Seminar SE 2 st. und Simulation. Ökonometrische, systemdynamische, Input-Output

Transkript

1 Seminar SE 2 st. Uni Klagenfurt: und TU Wien: Mathematische Modellbildung und Simulation Ökonometrische, systemdynamische, Input-Output Modelle sowie agent-based systems htm Peter Fleissner e

2 Termine immer mittwochs, 14:00-18:00 (pktl) Vorbesprechung Mittwoch, 8. Okt Block: Mittwoch, 15. Okt Block: Mittwoch, 29. Okt Block: Mittwoch, 12. Nov Block: Mittwoch, 26. Nov Block: Mittwoch, 03. Dez Block: Mittwoch, 10. Dez Block: Mittwoch, 14. Jänner 2009 Prüfung Alle Termine finden am IFF, Schottenfeldgasse 29, 1070 Wien, 3. Stock, im Seminarraum 3 statt

3 Inhalt des Seminars Teil 1 Grundzüge der mathematischen Modellierung (Sozialkybernetik) Modellierungspraxis mit dem Softwarepaket STELLA anhand kleiner Projekte (Bedingungsloses Grundeinkommen in Österreich) Teil 2 Datensammlung/Parameterschätzung (Ökonometrie; neuronale Netze) Praktische Übungen anhand ökonometrischer Modelle Teil 3 Grundzüge der Input-Output-Analyse, Mehrebenenökonomie Anwendungen auf volkswirtschaftliche Modelle, Stoffstromrechnung Teil 4 Agent-based modelling Praktische Beispiele Praktische Beispiele Abschluss Prüfung

4 websites Allgemeines &sprache_nr=35 Laufende Ereignisse, Skripten, Termine Meine persönliche website

5 Teil 1 Grundzüge der mathematischen Modellierung (siehe Skriptum Sozialkybernetik Modellierungspraxis mit dem Softwarepaket STELLA anhand kleiner Projekte

6 Systemdynamik-Modell: Vier Grundelemente Simulationsmethoden STOCK VARIABLE INFLOW VARIABLE OUTFLOW VARIABLE AUXILIARY VARIABLE

7 Stufen des Modellierungsprozesses

8 Modellierung mit STELLA Rückkopplungen Causal Loop Diagrams Positive und negative Rückkopplung STELLA-Diagramme Mathematische Darstellung von Systemen mit einer Bestandsgröße Positive Rückkopplung Differenzengleichung Verdopplungszeit bei Differenzengleichung Differentialgleichung Verdopplungszeit bei Differentialgleichung Negative Rückkopplung Differenzengleichung Halbwertszeit für Differenzengleichung Differentialgleichung Halbwertszeit für Differentialgleichung

9 Causal Loop Diagrams Negative Rückkopplung Positive Rückkopplung

10 Causal Loop Diagram eines Unternehmens

11 Feedback Loops in STELLA Positive Rückkopplung

12 Feedback Loops in STELLA Negative Rückkopplung

13 Positive Rückkopplung: Differenzengleichung

14 Positive Rückkopplung: Differenzengleichung

15 Positive Rückkopplung: Differenzengleichung

16 Positive Rückkopplung: Differenzialgleichung

17 Positive Rückkopplung: Differenzialgleichungi l i

18 Feedback Loops in STELLA Negative Rückkopplung

19 Negative Rückkopplung: Differenzengleichung i

20 Negative Rückkopplung: Differenzengleichung i

21 Negative Rückkopplung: Differenzengleichung i

22 Negative Rückkopplung: Differenzialgleichungi l i

23 Negative Rückkopplung: Differenzialgleichungi l i

24 SMOOTH-Funktionen:SMTH1

25 SMOOTH-Funktionen:SMTH3

26 Simulationsmethoden Beispiele Exponentielles Wirtschaftswachstum Differenzialgleichungen höherer Ordnung Systeme von Differentialgleichungen Verhulst-Dynamik (Eintagsfliegenpopulation) Das Aussterben der Passagiertaube Ein Modell der Österreichischen Wirtschaft World Dynamics

27 Simulationsmethoden Lineare Rückkopplung Erweiterte volkswirtschaftliche Reproduktion Siehe auch htt // b h ll t/ /fl i /d ments/work/work.pdf

28 Simulationsmethoden Erweiterte Reproduktion einer Volkswirtschaft Kapitalgüter Intermed. Güter Arbeitskraft Investitionsgüter Intermed. Güter Konsumgüter

29 Simulationsmethoden Einfaches Wachstumsmodell in Formeln Produktionsfunktion (Erzeugung des BIP) Investitionsfunktion Y = alfa L beta K (1-beta) I = dk/dt = (1-beta)Y = (1-beta) alfa L beta K (1-beta) Konsumfunktion Pro-Kopf Lohn C = betay ProKopfLohn = C/L

30 Simulationsmethoden Beispiel: Ein Modell der Österreichischen Wirtschaft Kombiniertes i ökonometrisch-systemdynamisches t i h Simulationsmodell zum Studium der Auswirkungen politischer Massnahmen und technischer Veränderungen Datenbasis , etwa 350 Gleichungen Das Gesamtmodell enthält die komplette Volkswirtschaftliche Gesamtrechnung auf hochaggregierter Ebene und umfasst die Sektoren: Produktion (Kapazität, Kapital, Arbeit und ihre Remuneration) Binnennachfrage (Konsum, Investitionen) Außenhandel (Waren- und Dienste) Staat (Einnahmen, Ausgaben, Schulden) Arbeitsmarkt

31 Simulationsmethoden UTILIZATION RATE GDP MARGINAL CAPITAL OUTPUT RATIO POTENTIAL OUTPUT CAPACITY INFLOW CAPACITY OUTFLOW AVERAGE CAPITAL OUTPUT RATIO FIXED ASSETS GROSS INVESTMENT SCRAPPINGS AVERAGE LABOUR INTENSITY DEMAND FOR LABOUR INCREASE OF JOBS DECREASE OF JOBS System dynamik- Modell Beispiel: i Produkt- ions- sektor MARGINAL LABOUR INTENSITY

32 Grundeinkommen in Österreich Bedingungsloses Grundeinkommen durch Besteuerung eines bestimmten Prozentanteils des Lohnes und Umverteilung in gleichen Beträgen. Zunächst völlige Neutralität des C 2004 = I 2004 = Y =

33 Am Steuerrad der Wirtschaft Simulationsmethoden

34 Demographische Daten Österreich 2003 männlich weiblich gesamt 0 - < < gesamt Geburten 77 Verstorbene 77 EmigrantInnen ImmigrantInnen

35 Forrester s World Dynamics (1971): Dynamo-Diagramm

36 Forrester s World Dynamics: Causal Loops Diagram

37 Forrester s World Dynamics: Stella Diagram

38 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Nächster Termin: 29. Oktober, 14:00 Uhr am IFF