1. No category

Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologian reuna
Tapio Palokangas
Helsingin taloustutkimuskeskus (HECER)
Helsingin yliopisto
Kasvuteorian aineopintokurssi, HECER, kevät 2015
Oheislukemisto: Weil, Economic Growth, chapter 9
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Contents
1
Miten teknologia muuttuu?
2
Teknologian tuotantofunktio
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Taustaa
Teknologian reunalla (the cutting edge of technology)
tarkoitetaan teknologiaa, joka on tutkimuksessa keksitty,
mutta jota vasta ollaan ottamassa tuotannossa käytäntöön.
Esim. henkilökohtaiset tietokoneet olivat 30 vuotta sitten ja
kännykät 20 vuotta sitten teknologian reunalla.
Kun markkinoille ilmaantuu uusia pitemmälle vietyjä
keksintöjä, aikaisemmin teknologian “reunalla” olleet
keksinnöt siirtyvät teknologian “ytimeen”: niistä tulee
“arkipäiväisiä” sovelluksia, joika pidetään osana
peruselintasoa.
Nykyaikaisen kasvuteorian perusoivallus on, että
taloudessa on olemassa tuotekehittelysektori. Teknologian
reunan tarkasteleminen antaa mahdollisuuden tutkia, onko
teknologialle olemassa oma tuotantofunktionsa.
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Yleisteknologia (general purpose technology)
Yleisteknologiaksi (general purpose technology)
sanotaan sellaista teknologista innovaatiota, joka
muuttaa tuotantotapaa monilla toimialoilla, sekä
aiheuttaa teknologisten muutosten ketjureaktion, joka voi
kestää vuosikymmeniä.
Historiassa yleisteknologioita ovat olleet (suluissa
sovellukset)
Höyryvoima (kehruu-Jenni, höyrylaiva, veturi)
Sähkövoima (sähkövalaistus, polttomoottori, sähkömoottori,
puhelin, lennätin)
Puolijohde; semiconductor (radio, televisio, elektroniikka,
tietokoneet, kännykät, satelliitit)
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologinen kehitys vv. 500-1700, 1
Kun tarkastelemme kasvua ennen teollista
vallankumousta, emme voi perusmallin tapaan unohtaa
maan merkitystä tuotannontekijänä.
Oletetaan, että tuotanto Y valmistetaan maasta X ja työstä
L Cobb-Douglas function avulla:
Y = X β L1−β
,
missä A on kokonaistuottavuus ja vakio β on maakoron
osuus tuloista, mikä markkinat ovat kilpailulliset.
Tuotantofunktio saadaan työntekijäkohtaiseksi jakamalla
L:llä:
β
X
. Y
=A
y=
L
L .
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologinen kehitys vv. 500-1700, 2
Otetaan tästä yhtälöstä logaritmi molemmin puolin:
log y = log A + β(log X − log L) = log A + β log X − β log L.
Jos työntekijäkohtaisen tuotannon y, tuottavuuden A,
maan X ja työvoiman L muutokset aikayksikössä ovat
pieniä (< 10%), niin voimme pyöristää
. Δy
≈ Δ log y,
y =
y
. ΔA
=
A
≈ Δ log A,
A
. ΔX
=
X
≈ Δ log X ,
X
jolloin
+ βX
− β
y = Δ log y = Δ log A + βΔ log X − βΔ log L = A
L.
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologinen kehitys vv. 500-1700, 3
= 0, niin
Jos oletamme, että maa pysyy vakiona, X
voimme laskea tuottavuuden kasvun työntekijäkohtaisen
tulon kasvun y ja työn kasvun L avulla seuraavasti:
A = y + β L.
Tulokset näkyvät kirjan taulukossa Table 9.1: tuottavuus A
kasvoi 0.033% per vuosi kaudella 500-1500 ja 0.166% per
vuosi kaudella 1500-1700.
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teollinen vallankumous 1
Englannissa vv. 1760-1830, vähän myöhemmin muualla
Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa.
Pyörivän akselin teknologia: kehruu-Jenni, höyrykone.
Energia: ensiksi koskivoiman, sitten kivihiilen käyttö
energianlähteenä.
Liikenne: rautatiet, kanavat, höyrylaivat ja -veturit
Väestöä muutti maalta kaupunkeihin ja maataloudesta
teollisuuteen.
Talouskavu nopeampaa kuin aikaisemmin, mutta selvästi
hitaampaa kuin myöhemmin (kirjan kuviot Figure 9.1 ja
Figure 9.2).
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teollinen vallankumous 2
Figure 9.1 British Iron Production, 1600–1870
Source: Riden (1977).
Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Publishing as Addison-Wesley
9-3
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teollinen vallankumous 3
Figure 9.2 British Output and Productivity
Growth, 1760–1913
Source: Crafts (1996).
Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Publishing as Addison-Wesley
9-4
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologinen kehitys teollisen vallankumouksen
jälkeen 1
Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa vv. 1870-1970
Sähkö, polttomoottori.
Energia: kivihiili, öljy.
Liikenne ja tietoliikenne: lennätin, puhelin, autot,
lentokoneet.
Talouskasvu kiihtyi, mutta romahti v. 1970 jälkeen (kirjan
kuviot Figure 9.1 ja Figure 9.2).
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologinen kehitys teollisen vallankumouksen
jälkeen 2
Figure 9.3 U.S. Output and Productivity
Growth, 1870–2007
Sources: Gordon (1999, 2010).
Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Publishing as Addison-Wesley
9-5
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologian kehityksen ominaisuuksia
Teknologiaa ei synny enää spontaanisti, vaan sitä
kehitetään tietoisesti tuotekehittelysektorilla.
Teknologisten innovaatioiden (karkeana) mittarina voidaan
käyttää patenttien määrää.
Kokonaistuottavuuden kasvuvauhti on ollut tasaista, mutta
tuotekehittelyyn käytettyjen panosten määrä on koko ajan
rajusti lisääntynyt (kirjan mukaan kymmenkertaistunut
vuosina 1950-1999).
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Teknologian tuotantofunktio perusmallissa
Yhden maan mallissa teknologian tuotantofunktio oli
ΔA . LA
=A=
,
A
μ
on kokonaistuottavuuden A kasvu, L A
missä A
tuotekehittelyssä oleva työvoima ja μ uuden keksinnön
vaalimat työpanokset.
Tämä voidaan kirjoittaa myös muotoon
1
ΔA = LA A,
μ
jossa uusien keksintöjen määrä ΔA on vakiosuhteessa
sekä tuotekehittelyssä olevaan työntekijämäärään L A että
olemassaolevien keksintöjen määrään A.
Tutkimme nyt, miten tätä tuotantofunktioita voitaisiin
kehittää realistisemmaksi.
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Ryöstökalastusvaikutus (fishing out effect) 1
Tuotekehittelyä (R&D) voidaan havainnostaan
kalastukseen liittyvän analogian avulla. Tällöin
teknologisen kehityksen taso A vastaa jo kertynyttä
kalansaalista.
Teknologisen kehityksen tasolla A on kaksi ristiriitaista
vaikutusta tuotekehittelyyn:
Tietämysvaikutus (knowledge spillover). Tutkijoilla on
tänään aikaisemman tutkimuksen perusteella suurempi
määrä tietoja (so. “aikaisemman kalastuksen perusteella
parempi tietämys järven rakenteesta”), mistä ammentaa,
kuin aikaisemmilla tutkijoilla.
Ryöstökalastusvaikutus (fishing out effect).
Aikaisemmat tutkijat ovat jo tehneet helpoimmat innovaatiot
(so. “kalastaneet järvestä helpoimmat paikat”), joten uusien
innovaatioiden tekeminen on entistä vaikeampaa.
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Ryöstökalastusvaikutus (fishing out effect) 2
= LA /μ olettaa, että
Perustuotantofunktio A
kokonaistuottavuuden kasvu riippuu ainoastaan
tuotekehittelyyn käytetystä työvoimasta LA .
Tämä tarkoittaa sitä, että positiivien tietämysvaikutus ja
negatiivinen ryöstökalastuvaikutus peittäisivät täsmälleen
toisensa.
Mikäli ryöstökalastusvaikutus ylittää tietämysvaikutuksen,
niin teknologian tuotantofunktio voidaan laajentaa muotoon
= LA A−φ ,
A
μ
0 < φ < 1,
missä vakio φ kuvaa ryöstökalastusvaikutuksen
voimakkuutta. Mitä enemmän keksintöjä ennestään (so.
mitä suurempi A), sitä hitaampi tekninen edistys (so. sitä
pienempi A).
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Alenevat skaalatuotot
= LA /μ olettaa, että
Perustuotantofunktio A
tuotekehittelyssä vakioskaalatuotot ovat voimassa:
on suoraan verrannollinen
kokonaistuottavuuden kasvu A
työpanokseen LA .
On kuitenkin perusteltuja syitä ajatella, että
tuotekehittelyssä alenevat skaalatuotot (decreasing
returns to scale) ovat voimassa.
Oletetaan, että useampi työryhmä pyrkii tuottamaan
saman keksinnön. Sitten kun yksi näistä onnistuu
keksinnössään, niin muiden työ muuttuu arvottomaksi.
Teknologia A on jaettava (nonrival) hyödyke: jos joku
keksii sen, niin kaikki voivat sitä hyödyntää. “Ei ole järkeä
keksiä polkupyörää kahdesti.”
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
Teknologian reuna
Miten teknologia muuttuu?
Teknologian tuotantofunktio
Laajennettu tuotantofunktio
Jos teknologian tuotannossa skaalatuoto ovat alenevia,
niin silloin teknologian tuotantofunktio voidaan laajentaa
muotoon
= 1 Lλ ,
A
μ A
0 < λ < 1,
missä skaalatuottojen aste 0 < λ < 1 on vakio.
Mikäli ryöstökalastusvaikutus ja alenevat skaalatuotot
yhdistetään, niin saadaan teknologian tuotantofunktio
= 1 Lλ A−φ ,
A
μ A
Tapio Palokangas, Helsingin yliopisto
0 < φ < 1,
0 < λ < 1.
Teknologian reuna