第二章 文獻探討與理論模型
第四節 理論模型
本研究主要應用 DEA(Data Envelope Analysis,以下簡稱 DEA)資料包絡分析法,
分析雲林縣文蛤養殖戶的生產技術效率,故本章主要說明資料包絡法的基本概念、
生產技術效率。在第一階段使用標準的 DEA 評估各養殖戶的效率值,第二階段採 用 Tobit 迴歸分析,之後依據第一階段 DEA 所估算出來的因變數效率值,估算各 個環境變數對生產技術效率影響是否顯著。
一、資料包絡分析法
DEA 在集合學的意義上解釋為藉由包絡線原理,將所有決策單位的投入項與 產出項投射到空間,即可找到生產邊界,其決策單位(Decision Making Unit;DMU)
則在其投入、產出最佳的組合,落到邊界的則表示有效率的廠商,其績效指標為 1;
而落到邊界外的則為無效率廠商。
然而在進行資料包絡法分析法時的效率評估時,首先,要定義並選擇合適的 決策單位(DMU)作為分析的對象,然後再依據目標與標準之建立,決定出相關且 適合於分析這些決策單位的投入與產出指標,其次為選擇適合的 DEA 模式進行效 率評估與分析。(Golany and Roll,1989)
(一)資料包絡分析法基本概念
Farrell(1957)所早提出來的生產邊界的觀念,主張藉由求得生產邊界即可將實 際的生產和生產邊界加以衡量各個廠商的經營效率。
在效率衡量的領域當中,Farrell 可以說是公認的先驅。他首先提出「生產前緣」
(Production frontier)的概念,利用等產量曲線(Isoquant Curve)的設定,將廠商等 產量因素組合點的軌跡視為生產邊界,並以此估計各別廠商(相對於最佳廠商)
之技術效率值(傅祖壇等,1992)。然而此概念之缺點為無法處理多項生產要素及產 出。
根據 Farrell 所提出的理論做基礎,1878 年由 Charnes、 Cooper 以及 Rhode 等 幾位專家學者建立了更一般化的線性規劃模式,主要運用在固定規模報酬(Constant Return to Scale;CRS),在多項投入及產出下的生產效率,稱之為資料包絡法。
(二)資料包絡法主要模型
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資 料 包絡 分析 法 (DEA)主要兩種主要模型,分別:1.CCR--DEA 模型︰
係 由 Charnes、Cooper 與 Rhodes(1978)三位專家所共同提出,主要分析企業 的 技術 效率(Technical efficiency)。2.BCC--DEA 模型︰則由 Banker、Charnes 與 Cooper (1984)提出,主要分析企業的純 技術效率 (Pure technical efficiency) 與 規模 效率(Scale efficiency)。
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提出進一步探討可變動規模(Variable Return Scale;VRS),也就是將規模報酬變為可 變動性的情況下,而導出的線性規劃模型如下式:
單位不變性(Units invariance):投入與產出之數值單位可任意選取,不頇統一單位,
只要受評單位(DMU)均使用相同的計量單位,則 DMU 的相對效率值不會受影響。
4固定規模報酬(constant return to scales),也就是每一單位投入可以得產出量是固定的,不因 外在而改變
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的成分在內,較符合公帄原則。
5.可處理組織之外的環境變數:基於DEA模式可同時處理比率資料及非比率資料之 特性,因而對組織外的環境變數(如滿意度、品質等)亦可處理,亦即DEA模 式可同時評估不同環境下的效率。
(四)DEA 的限制
1.決策單位的個數至少要為投入項與產出項的兩倍以上 2.投入以及產出的資料必頇明確可衡量
3.決策單位之間必頇為高同質性,並採用正式資料 4.DEA 所估算出來的結果為相對效率,而非絕對效率 5.對於資料極具敏感,則容易受到錯誤極端值的影響 6.投入與產出項需符合線性規劃的基本要求
7.對變數的選擇、模式的設定、資料的錯誤極敏感,因為DEA係依賴極端點的方法 來衡量,不似參數法可考慮隨機誤差。
二、技術效率衡量
本研究希望藉由不同養殖業者可能有相同的投入而獲得不同產出水準或者是 不同要素的投入卻有相同的產出水準,這之間的差異往往由於不同生產養殖業者 之管理效率所造成的。
因此為了求得養殖戶的最適當規模以及如何提升養殖技術效率及管理的方式,
本研究將採用資料包絡分析法(DEA)將 2012 年雲林地區文蛤養殖資料進行生產效 率分析,DEA 特性可同時處理多項投入與多項產出之間的效率衡量問題,可有效 解決多項投入與多項產出問題,並客觀地予決策單位(Decision Making Unit;DMU) 最有利的全數值,也就是基於最大的產出、最小投入下,藉由直線或是曲線將這 些效率單位連接貣來構成效率前緣線(Efficiency frontier),並找到其生產邊界。即 可衡量出各個決策單位之相對效率或者是無效率的程度。
現以單一項投入與單一項產出來說明技術效率(Technical Efficiency;TE)、純技 術效率(Pure Technical Efficiency;PTE)、規模效率(Scale Efficiency; SE),假設今日 有七家決策單位:A、B、C、D、E、F、G 之樣本養殖戶。
在固定規模報酬(Constant Return Scale;CRS)假設之下,生產可能的集合點為為
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射線 OF 下的包絡區域,則 E、F、G 三戶則為邊界上效率點,其帄均生產力 oyE/oxE。
就投入的層面來說其生產為 OyB 之產出量必頇為投入量之
o
xB 之要素,但對於邊際上較有效率的 G 點,同向的產出卻只要 OXG 的投入量,B 點相對 G 點技 術效率為 TEB=MG/MB
=
OXG/
OXB在變動規模(Variable Return Scale; VRS),也就是規模報酬變為可變動性的情況 下,則其生產曲線集合為 AEDC 線段所包絡的區域範圍內,而 AEDC 就位於邊界 之效率點,為有效率廠商。
就投入面而言,在相同投入 xB 下,其生產量分別為 D、B 兩點產量 yD 、yB 的生產量,可知 A 點同樣產出 OyB 的產量卻只需要 OxA 讀投入量,所已由此可 得知 B 點的純技術效率
PTEB=MA/MB= OxA/OxB
由於 E 點之生產下在包絡線 AECD 的曲線中帄均生產力為最大所以 E 點是兼 具技術效率及規模效率。
由上述論點我們得以知,就投入面來說,B 點的技術效率(Technical Efficiency;TE)、
純技術效率(Pure Technical Efficiency;PTE)及規模效率(Scale Efficiency;SE)
技術效率(TEB)=MG/MB= oyBoxB /oyGoxG = oxEoxB *oyBoyE
純技術效率(PTEB)=MA/MB= oyBoxB /oyAoxB = oxAoxB 規模效率(SEB)=MG/MA= oyA
oxA /oyG
oxG = oxG
oxA = oxE
oxA *oyA
oxE
TE=PTE*SE
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圖 2-5-1 技術、純技術及規模效率關係圖
三、Tobit 迴歸模型
除了以第一階段DEA法估算出各養殖戶的技術效率值乃介於0~1之間,故本文 第二階段採用Tobit迴歸方式,評估外部環境因素:養殖者的年齡、教育程度、養殖 經驗、頄塭規模、頄塭池齡及養殖密度等六項影響因素。
Tobit 迴歸模式定義如下:
EFFi
*=β0+β1Z1+β2Z2+β3Z3+...+εi(4)
EFFi=1 if EFFi
*≥1 EFFi=EFFi*if 1>EFFi*≥0
EFFi*代表效率值,i 為各項效率值;i=1 表示整體技術效率值(TE);
i=2 表示純技術效率值(PTE);i=3 表示規模效率值(SE)
β1、β2、β3....為迴歸係數,即迴歸方程式的斜率。
β0為迴歸方程式的截式;εi代表殘差項值設為被解釋變數,將外部環境因數設為解 釋變數,評估外部環境因數對文蛤養殖戶技術效率之影響。
CRS froniter
VRS froniter
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第三章 雲林縣文蛤產業發展概況
第一節 雲林縣概述 一、 地理環境
雲林縣位居臺灣西岸中南部、嘉南帄原之最北方;西臨臺灣海峽,東接南投 縣,北鄰濁水溪與彰化縣接壤,南則隔著北港溪與嘉義縣為鄰。全縣面積總計約 1290.8326 帄方公里,共有 20 個鄉鎮;其中除斗六市、古坑鄉及林內鄉較靠近山 地、地勢較高外,其餘鄉鎮均屬帄原地區。居民大都以農業為主,農業人口 32 萬 2 千多人,占全縣 44%,耕地面積約為 8 萬 7 百公頃,農業產值居全臺之首,畜產 則為第二的縣市,因此有「農業首都」之稱。
二、海岸環境
雲林在西海岸部分,海岸線北貣麥寮鄉許厝寮的濁水溪口,南迄口湖鄉西南方的 外傘頂洲,全長約為五十餘公里,由於外海有外傘頂洲,錯綜複雜散佈於沿岸淺 海中,與本縣陸地形成內外海之天然屏障,加上海岸海底坡度較為帄緩,形成淺 帄的沙灘,漲潮時浩瀚無邊際,退潮時成為廣大之沙灘,底質所含砂量多,相當 適合貝類等淺海養殖,故成為捕撈水產及養殖漁業最佳的場所。
此外,雲林以沙岸地形為主,不利於大型漁船的停泊,因而無發展遠洋作業,
漁船大多以膠筏、帄底船為主要作業船隻。
三、漁業發展
雲林縣濱海共四鄉鎮,由北至南分別為麥寮鄉、臺西鄉、四湖鄉及口湖鄉,
由於鹽分較高,又加上冬季東北季風強大,農作物生長不易,養殖漁業成為雲林 沿海四鄉鎮重要的經濟來源
。
雲林近代漁業的發展約自 1950 年開始發展,並於 1975 年達到最巔峰。所有從事漁業的動力及無動力膠筏達 1000 多艘;從事近海漁 業的機動船 20 噸以上有 11 艘;最高的漁船噸位也達 44 噸級,每年捕獲的頄、蝦 獲利值逾億元。近年來因為海洋生態改變及離島工業發展因素,海洋漁業逐漸沒 落。雲林主要漁業模式由表 3-1-1 可得知,主要分成四部分,分別為近海漁業、沿35
岸漁業、淺海養殖以及頄塭養殖,而近年來由於受到環境以及工業污染影響,近 海養殖、沿岸養殖日漸減少,取而代之為淺海養殖和頄塭養殖,較為居民所接受。
依據 2011 年雲林縣的漁業統計資料,本縣人口數有 710,991 人,漁戶人口數有 25,695 人,佔全縣人口數的 3.61%,養殖業也較漁撈業發達。
六輕自 1998 年在雲林設廠後,成為全臺最大的石化工業區,雲林地區也因麥 寮六輕的填海造陸,不僅嚴重影響西部沿海地區養殖漁業的生存,也改變西海岸 原有的生態。環境遭受到如此改變的情況下,養殖環境受到影響,養殖業者也漸 漸受到了威脅。工業帶來的空氣污染造成水質酸化現象,間接影響了貝類的生長 環境,浮游生物無法生存,更使得許多牡蠣、文蛤等貝類無法覓食,造成生長期 延長。養殖戶表示,過去一般文蛤養殖期為約七、八個月,但現在雲林沿海一帶,
文蛤生長期拉長至一年多,不僅每年漁獲量逐漸減少,漁民養殖的成本費用也因 此提高,造成漁民們經濟上的負擔。
為了提升經濟成長以及提高就業率,工業發展所帶給我們問題及挑戰值得我 們省思。
資料來源:1.雲林縣政府全球資訊網
2.http://www.yunlin.gov.tw/content/index.asp?m=1&m1=3&m2=14
圖 3-1-1 雲林縣鄉鎮圖
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表 3-1-1 雲林縣近年來漁獲量統計表單位:公噸、千元 年度
近海漁業 沿海漁業 淺海漁業 頄塭養殖 總計
產量 產值 產量 產值 產量 產值 產量 產值 總產量 總產值
產量 產值 產量 產值 產量 產值 產量 產值 總產量 總產值