数据包络分析
人员(X1)与设备(X2)两种投入 业务(Y1)与业务(Y2)两种产出
一般的绩效评估方式:加权计分(主观的给予各 投入产出权数) u1×Y1i+u2×Y2i TE(i)= -------------------v1×X1i+v2×X2i U1为Y1的权数,u2为Y2的权数 V1为X1的权数,v2为X2的权数
它避开了计算每项服务的标准成本,它可以把多种 投入和多种产出转化为效率比率的分子和分母,而 不需要转换成相同的货币单位。 用DEA衡量效率可以清晰地说明投入和产出的组合, 比一套经营比率或利润指标更具有综合性并且更值 得信赖。
一、基本概念 例子:有4个银行储蓄所,每月均完成10000 笔人民币的存款、取款业务,但其投入情况 不同,试分析这4个储蓄所的绩效。
m in
j1 n
n
j
x ij x ij (i 1, , m ) y ij y rj0 ( r 1, , s )
公式9
公式10
j1
j
投入
j 0( j 1, , n )
产出
对偶问题的经济意义:
为了评价j0决策单元的绩效,可用一个假想的组 合决策单元与其比较,公式9和公式10的左端项分 别是这个组合决策的投入和产出。 上述模型的含意为,如果θ的最优值小于1,则表 明可以找到这样一个假想的决策单元,它可以用 比评价决策单元更少的投入,获得不少于被评价 决策单元的产出,从而表明被评价的决策单元为 非DEA有效,只有θ=1时,才表明被评价的决策单 元DEA有效。
规模有效 设某一单输入、单输出的生产函数曲线 Y=f(x)具有下图所示的形状
生产函数曲线上的点均为技术有 效,但它们的规模收益却不同。 A 在A点的横坐标x1的左边,边际 效益与平均效益之比大于1,即规 模收益递增;而在A点的右边, 小于1,即规模报酬递减。 X X1
对于某一决策单元的生产活动(x0,y0),若它处 于规模递增的生产函数曲线范围内,则说明该决策 单元在投入x0的基础上,适当增加投入量,可望获 得相对更高比例的产出增量。 当x’小于x0,规模报酬递增; 当x”大于x0,规模报酬递减; Xo处于规模报酬不变或规模有效
v1×X1n+v2×X2n
将上式更一般化可获得 Max TE(i)=Ei= u1×Y1i+u2×Y2i+…+ um×Ymi
u,v
Subject to v1×X1i+v2×X2i +…+ vk×Xki = 1 u1×Y1n+u2×Y2n+…+ um×Ymn ≦ v1×X1n+v2×X2n +…+ vk×Xkn (n=1,2,…,N) u ≧ 0, v ≧ 0
命令文件
应用程序
稳定显示
需要有三个基本文件
新建数据文件 产 出 投入
文本文件,用记事 本建
产出文件
数据文件
公司名称 时 间 数 目 投 入 数 目 规 模 效 率 技 术 效 率 产 出 数 目
双击DEAP.EXE文件, 输入eg1-ins.txt, 点回车键
产生结果文件
技术效率值 以firm1为例其技术效率值为0.5 由于生产技术为投入导向 表示该厂商的「投入」还有减少50%的空间
r 1 s r 1
s
s
--公式5
w x
i 1 m i
m
ij
r yrj 0(j 1,, n)
r 1
--公式6
w x
i 1 i
ij0
1
--公式7
w i 0(i 1,, m), r 0(r 1, , s)
--公式8
若令公式6的对偶变量为(-λ),公式7的 对偶变量为θ,则上述模型的对偶问题可 写为:
Y2
产出导向模式
ΘB=DB/OD
●A ●D ●E’ ●E ●C
ΘE=EE’/OE’
●B
O
Y1
3、样本与指标关系
关于服务单位的样本数量问题是由在分析中比 较所挑选的投入和产出变量的数量所决定的。 下列关系式把分析中所使用的服务单位数量n和 所考虑的投入种类数m与产出种类数s联系出来, 它是基于实证发现和DEA实践的经验:
各储蓄所完成10000笔存取款的投入
储蓄所 职员数 营业面积 B1 6 100 B2 3 120 B3 10 50 B4 7 70
营业 面积
• B2 • D • B1
120
由虚线和B2B4B3 折线右上方所有 点组成的集合为 生产可行集。 由虚线和B2B4B3 形成的数据包络 线称为生产前沿 面
90
各厂商的效率改善参考厂商: 以firm 1 为例:它的参考厂商为firm 2 以firm 2 为例:它的参考场商为他自己 以firm 3 为例:它的參考厂商firm5和2
参考权数: 以firm1为例: 它的参考厂商firm2 参考权数为0.5
目标产出:达完全效率的情況下 应获得的产出
n 2(m s)
五、软件操作实例
1、投入导向模式的规模回报,1个产出2个投入
2、投入导向模式,1个产出1个投入
3、价格效率的规模回报
4、产出导向模式,曼奎斯特分析,1个投入1个产 出3个年度
5、投入导向模式的规模回报,2个产出2个投入
1、投入导向模式的不变规模回报 1个产出2个投入
数据包络分析(DEA) Data Envelopment Analysis
数据包络分析是一种对具有相同类型决策单元 (decision making unit, DMU)进行绩效评价的 方法 所谓相同类型是指这类决策单元具有相同性质的 投入和产出。 而不必不同单位比较需要价值量
四、两种模式 1、对偶(包络)模式 投入导向:产出固定投入最小被称为投入导 向模式 Min θ S.t λ1Ym1+ λ2Ym2+…+ λnYmn ≧ Ymi, m=1,2,…M λ1Xk1+ λ2Xk2+…+ λnXkn ≦ θXki, k=1,2,…K λ1, λ2,λ3,…, λN ≧0
4 部门 A B C D E F G 1 1 1 1 1 1 1 4 Y1 2 1 3 2 4 4 5 3 X1 X2 4 4 3 2 2 1 1 2 2 1Max TE(i)=E = u1× Y1 +u2× Y2 +…+ um× Ym 1
u,v i i i
i
s.t v1× X1i+v2× X2i +…+ vk× Xki = 1 u1× Y1n+u2× Y2n+…+ um× Ymn ≦ v1× X1n+v2× X2n +…+ vk× Xkn (n=1,2,…,N) u ≧ 0, v ≧ 0
二、评价决策单元DEA有效性的C²R模型
DEA有效性的评价是对已有决策单元绩效的比较评 价,属相对评价。
设有n个决策单元(j=1,„,n) 每个决策单元有相同的m项投入(i=1,„,n) 相同的s项产出(r=1,„,s)。
用xij表示第j单元的第i项投入量,yrj表示第j单元的 第r项产出量。
决 策 单
1 1 X11 X21 : 2 x12 x22 :
元
‥ n x1n x2n
‥ ‥
‥
投 入
2
3
︰ m
:
xmn
Xm1 xm2
Y11 Y21 : ys1
y12 y22 : ys2
‥ ‥ : :
y1n y2n : ysn
1 2
产 出
::
s
若用vi表第i项投入的权值,ur表第r项产出的权 值,则第j决策单元的投入产出比hj的表达式为
1( j 1,, n )
---公式2
ij
v i 0(i 1,, m), u r 0(r 1,, s)
---公式3
通过下式,转化为一个等价的线性规划问题
t 1
v x tur
ij
--公式4
maxhj0 t u r y rj0 r y rj0
v1×X1n+v2×X2n u ≧ 0, v ≧ 0 目的在于为第i个部门找寻可使其TE达到最大的u与v 隐含透过DEA 所找出來的权数为该部门最有利的权数
将上式加入限制式与线性化之后获得 Max TE(i)=E= u1×Y1i+u2×Y2i
u,v
约束条件
v1×X1i+v2×X2i = 1 u1×Y1n+u2×Y2n ≦ (n=1,2,3) u ≧ 0, v ≧ 0
X2
投入导向模式
ΘD=DB/OD ΘE=EE’/OE
●A ●D
●E ●B ●E’ ●C O X1
2、产出导向:投入固定产出最大
Max φ S.t λ1Ym1+ λ2Ym2+…+ λnYmn ≧ φ Ymi, m=1,2,…M λ1Xk1+ λ2Xk2+…+ λnXkn ≦ Xki, k=1,2,…K λ1, λ2,λ3,…, λN ≧0
E 1 4 2
F 1 4 1
G 1 5 1
就部门 A 而言: Max EA=u1× 1 s.t v1× 2+v2× 4=1 u1× 1 ≦v1× 2+v2× u1× 1 ≦v1× 1+v2× u1× 1 ≦v1× 3+v2× u1× 1 ≦v1× 2+v2× u1× 1 ≦v1× 4+v2× u1× 1 ≦v1× 4+v2× u1× 1 ≦v1× 5+v2× u1, v1, v2≧0