SPC在南京城市经济指标研究中的应用.doc

1 目目 录录 中文摘要2 英文摘要2 一、引言2-4 二、基本概念.4-10 （一） 国内生产总值（GDP）4-6 （二） 通胀率（INFLATION RATE） .6 （三） 失业率（UNEMPLOYMENT RATE）.6-7 （四） SPC 相关概念及应用 7-10 三、控制图和预警体系在指标研究中的应用10-12 （一）指标参数和预警模型的建立 10-11 （二）技术方面 .11 （三）控制图和预警体系在质量控制中应用的程序 11-12 （四）控制图和预警体系的应用意义 .12 四、实证分析.12 （一） 相关性分析 .13-17 （二） 各指标值的计算.17-19 （三） 初步制作分析用控制图的预警控制图.19-21 （四） 判断是否受控和指示灯的意义.21-22 五、结论与建议22-23 参考文献23-24 2 SPCSPC 在南京城市经济指标研究中的应用在南京城市经济指标研究中的应用 摘要：统计过程控制有着广泛的应用，而在经济指标研究中的应用较少。本文 通过对南京城市发展近十二年的各项指标数据，应用 SPC 方法，制作均值-标准 差控制图进行分析和判断经济发展过程特性值是否受控? 并从中找出产生经济 问题的原因, 从而采取有效措施, 达到经济有序而健康的发展的目的, 从而可 使经济系统处于健康的状态，有效采取措施尽量避免畸形经济问题的出现，同 时对预警系统的进行了研究，为宏观经济政策的制订和宏观调控提供决策参考 提出了一些建议。本文是一种尝试，有不完善之处，鉴于它的现实意义,以期引 起重视。 关键词关键词：控制图；GDP；失业率；物价指数；消费价格指数；预警体系 Abstract：Always Statistical process control was widely used ., But it was used in the research of economical index. Based on the Nanjing urban development indicators in recent years of data, we use the Statistical process control method to produced mean - standard deviation control chart analysis and to determine characteristics of the value of the course of economic development is controlled? And find the causes of economic problems arising from, in order to take effective measures to achieve economic, orderly and healthy development, So that the economic system is in a state of health, effective measures taken to avoid the emergence of economic problems deformity, while early warning systems have been studied for macro-economic policy formulation and decision-making macro-control to provide a number of recommendations put forward. This article is an attempt, there are imperfections, in view of its practical significance, with a view to pay attention to. Key words： ： control chart ; GDP ； unemployment rate ； price index ； CPI ； Early warning system . 3 一、引言 上学期学习了统计质量控制这门课程，并由此对它产生了浓厚的兴趣。一直 以来也很关注我们所在的城市南京的经济发展，因为对我们来说他也是我们的 第二故乡，同时有我们很多的同学决定留在南京生活。至于南京能否成为适合我 们在这里定居的城市我决定对这个城市的主要经济指标用我最感兴趣的方法进 行分析，虽然这种方法在这个领域的运用很少，但本文仍然希望做一个尝试来证 明对南京的认识。通过这段时间的学习了解到全球经济的发展受到一阵猛烈的 冲击，而经济实力越来越强大的中国经济也没有在这次经济危机的冲击波中幸 免。但相对与西方国家来说，经济大国仍然有着它的优势。我们可以通过各类经 济报道和杂志新闻上了解到西方的经济问题远远比国内要剧烈的多，而引发这 一区别的正是中西方居民消费模式和消费心理的差异，进而引起这一差异的根 源却是不完善的社会保障体制。然而我们并没有笑多久，我们的经济问题也出现 了，于是出现了一大堆的常见字眼：“促进消费”、 “拉动内需”等等。而引起我们重 视这次经济问题的不是内需，也不是消费，而是那空前的就业压力。这也是 09 年 度，中央国务院各部门的重要问题。作为一名刚毕业面临就业的大学生，应该切 身感受到这次经济危机给我们带来的困难，基本的生活困难。同时许多迹象表明 当市场上流通的货币减少，人们手中的货币所得减少，购买力下降，影响物价就 会造成通货紧缩。长期的货币紧缩会抑制投资于再生产，会导致失业率升高和经 济衰退。 国内外研究简况：经济指标研究已经在经济领域不再是一个新鲜的名词，它 伴随着经济技术的进步和发展也在逐渐进步。近年来国内外学者对经济指标也 做了许多建树性的研究，为我们的政府职能部门更好的决策提供了一个很好的 4 依据，也就是说它可以当作一面经济举措效益的镜子。其中刘飞飞同志运用主成 份分析法对主要经济指标进行分析，通过上述对我国 个省会城市和单列市的 主要经济指标方面的主成分分析，我们将反映城市经济发展水平的 个主 要经济指标通过 降到了 个主成分即3 个维度， 并赋予这 个维度不 同的解释， 不但解决了城市经济指标多的问题， 而且这 个维度还基本反映了 城市经济发展水平，具有明显的现实意义。并提出了大力发展城市经济硬件水平、 加强城市人口因素建设推动城市化进程、提高城市流体建设等重要的政策建议。 国外也出现了许多优秀成果，这里将不在赘述。 思路：许多经济学家普遍认为：居民消费价格指数（CPI）连续跌三至六个月， 即已表明出现了通货紧缩。通货紧缩就是产能过剩或需求不足导致物价、工资、 利率、粮食、能源等各类价格持续下跌。而江苏市场上四月份CPI跌幅今年首先超 过1%，其中南京四月份CPI跌0.7。 为此，我以南京城市为例分析了各项经济指标之间的关联和它们对经济发 展意义。而我的重中之重是对失业率、消费价格指数和物价指数的研究，在众多 的经济指标中选择一个合适的、与质量控制指标同质的指标来作为本文研究它 们对各项经济指标值的变动所作出响应的反映。 研究本文的主要意义就是在于如何使用学过的统计控制的方法将经济指标 研究到进一步的提升，使得问题看的更透彻、更能够给读者以简明、形象的表述。 同时也能够在今后的经济手段控制中，为经济主管部门提够以前沿的理论研究 力量，让他们的经济举措更具有现实意义和使用价值。 二、基本概念 1、经济指标解析 5 （一） 国内生产总值（GDP） 1、国内生产总值的含义 定义：国内生产总值(Gross Domestic Product)是指在一定时期内(一个季度或一 年)，一个国家或地区的经济中所生产出的全部最终产品和劳务的价值，常被公 认为衡量国家经济状况的最佳指标。它不但可反映一个国家的经济表现，更可以 反映一国的国力与财富。 说明：一般来说，国内生产总值共有四个不同的组成部分，其中包括消费、私 人投资、政府支出和净出口额。用公式表示为： GDP：C+I+C+X 式中：C 为消费、I 为私人投资、C 为政府支出、X 为净出口额。 一个国家或地区的经济究竟处于增长抑或衰退阶段，从这个数字的变化便可以 观察到。一般而言，GDP 公布的形式不外乎两种，以总额和百分比率为计算单位。 当 GDP 的增长数字处于正数时，即显示该地区经济处于扩张阶段；反之，如果处 于负数，即表示该地区的经济进入衰退时期了。由于国内生产总值是指一定时间 内所生产的商品与劳务的总量乘以“货币价格“或“市价“而得到的数字，即名义国 内生产总值。名义国内生产总值增长率等于实际国内生产总值增长率与通货膨 胀率之和。因此，总产量即使没有增加，仅价格水平上升，名义国内生产总值仍 然是会上升的，在价格上涨的情况下，国内生产总值的上升只是一种假象。然而， 有实质性影响的却是实际国内生产总值变化率，所以使用国内生产总值这个指 标时，还必须通过 GDP 缩减指数，对名义国内生产总值做出调整，从而精确地反 映产出的实际变动。因此，一个季度 GDP 缩减指数的增加，便足以表明当季的通 货膨胀状况。如果 GDP 缩减指数大幅度的增加，便会对经济产生负面影响，同时 也是货币供给紧缩、利率上升、进而外汇汇率上升的先兆。 6 2、如何解读该指标 该指标表现的经济意义：一国的 GDP 大幅增长，反映出该国经济发展蓬勃，国 民收入增加，消费能力也随之增强。在这种情况下，该国中央银行将有可能提高 利率，紧缩货币供应，国家经济表现良好及利率的上升会增加该国货币的吸引力。 反过来说，如果一国的 GDP 出现负增长，显示该国经济处于衰退状态，消费能力 减低时，该国中央银行将可能减息以刺激经济再度增长，利率下降加上经济表现 不振，该国货币的吸引力也就随之而减低了。 该指标给利率带来的影响：一般来说，高经济增长率会推动本国货币汇率的上 涨，而低经济增长率则会造成该国货币汇率下跌。例如，1995- 1999 年，美国 GDP 的年平均增长率为 4.1%，而欧元区 11 国中除爱尔兰较高外(9.0%)，法、德、 意等主要国家的 GDP 增长率仅为 2.2%、 1.5%和 1.2%，大大低于美国的水平。 这促使欧元自 1999 年 1 月 1 日启动以来，对美元汇率一路下滑，在不到两年的 时间里贬值了 30%。但实际上，经济增长率差异对汇率变动产生的影响是多方面 的： 一是一国经济增长率高，意味着收入增加，国内需求水平提高，将增加该国 的进口，从而导致经常项目逆差，这样，会使本国货币汇率下跌。二是如果该国 经济是以出口导向的，经济增长是为了生产更多的出口产品，则出口的增长会弥 补进口的增加，减缓本国货币汇率下跌的压力。三是一国经济增长率高，意味着 劳动生产率提高很快，成本降低改善本国产品的竞争地位而有利于增加出口，抑 制进口，并且经济增长率高使得该国货币在外汇市场上被看好，因而该国货币汇 率会有上升的趋势。 该指标在西方的表现：在美国，国内生产总值由商务部负责分析统计，惯例是 7 每季估计及统计一次。每次在发表初步预估数据(The Preliminary Estimates)后， 还会有两次的修订公布(The First Revision X K i i x 1 (b) 红灯下限（黄灯上限）检查值：UCLA3 ；式中 UCL 为红灯下限检X s 查值。 /K,si为第 i 组样本标准差， 为样本标准差平均数，A3s 为具有一 s K i i s 1 s 定概率的估计值，A3是管理图控制界限系数。A3随样本的大小变化。 (c) 蓝灯上限（浅蓝灯下限）检查值：LCL-A3，式中 LCL 为蓝灯检查值。X s (d) 绿灯上下限检查值(上限即黄灯下限检查值，下限即浅蓝灯上限检查值) UCL+A3/2，式中 UCL 为绿灯上限（黄灯下限）检查值。LCL-A3 /2，X s X s 式中 LCL 为绿灯下限（浅蓝灯上限）检查值。 (2) s 控制图各不同预警区间的检查值:参照均值控制图的检查值计算结果，各区 间的检查值分别为：CL = ，UCL= B3，LCL= B4，UCL= （1+ B3） ssss /2，LCL= （1+ B4）/2。以上各计算公式中的 A3、B3和 B4的参数值可以在质量统 s 计学中的计量控制图系数表中查到 B3=0.5,0.4;B4=1.0,1.6。 （参照本文表 2） 2. 以表示第 个样本的第个观察值，用与分别表示第 个样本的均值 xij ij xisi i 与标准差，即： , =1,2, n j ijixx n 1 1 2 1 1 1 n j iijixxs n ik 这即是表中数据得来的公式。 22 计算 k 个样本的均值的均值与标准差的均值xs ,便是控制图的中心线，求得各项指标的相应值。 n i k x x i 1 k i k s s i 1 根据的原则，图的上、下控制线为，即 x x3 ， 可得 ，由于未知，用其无偏估计代替，则有 n x 2 var n x c s 2 图的上、下控制限为：，其中。s 图的上、xsxnsx Ac 12 3 n c A 2 1 3 下控制限为，即 s s3)(1 ()var( 2 2 2 c s ， 同样用其无偏估计代替， 2 1 2 1 2 2 n n n c 2 2 1 c s c s 2 则有： = c c ss 2 2 2 1 3 s c c 2 2 2 13 1 记,+当小于 0 则用 0 代替,可得1 3B c c 2 2 2 13 1 4 B c c 2 2 2 13 B3 sx 中心线CL xs 上控制界限UCL + xs A 1 s B4 下控制界限LCL - xs A 1 s B3 表2 图的系数表 SX 样本大小 A 1C 2B3B4 23 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2.659 0.7979-3.267 1.954 0.8862-2.568 1.6280.9213-2.266 1.4270.9400-2.089 1.2870.95150.0291.970 1.1820.95940.1131.882 1.0990.96500.1791.815 1.0320.96930.2321.761 0.9750.97270.2761.716 0.9270.97540.3131.679 0.8860.97760.3461.646 0.8500.97940.3741.618 0.8170.9810 0.399 1.594 0.7890.9823 0.421 1.572 根据相应的样本数量计算即可得到所求的上下控制线和中心线的数值，实践表 明计算的结果和 Minitab 软件计算的结果是一致的所以这里就不再赘述。 （三） 初步制作分析用控制图的预警控制图 建立建立-s 控制控制图图X （1）利用检查值的计算方法，确定出先行指标和同步指标的图与 s 图的五个灯X 号区域的量的定位值（见表 5）。 表 5 指指标标-s 检查值检查值表表X GDP%指标CPI%指标 项 目 图Xs 图图Xs 图 红灯下限检查值15.90690.10651.566281.068 黄灯下限检查值15.80840.18650.77571.6025 中心线值15.70990.26635-0.014872.13668 浅蓝灯上限检查 值15.61130.3463-0.805442.1367 蓝灯上限检查值15.5130.4262-0.1.5962.13678 作分析用控制图在坐标纸上分别作 x 拔与 S 图 Minitab 软件中实现，首先数 24 据要在一定的数目以上，也就是我们平时作质量控制的样本需求，一般要求为不 少于 25，如果数据样本太少则作出来的结果将没有什么太大的意义。所以，为了 在 Minitab 软件中实现我的分析，我将重新收集到消费价格指数增长率和 GDP 增长率的近几年的月份数据如下：表 4 CPI GDP 增长率 （见附录） 图图 1 ： ：CPI 增长率的控制图,其中是增加了参考线的区域为相对应的灯器量定义 区域。 1715131197531 2 1 0 -1 -2 样样本本 样样本本均均值值 _ X =-0.015 UCL=2.454 LCL=-2.483 1.566 -1.596 -0.015 0.776 -0.805 1715131197531 3 2 1 0 -1 样样本本 样样本本标标准准差差 _ S=0.928 UCL=3.033 LCL=0 1.566 -1.596 -0.015 0.776 -0.805 C CP PI I增增长长率率% % 的的 X Xb ba ar r- -S S 控控制制图图 上图中红色实线为中心线，红色虚线为红灯下限，绿色的虚线分别为绿灯上 下限，其中绿色下线为浅蓝色上线，绿色上线为黄灯下线；蓝色虚线为蓝灯上线 同时也是浅蓝色灯下线。也就是说这四条预警线将控制图区域依次划分为红灯、 黄灯、绿灯、浅蓝灯、蓝灯五个区域。 我们可以用同样的方法来和居民消费价格指数增长率来比较,就是用国内生 产总值的增长率来做的同样的预警控制图分析,分析的结论应该是一致的.而只是 图的清晰度有点不同,预警参考线因太接近于中心线而出现观察不清楚的状态。 25 如图: 13121110987654321 30 20 10 0 -10 样样本本 样样本本均均值值 _ _ X =15.71 UB=35 LB=-15 15.615.815.5 15.9 13121110987654321 60 45 30 15 0 样样本本 样样本本标标准准差差 _ S=13.57 UCL=44.32 LCL=0 15.615.815.5 15.9 1 G GD DP P增增长长率率 的的 X Xb ba ar r- -S S 控控制制图图 可能由于 GDP 增长率数据较少或数据离差较大或者是其他的系统性的原因， 本文得到的后者控制图中的预警线不太清晰，但是由于两者存在着高度的相关 性，所以我们可以直接通过 CPI 增长率预警控制图来分析我所研究的指标意义。 然而在文中我所用 SPSS 软件分析过我所选的几个经济指标之间的关联度分析， 得到这样的结论：CPI 与 GDP、财政支出、消费水平、失业率之间存在着相关关系。 于是，CPI 的预警控制图可以告诉我们很多东西。因为我的样本数据的计算时是 年份倒过来的增长率值，所以图形越左边表示年代越近。由图可见近二十几年来 的 CPI 增长率都基本上处于绿灯区域，其中样本 2、9 和 13 处于浅蓝色灯区、样 本 1、17 处于黄色灯区域。 （四） 判断是否受控和指示灯的意义 建立 CPI 预警系统，主要是通过该指标增长率的运行势态，来预测未来年份 的状况。从该指标的控制图可看出，1998 年处于浅蓝色灯区与蓝色灯区的临X 26 界点，与那一年亚洲经济金融危机的出现是相符的。2006 年继续下降，直到 2007 年进入浅蓝色灯区，这说明 2007 年由于国家规定所有企业员工五险的缴纳导致 企业用工的成本升高，房价飞涨至高峰的时候，不仅导致了失业率的升高还导致 通货的阶段性的物价上涨，这个结果也是和现实相吻合的。然而 2008 年的增长 率已经进入黄色灯区临界点，这就告诉我们这就告诉我们经济的增长开始出现 过快直到 2009 年我国甚至世界都出现了物价上涨失业率上升等现象，这样的预 警与实际的经济情况是相吻合的。所以根据这个经济增长态势可以预测在不久 的将来南京将会从黄灯区进入到红灯区一段时间，而至于这个时间段有多长就 要看经济主管部门怎样结合经济运行的具体状况采用适当的宏观调控政策和措 施，使经济运行能够在正常的（绿灯区）区域运行，保证经济能低通胀、 、低失业率、 合理的 CPI 增长速度、持续的增长。 五、结论与建议 结论 通过本文的描述和论证我得到的结果也正是本文所预料的，虽然它没有过 多的学术性研究，但也说明了本文要说明的问题。预警体系的建立可以更直观的 看到近年来南京市的经济发展状况以及经济增长走势。预测在不久的 2010 年、 2011 年南京仍有可能处于黄灯和红灯区域，也就是说将来两年甚至更久的南京 经济发展状况都是不受控的非健康状态。所以这个时候我们的经济主管部门请 注意了，请采取宏观调控手段和市场手段等措施来改善这种状况，使得我们的城 市能够尽快的回到绿色灯区（也就是我们的经济健康运行状态）。 建议 本文建议政府职能部门采取紧缩性的货币政策是通过削减货币供应的增 27 长率来降低总需求水平，在这种政策下，取得信贷较为困难，利息率也随之 提高。因此，在通货膨胀较严重时，也就是当前的社会形式采用紧缩性的货 币政策较合适。货币政策调节的对象是货币供应量，即全社会总的购买力， 具体表现形式为：流通中的现金和个人、企事业单位在银行的存款。流通中 的现金与消费物价水平变动密切相关，是最活跃的货币，一直是中央银行关 注和调节的重要目标。在经济衰退时期，通过发行国债，增加财政支出和减 少税收，以刺激总需求增长，降低失业率，使经济尽快复苏。建议政府主管部 门采取宏观调控与微观手段结合、紧缩性货币政策与扩张性财政政策相结合大 力控制经济增长，以实现经济增长呈稳态健康形式发展。具体措施建议主管部门 减少货币发行量、控制物价上涨幅度、增加政府财政补贴等。我相信只要能这样 坚持去做，在不久的将来我们的预警控制线中的点将从红灯或黄灯区回到绿灯 区，也就是说经济将不久实现正常增长。 参考文献 1 周纪芗. 茆诗松. 质量管理统计方法M . 北京:中国统计出版社,1999. 78-90. 2 贾新章，李京苑.统计过程控制与评价M . 电子工业出版社, 2002. 64-109. 3 黄润龙，数据统计与分析技术-SPSS软实用教程M，高等教育出版社， 2004.161-168. 4 马琳，六西格玛管理M，人民大学教育出版社，2006，112-132. 5 洪楠，MniTab统计分析教程M高等教育出版社，1996. 71-75. 6 张先治，经济效益研究M，东北财经大学出版社，2006，66-87. 7 张维铭 统计质量控制理论与应用M 杭州：浙江大学出版社,1992. 69-72. 8 王毓芳, 郝凤,张世荣,等过程控制与统计技术M 北京：中国计量出版社, 28 2001.73-80. 9 浙江大学数学系高等数学教研组概率论及数理统计M北京：高等教育出版 社,1987. 58-119. 10 孙 静 GBT4091-2001 常规控制图理解与实施M 北京：中国标准出版社, 2002 .23-54. 11杨坤弟; 建设有中国特色的社会主义先进文化 J;电子科技大学学报(社科版); 2006 年 04 期. 12刘定一，城市可持续发展指标体系评价模型探析J.广州大学学报(社科版) ,2008年3月第7卷第3期. 13王振华,统计过程控制SPC概论J.机电信息版,2006年7月 14王延军、郑建华,统计过程控制(SPC)在石墨电极生产和质量管理中的应用J. 炭素技术,2006年第2期第25卷. 15 余宁、赵宪林,SPC控制图在炼铁工序中的应用J.梅山科技,2008年第4期. 16 Salih O. 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