работать ограниченное число специалистов).

• Производственные факторы бывают взаимозаменяемыми (человеческие ресурсы заменяются роботами) и взаимодополняемыми (работники нуждаются в инструментах и станках).

В общем виде производственная функция выглядит так:

Q = f (K , M , L, T , N ),

Производственные функции определяются двумя группами предположений: математических и экономических.

Математически предполагается, что ПФ должна быть непрерывной и дважды дифференцируемой.

Экономические свойства состоят в следующем:

При отсутствии хотя бы одного производственного ресурса производство невозможно;

Рост использования ресурсов приводит к росту результата производства;

Увеличение затрат одного ресурса приводит к снижению эффективности его использования.

При макроэкономическом моделировании используется предположение о пропорциональности роста результата росту затрат ресурсов.

Производственная функция, отвечающая всем перечисленным свойствам, называется неоклассической. В частности, производственная функция Кобба-Дугласа относится к неоклассическим ПФ.

Производственная система является эффективной, если фирма достигает целей при низких издержках, которые пропорциональны количеству потребляемых системой факторов производства за период

времени, при условии постоянства цен на рынке ресурсов. Математически эффективность производственного процесса или эффективность использования факторов производства определяется величиной средней и предельной отдачи ресурса. Более эффективная система производит большее количество продукта при заданных затратах факторов производства в единицу времени. Для понимания производственного процесса являются весьма важными приводимые ниже определения.

Средняя отдача ресурса – это отношение объема выпускаемой фирмой продукции к использованному количеству этого ресурса (затраты остальных факторов остаются неизменными).

i=l,2,...n (3.12)

Если фактором производства является труд, то это – средняя производительность труда.

Если фактором производства является капитал, то это – средняя фондоотдача.

Пример 3.7 Производственная система произвела за период времени 150 единиц продукта и затратила 50 единиц капитала и 10 единиц труда. В этом случае, средняя производительность труда Ф L определяется как Ф L =150/10=15 единиц продукта на единицу труда, а средняя фондоотдача Ф k вычисляется по формуле: Ф k =150/50=3 единицы продукта на единицу капитала.

Предельная отдача ресурса (предельная производительность ресурса) – отношение величины изменения объема производимой продукции к величине изменения ресурса.

Предположим, на фирме работают 6 человек, и они вместе производят в день 90 единиц продукции. Предположим, что владелец фирмы нанял на работу еще одного человека. В результате общий объем продукции стал 98 единиц, т.е. увеличился на 8 единиц, В этом случае 8 единиц это и есть предельная отдача труда.

Если на предприятии работает не 8 человек, а 800 или 1500 человек, тогда прирост объема продукции на 1 единицу трудозатрат будет бесконечно малой величиной, и предельную отдачу переменного фактора можно представить как первую производную производственной функции.

В общем случае:

i=l,2,...n (3.13)

В случае двух факторов K и L:

- предельная фондоотдача (3.14)

Предельная производительность труда. (3.15)

Пример 3.8 Функционирование производственной системы описывается производственной функцией

f(K,L) = 20K 1/2 L 1/2

Пусть за период потрачено 25 единиц капитала и 4 единицы труда.

Количество произведенного продукта У равно:

У=20*25 1/2 *4 1/2 = 200 единиц продукта

Средняя фондоотдача равна:

Фк=200/25=8 единиц продукта на единицу капитала

Средняя производительность труда равна:

Ф L = 200/4=50 единиц продукта на единицу труда

Предельная фондоотдача равна:

Vk=∂Y/∂K=1/2*20*k- 1/2 L 1/2 = 1/2*20*(1/5)*2 = 4 единиц продукта на единицу капитала.

Предельная производительность труда равна:

V L = ∂Y/∂L = 1/2*20*K 1/2 L -1/2 = 1/2*20*5*(1/2) =25 единиц продукта на единицу труда.

Коэффициенты эластичности выпуска по ресурсам показывают, на сколько процентов изменится объем выпуска продукции при изменении затрат соответствующего производственного ресурса на один процент. В случае двух факторов K и L коэффициенты эластичности определяются следующими формулами:

- коэффициент эластичности продукта по фондам (3.16)

Коэффициент эластичности продукта по труду (3.17)

Коэффициенты эластичности вы­пуска E k и E L зависят от того, при каких значениях К и L они подсчитываются.

Эластичность продукта по i-му фактору можно выразить через средние и предельные отдачи фактора производства. Покажем это на примере коэффициента эластичности по фондам:

(3.18)

Таким образом, эластичность продукта по i-му фактору равна отношению величины предельной отдачи фактора к величине средней отдачи этого же фактора.

Пример 3.9 Производственная система производит 150 единиц продукта при затратах 50 единиц капитала и 10 единиц труда. Каким станет выпуск продукта, если затраты капитала увеличатся до 54 единиц при постоянных затратах труда. Эластичность продукта по капиталу равна 0,25.

Порядок расчёта производства следующий:

Затраты капитала возросли в абсолютной величине на 4 единицы или в относительной величине на 4*100/50=8% . Это вызовет рост выпуска продукта в относительных величинах на 0,25*8%=2% . В абсолютной величине рост составит 2*150/100=3 единицы продукта. Следовательно, выпуск продукта возрастёт до 153 единиц за период времени.

Пример 3.10 Производственная система производит 150 единиц продукта при затратах 50 единиц капитала и 10 единиц труда. Найти количество произведённого продукта при затратах 49 единиц капитала и 11 единиц труда, если коэффициенты эластичности по капиталу и труду равны 0,25 и 0,75 соответственно.

Раскладывая производственную функцию в ряд Тейлора имеем:

f(K + ΔK, L + ΔL) = f + (∂f/∂K)* ΔK + (∂f/∂L)* ΔL = Y + V k *ΔK + V L *ΔL

Вычислим приращения затрат капитала и труда:

∆К=49-50=-1; ∆L=11-10=1;

Средние продукты труда и капитала при затратах (50;10) равны:

Произведённый продукт у при затратах (49;11) равен:

у(49;11)=150+0,25*3*(-1)+0,75*15*1=160,5 единиц продукта.

Предельная норма замещения ресурсов . Перемещение точки затрат вдоль изокванты сопровождается непрерывным замещением i-го фактора j-м фактором при постоянном уровне производства продукта У. Это приводит к необходимости введения понятия предельной нормы замещения i-го фактора j-м фактором. Предельная норма замещения i-го фактора j-м фактором равна дополнительному количеству j-го фактора, которое компенсирует уменьшение i-го фактора на единицу при постоянном уровне производства продукта и постоянном потреблении других факторов:

(3.19)

Для двухфакторной производственной функции предельная норма замещения капитала трудомпоказывает, сколько единиц ресурса L может быть высвобождено (привлечено) при увеличении (уменьшении) затрат ресурса K на единицу:

Аналогично может быть определена предельная норма замещения труда L капиталом К.

Эластичность замещения ресурсов (σ) используется для количественной оценки скорости изменения предельной нормы замещения.

Величина (σ) показывает, на сколько процентов должно измениться отношение ресурса К к ресурсу L при движении вдоль изокванты, чтобы при этом предельная норма замещения изменилась на один процент (характеризует скорость изменения предельной нормы замещения γ при движении вдоль изокванты).

σ=[∂(K/L)/(K/L)]/(∂ γ LK / γ LK ) (3.21)

Закон уменьшающейся предельной производительности ресурса (или закон убывающей отдачи ресурса – пояснение к третьему свойству производственной функции). Смысл этого закона заключается в следующем. Если некоторые или хотя бы один из факторов производства, которые используются в производственном процессе, являются фиксированными в течение некоторого промежутка времени (например, количество станков предприятия может не изменяться в течение года), тогда предельная производительность переменных факторов производства либо сразу, либо начиная с определенного момента, непременно начнет снижаться.

Например, в краткосрочном периоде переменным фактором производства является труд. Можно изменить количество затрачиваемого труда, нанимая дополнительных работников. Последовательное привлечение дополнительных работников, при фиксированном количестве станков, хотя и будет увеличивать выпуск продукции фирмы, однако этот прирост продукции от работы каждого следующего нанимаемого работника окажется меньше по сравнению с тем приростом продукции, который был получен фирмой от работы предыдущего нанятого ею работника. Это означает, что предельная производительность, т.е. продукт последнего нанятого работника (предельный продукт труда) убывает по мере увеличения числа работников на фирме.

Закон относится не только к убыванию предельной производительности труда. Аналогичным образом он действует применительно к любому другому фактору производства, являющимся переменным. Например, если фиксированы затраты труда, но при этом наращивается количество сырья и материалов, используемых в процессе производства продукта, то материалоотдача от каждой дополнительной единицы затрат сырья будет снижаться.

Влияние масштаба производства и однородность производственной функции . Производственная функция обладает свойством однородности, которое математически выражает отдачу производственной системы от расширения масштабов производства. Пропорциональное увеличение всех факторов производства λ раз не изменяет структуру производства, а приводит к равному для всех факторов изменению средних и предельных продуктов. В общем случае, производственная функция удовлетворяет равенству:

где постояная δ называется степенью однородности производственной функции.

Для случая двух переменных K и L однородность производственной функции f(L,K) определяется в частности:

Неоклассическая производственная функция является однородной функцией первой степени, для которой справедливо:

Поэтому говорят, что неоклассическая функция является линейно-однородной.

В случае неклассической производственной функции со степенью однородности равной единице, увеличение масштаба производства (увеличение всех затрат факторов в λ раз) приводит к пропорциональному увеличению выпущенного продукта в λ раз:

Можно доказать, что для производственной функции f(L,K) со степенью однородности равной единице, имеет место тождество, имеющее важное экономическое значение:

(3.26)

Т.е. произведённый продукт Y может быть представлен в виде суммы и разделён на две части. Первое слагаемое V k К показывает вклад затраченного капитала в полученный продукт Y. Второе слагаемое V L L представляет вклад затрат труда в произведённом продукте Y. Это позволяет оценить вклад труда и капитала в произведённый продукт.

Пример 3.11. Производственная система описывается производственной функцией со степенью однородности равной единице. Система за период времени произвела 200 единиц продукции, затратив 50 единиц капитала и 10 единиц труда. Коэффициенты эластичности по капиталу и труду равны 0,25 и 0,75. Определить вклад труда и вклад капитала в произведенную продукцию.

Средние отдачи капитала и труда равны:

Предельные отдачи капитала и труда находим с помощью коэффициентов эластичности:

Окончательно, вычисляем вклад затрат капитала и труда в произведённую продукцию:

Следовательно, производственная система создала 50 единиц продукции за счёт потребления 50 единиц капитала и 150 единиц продукции в результате преобразования 10 единиц труда.

Производственной функцией называется зависимость производственного результата от используемых в данном процессе ресурсов. Производственные функции предназначены для моделирования процесса производства некоторой хозяйственной единицы: отдельной фирмы, отрасли или всей экономики государства в целом.

С их помощью решаются задачи:

Оценки отдачи ресурсов в производственном процессе;

Прогнозирования экономического роста;

Разработки вариантов плана развития производства;

Оптимизации функционирования хозяйственной единицы при условии заданного критерия и ограничений по ресурсам.

Общий вид производственной функции: где - ожидаемый результат; - вектор ресурсов; - вектор параметров, рассчитываемый на основе статистики.

Предполагается, что производственная функция должна быть

непрерывной и дважды дифференцируемой.

Экономические предположения состоят в следующем:

При отсутствии хотя бы одного производственного ресурса

производство невозможно; рост использования ресурсов приводит к росту результата

производства, т.е. выполняется соотношения: при ; увеличение затрат одного ресурса приводит к снижению эффективности его использования:

Чаще всего производственные функции строятся на базе степенной

зависимости . Если , эти функции обладают свойствами, которые достаточно соответствуют закономерностям поведения реальных экономических субъектов.

Типичным примером производственной функции степенного вида

является функция Кобба-Дугласа. В 1928 г. Ч. Кобб и П. Дуглас на основе данных по обрабатывающей промышленности США за период 1899-1922 гг. предоставили функцию

Где - расчетный индекс производства; - индекс основного капитала; - индекс занятости.

Производственная функция Кобба-Дугласа устанавливает зависимость

величины созданного общественного продукта от совокупных затрат живого труда и суммарного объема применяемых производственных фондов .Она имеет следующий вид:

где - коэффициент, учитывающий влияние факторов, не вошедших в это уравнение, их конкретные числовые значения определяются на основе статических данных с помощью корреляционных методов, соблюдаются условия .Обозначим . Эта сумма показывает эффект одновременного пропорционального увеличения объема как ресурсов труда, так и производственных фондов. Если , то увеличение ресурсов в раз приводит к увеличению объема производства также в раз. Если , то увеличение ресурсов опережает увеличение выпуска. Если , то увеличение выпуска опережает увеличение роста ресурсов. Можно говорить о положительном эффекте расширения производства.

Каждый из ресурсов характеризуется средней и предельной величиной.

Разделив обе части уравнения (1) на , мы получаем среднюю производительность труда:

(2)

Средняя производительность труда показывает, сколько единиц выпускаемой продукции приходится на единицу затрачиваемого труда. Поскольку коэффициент меньше 1, показатель степени является отрицательной величиной, следовательно, с увеличением затрат труда средняя производительность труда снижается. Однако, в реальном производстве дополнительно привлекаемая рабочая сила обеспечивается и дополнительными средствами производства, т.е. производительность труда снижается с ростом трудовых затрат при прочих равных условиях.

В анализе производственных функций наряду со средними показателями существенную роль играют предельные величины. Предельная производительность труда показывает, сколько дополнительных единиц продукции приносит дополнительная единица затраченного труда.

.

Вторая частная производная (3)

Так как , а все остальные множители в правой части (3)

положительны, то .Вторая частная производная отрицательна, следовательно, предельная производительность с ростом уменьшается.

Сравнивая формулы (2) и (3), получаем . (4)

Поскольку , можно сделать вывод, что для производственной

функции Кобба-Дугласа предельная производительность труда всегда ниже средней производительности.

Наряду с вычислением абсолютного прироста продукции на единицу

прироста затрат можно определить показатель, характеризующий относительный прирост объема производства на единицу относительного увеличения ресурсов труда. Пользуясь выражением (4), получаем

Полученный показатель называется эластичностью выпуска продукции

по затратам труда. Эластичность выпуска показывает, на сколько процентов

увеличивается выпуск при увеличении затрат труда на 1%. Предельная производительность от объемов ресурсов не зависит, и при любом их сочетании увеличение трудовых затрат на 1% приводит к росту объема производства на %.

фактору функции (1) – производственным фондам. Объем продукции в расчете на единицу используемых производственных фондов называется фондоотдачей. Можно рассчитать среднюю и предельную фондоотдачу. Из формулы (1) получаем

Показатель предельной фондоотдачи определяется как частная

производная выпуска продукции по объему фондов:

Предельная фондоотдача отличается от средней лишь сомножителем

Поскольку положительный коэффициент меньше единицы, предельная фондоотдача в производственной функции (1) всегда ниже средней.

Относительная предельная фондоотдача, или эластичность выпуска

продукции по объему производственных фондов, определяется выражением:

Как и по отношению к затратам труда, эластичность выпуска по фондам есть величина постоянная, равная коэффициенту регрессии .

из ресурсов при заданном объеме производства и величине другого ресурса. Из уравнения (1) следует, что потребность в ресурсах труда равна: (5).

Если заданы ресурсы труда и объем продукции, то потребность в

производственных фондах составляет .

Производственная функция позволяет исследовать и вопросы соотношения, замещения, взаимодействия ресурсов. В частности, в экономике при изучении взаимодействия трудовых ресурсов и производственных фондов определяется важный показатель – фондовооруженность труда. Для функции вида (1) фондовооруженность труда (отношение переменных и ).

Взаимодействующие в рамках производственной функции ресурсы

могут в известном смысле замещать друг друга. Это означает, что единицу одного ресурса можно заменить некоторым количеством другого ресурса так, что объем продукции при этом останется прежним.

На основе производственной функции можно рассчитать предельную норму замещения ресурсов, используя частные производные ;

. Так, предельная норма замещения затрат труда производственными фондами для функции вида (1) равна: . Знак минус показывает, что с увеличением одного ресурса объем второго ресурса должен быть снижен.