پژوهش ها و چشم اندازهای اقتصادی

پژوهش ها و چشم اندازهای اقتصادی

برآورد تابع تولید مناسب برای ایران با وجود نهاده انرژی و تحقیق و توسعه: روش الگوریتم ژنتیک

نویسندگان
کریم اسلاملوئیان 1
علی حسین استادزاد 2
1 دانشیار اقتصاد دانشگاه شیراز
2 دانشجوی دکتری اقتصاد دانشگاه شیراز
چکیده
هدف این مطالعه، برآورد انواع تابع تولید در ایران با تأکید بر نقش انرژی و سرمایه­گذاری در تحقیق و توسعه (R&D) برای کشور ایران با روش الگوریتم ژنتیک طی دوره 1357تا1389می­باشد. پس از برآورد انواع توابع تولید شامل CES،GPF، کاب- داگلاس، ترنسندنتال، ترانسلوگ و تعمیم یافته خطی، تابع مناسب برای ایران انتخاب می گردد. این توابع عمدتاً غیر خطی بوده و برآورد آنها مستلزم داشتن حجم نمونه بزرگ است. به علاوه در اقتصاد سنجی مرسوم، برآوردها عمدتاً از طریق حداقل کردن مجموع مجذور خطا (RSS) صورت می گیرد. مطالعات نشان داده اند که این روش نسبت به روش "حداقل سازی کمترین مقدار مطلق انحراف" ( ) از کارآیی کمتری برخوردار است. با توجه به محدودیت های ناشی از تکنیک های مرسوم اقتصاد سنجی، استفاده از روش ( ) کمتر مورد توجه می باشد. برای غلبه بر مشکلات فوق در این مطالعه برای اولین بار در ایران، با استفاده از روش هوشمند تکاملی الگوریتم ژنتیک و با حداقل سازی مقدار مطلق انحراف، توابع تولید برآورد شده است. نتایج نشان می دهد که تابع تولید ترانسلوگ نسبت به سایر توابع برای ایران مناسب تر است. بر اساس نتایج،10 درصد افزایش در نهاده انرژی، تولید را به میزان 3/7 درصد افزایش می دهد. درحالی که افزایش 10 درصدی در مخارج R&D، منجر به افزایش 6/2 درصدی در تولید می گردد. علاوه بر این، نشان داده می شود که تکنولوژی تولید در ایران بعد از جنگ تحمیلی دارای ویژگی بازده صعودی نسبت به مقیاس بوده است. بنابراین، به نظر می رسد که ساخت الگوهای رشد برای اقتصاد ایران با فرض تابع تولید با تکنولوژی بازده ثابت نسبت به مقیاس باید (حداقل برای دوره بعد از جنگ تحمیلی) با تامل بیشتری صورت گیرد.
کلیدواژه‌ها
تابع تولید
تحقیق و توسعه
انرژی
الگوریتم ژنتیک پیوسته
ایران

عنوان مقاله English

Estimating a Production Function for Iran with Emphasis on Energy and Expenditure on Research and Development: An Application of Genetic Algorithm Method

نویسندگان English

Karim Eslamloueyan 1
Ali Hussain Ostadzad 2
1 Associate Professor of Economics, Department of Economics, Shiraz University
2 Ph.D. Candidate in Economics. Department of Economics, Shiraz University
چکیده English

This paper aims to estimate various production functions, with emphasis on energy and investment in R& D, in Iran over the period 1979-2010. Following estimation of different production functions including CES (Constant Elasticity of Substitution), GPF (Generalized Production Function), Cobb-Douglas, Transcendental, Translog, and GLPF (Generalized Linear Production Function), a proper production function is selected. The functions are mainly non-linear and their estimation requires large sample sizes. The conventional econometric techniques estimate regression parameters through minimizing residual sum of squares (RSS). However, this approach is less efficient than minimization the Least Absolute Deviation (LAD). Moreover, the conventional nonlinear techniques cannot minimize absolute deviation of errors from their expected values. In order to overcome this problem, we use Genetic Algorithm (GA) method with LAD to estimate six non-linear production functions. The results suggest that the Translog function is the most appropriate production function for the Iranian economy. According to our findings, a 10 percent increase in energy consumption, raises the output by 7.3 percent. However, a 10 percent increase in R&D expenditure only increases the output by 2.6 percent. Finally, the results show that the production function in Iran exhibits increasing return to scale after the end of Iran-Iraq war. Thus, it seems constructing growth models for Iran by assuming constant returns to scale production technology needs to be reexamined.

کلیدواژه‌ها English

Production function
Research and Development
energy
genetic algorithm
Iran
آذربایجانی، کریم؛ راکی، مولود و همایون رنجبر (1390) تأثیر متنوع سازی صادرات بر بهره وری کل عوامل تولید و رشد اقتصادی (رویکرد داده های تابلویی در کشورهای گروه دی هشت)؛ پژوهش های رشد و توسعه اقتصادی، شماره 3: 201-165.
امینی، علیرضا و زهره حجازی آزاد (1387) تحلیل نقش سرمایه انسانی و تحقیق و توسعه در ارتقای بهره وری کل عوامل (TFP) در اقتصاد ایران؛ پژوهشهای اقتصادی ایران، شماره 35: 30-1.
پژویان، جمشید و مرجان فقیه نصیری (1388) اثر رقابت مندی بر رشد اقتصادی با رویکرد الگوی رشد درونزا؛ پژوهش های اقتصادی ایران، سال سیزدهم، شماره 38: 132-97.
خدادادکاشی، فرهاد و سیاوش جانی (1390) بررسی پویای رفتار تولید کنندگان در استفاده از نهاده­ها بر مبنای تابع تولید دو مرحله ای CES، با تأکید بر اصلاح الگوی مصرف انرژی در تولید و ارتقای اشتغال؛ مطالعات اقتصاد انرژی، سال هشتم، شماره 30: 124-97.
دلیری، حسن و محسن رنانی (1389) سرمایه اجتماعی چگونه وارد تابع تولید می شود؟ (طراحی یک الگوی نظری و آزمون آن در چارچوب یک مدل رشد درونزا)؛ اقتصاد تطبیقی، سال اول، شماره اول: 68-41.
محمودزاده، محمود (1389) اثرات فناوری اطلاعات و ارتباطات بر بهره‌وری کل عوامل تولید در کشور‌های در حال توسعه منتخب؛ پژوهشنامه بازرگانی، شماره 57: 64-29.
مشیری، سعید و سمیه نیک پور (1386) تأثیر فن آوری اطلاعات و ارتباطات و سرریزهای آن بر رشد اقتصادی کشور های جهان؛ پژوهش های اقتصادی ایران، سال نهم، شماره 33: 103- 75.
وافی نجار، داریوش (1384) تحلیل آماری و بررسی رابطه علیت گرانجری تولید ناخالص داخلی با مصرف انرژی و محاسبه کشش نهاده ای انرژی با استفاده از تابع تولید (1382- 1346)؛ مطالعات اقتصاد انرژی، شماره 5: 73-55.
Alan, S.M. and G.R. Richard (1992) Buying Greenhouse Insurance: The Economic Costs of CO2 Emission Limits; MIT Press.
Arrow, K. J., Chenery, H. B., Minhas, B.S. and R. M. Solow (1961) Capital Labor Substitution and Economic Efficiency; Review of Economics and Statistics, Vol. 63, PP. 225-250.
Ayres, R. U., Ayres, L. W. and B. Warr (2003) Exergy, Power and Work in the US Economy (1900-1998); Energy Vol. 28: 219-273.
Bartelsman, E., George van L., Henry N., and K. Zeelenberg (1996) R&D, and productivity growth: Evidence from firm level data in the Netherlands; Netherlands Official Statistics No. 11: 52-69.
Berndt, E. and L. Christensen (1973) The Translog Function and the Substitution of Equipment, Structures and Labor in U.S. Manufacturing, 1929-1968; Journal of Econometrics, Vol. 1: 81-114.
Bond, S., Dietmar, H. and R. John van (2003) Corporate R&D and Productivity in Germany and the United Kingdom; CEP Discussion Papers 0599.
Brown, M. and J. S. Cani (1963) Technological Change and the Distribution of Income; International Economic Review, Vol. 4: 289-309.
Burniaux, J. M., Martin, J., Nicoletti, G. and J.O. Martins (1991) GREEN a Multi-Sector, Multi-Region General Equilibrium Model for Quantifying the Costs of Curbing CO2 Emissions: A Technical Manual; OECD Economics Department Working Papers, No. 116, http://www.oecd-ilibrary.org.
Capron, H. and M. Cincera (1998) Exploring the spillover impact on productivity of worldwide manufacturing firms; Annales d'Economie et de Statistiques, No. 50: 565-588.
Chang, K.P. (1994) Capital–Energy Substitution and the Multi-level CES Production Function; Energy Economy, No. 16: 22-26.
Charnes, A. Cooper, W.W. and R.O. Ferguson (1955) Optimal Estimation of Executive Compensation by Linear Programming; Management Science, Vol. 1: 138-151.
Christensen, L., Jorgenson, D. and L. Lau (1973) Transcendental Logarithmic Production Frontiers, The Review of Economics and Statistics, No. 55: 28-45.
Cincera, M. (1998) Technological and economic performances of international firms; PhD Thesis, University Libre de Bruxelles, Belgium.
Crepon, B., E. Duguet and J. Mairesse (1998) Research, Innovation, and Productivity: An Econometric Analysis at the Firm Level; Economics of Innovation and New Technology, No. 7, Vol. 2: 115-156.
David, P. A. and T. van de Klundert (1965) Biased Efficiency Growth and Capital-Labor Substitution in the U.S. (1899-1960); American Economic Review, Vol. 55: 357-394.
Diewert, W.E. (1971) An Application of the Shephard Duality Theorem: A Generalized Leontief Production Function; The Journal of Political Economy, Vol. 79, No.3: 481-507.
Griliches, Z. (1969) Capital-Skill Complementarity; Review of Economics and Statistics, Vol. 6: 465-468.
Hall, B.H. and J. Mairesse (1995) Exploring the relationship between R&D and productivity in French manufacturing firms; Journal of Econometrics, No. 65 Vol. 1: 263-293.
Halter, A., Carter, H. and J. Hocking (1957) A Note on the Transcendental Production Function, Journal of Farm Economics, 29, 966-974.
Harhoff, D. (1998) R&D and Productivity in German Manufacturing Firms; Economics of Innovation and New Technology, No. 6, Vol. 1: 29-50.
Haupt R.L. and S.E. Haupt (1996) Practical Genetic Algorithms; Second Edition, A John Wiley & Sons, Inc., Publication.
Kazuo, S. (1967) A Two Level Constant - Elasticity of Substitution Production Function; The Review of Economic Studies, Vol. 34, No. 2: 201-218.
Kemfert, C. (1998) Estimated Substitution Elasticity of a Nested CES Production Function Approach for Germany; Energy Economy, Vol. 220:  259-264.
Kmenta, J. (1967) On Estimation of the CES Production Function; International Economic Review, Vol. 8: 180-189.
Kwon, H. and T. Inui (2003) R&D and productivity growth in Japanese manufacturing firms; Economic and Social Research Institute Discussion Paper No. 44: 82-106.
Levy, D. M. (2002) Research and Development; In David R. Henderson (ed.), Concise Encyclopedia of Economics (1st ed.), Library of Economics and Liberty. http://en.wikipedia.org/wiki/Research_and_development
Lindenberger, D. (2003) Service Production Functions; EWI Working Paper No. 03.02, Institute of Energy Economics, University of Cologne (EWI), http://hdl.handle.net/10419/23150.
Liu, T.C. and G.H. Hildebrand (1965) Manufacturing Production Functions in the United States; Cornell Univ. Press, Ithaca.
Lv, Z., Guo, J. and Y. Xi (2009) Econometric Estimate and Selection on China Energy CES Production Function; China Popul Resources Environ, Vol. 19 No. 4: 156-160.
Markandya, A. and S. Pedroso Galinato (2007) How Substitutable is Natural Capital?; Environment Resource Economics, Vol. 37: 297-312.
Markandya, A. and S. Pedroso-Galinato (2007) How Substitutable is Natural Capital?; Environment Resource Economic, Vol. 37: 297-312.
Masangala W. and C. Papageorgiou (2004) The Solow Model with CES Technology: Nonlinearities and Parameter Heterogeneity; Journal of Applied Econometrics, Vol. 19: 171-201.
McFadden, D. (1963) Constant Elasticity of Substitution Production Function; Review of Economic Studies, Vol. 30: 73-83.
Michalewicz, Z. (1994) Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs; Second Edition, New York: Springer Verlag.
Mishra, S.K. (2006) A Note on Numerical Estimation of Sato’s Two-Level CES Production Function; SSRN at http://www.ssrn.com/author=353253.
Mishra, S.K. (2011) A Brief History of Production Functions; North –Eastern Hill University Shillong (India), Working Paper, Series Social Science Research Network (SSRN), http://ssrn.com.
Nerlove, M. (1963) Returns to Scale in Electricity Supply; reprinted in Nerlove, M (1965) Estimation and Identification of Cobb-Douglas Production Functions, North Holland Publishing Co., Amsterdam.
Papageorgiou C. and M. Saam (2008) Two-Level CES Production Technology in the Solow and Diamond growth models; Scandinavian Journal of Economics Vol. 110, No. 1:119-143.
Pitchford J. D. (1960) Growth and the Elasticity of Factor Substitution; Economic Record, Vol. 36: 491-504
Prywes, M. (1986) A Nested CES Approach to Capital-Energy Substitution; Energy Economics, Vol. 1: 22–28.
Revankar, N.S. (1971) A Class of Variable Elasticity of Substitution Production Functions; Econometrica, Vol. 39, No. 1: 61-71.
Rogers, M. (2010) R&D and productivity: Using UK firm-level data to inform polity: Empirica, Vol. 37 No. 3: 329-359.
Su, J.S. Wang, S. and Q.X. Wang (2008) Empirical Research on Factor Allocation in Economic Growth; Natural Science, Vol. 43, No. 10: 36-40.
Taylor, L.D. (1974) Estimation by Minimizing the Sum of Absolute Errors, in Zarembka; P. (Ed) Frontiers of Econometrics, Academic Press, New York.
Uzawa, H. (1962) Production Functions with Constant Elasticities of Substitution; Review of Economic Studies, Vol. 29: 291-299.
Varian, H.R. (1992) Microeconomic Analysis; Third Edition, W.W. Norton & Company, London.
Wang, J. and K. Tsai (2003) Productivity Growth and R&D expenditure in Taiwan's manufacturing firms; NBER Working Paper No 9724.
Zellner, A. and N. S. Revankar (1969) Generalized Production Functions; the Review of Economic Studies, Vol. 36 No. 2: 241-250.
پژوهش ها و چشم اندازهای اقتصادی
دوره 16، شماره 1
بهار 1395
صفحه 21-48