economics of incentives
DESCRIPTION
AACIMP 2011 Summer School. Operational Research Stream. Lecture by Vasyl Gorbachuk.TRANSCRIPT
Економіка стимулів
1. Простий приклад двосторонньої торгівлі з несприятливим відбором
Припустимо, в одного продавця єдиного товару є один потенційний покупець. Якщо продавець (сторона 1) є оптовим (типу W (wholesale)), то його цінність (value) товару рівна 40 [UAH]; якщо продавець є роздрібним (типу R (retail)), то його цінність товару рівна 0. Коли покупець (сторона 2) є типу W, то його цінність товару рівна 10; Коли покупець є типу R, то його цінність товару рівна 50. Значення цінності товару є приватною інформацією, але кожна сторона знає, що інша сторона є типу W чи R з незалежною імовірністю 50 %. Загалом кожна сторона торгівлі може мати континуум типів [Myerson, Satterthwaite; Myerson 1991, 2007].
Сторона 1 продає товар, а сторона 2 купує його, якщо (сподівана) ціна (price) товару задовольняє нерівності
. (1)Посередник допомагає сторонам 1 і 2 домовитися про
торгівлю, яка має 4 ситуації:
2W R
1W 0: 1: R 1: 1:
Таким чином, товар можна продати і купити в усіх ситуаціях, крім ситуації (W, W), коли обидві сторони є типу W. У ситуації (W, W) нерівність (1) має ймовірність 0, а у будь-якій іншій ситуації нерівність (1) може мати (максимальну) ймовірність 1.
Якщо посередник рекомендує ціну товару за простим правилом
, (2)
то ціна купівлі-продажу товару може мати такі значення:
,
,
.
Оскільки кожна сторона знає, що інша сторона є типу W чи R з незалежною імовірністю 50 %, то кожна ситуація відбувається з імовірністю 25 %, а товар продається і купується з імовірністю 75 %.
Якщо сторона 1 є типу R і повідомляє, що вона є типу R, то її сподіваний виграш (expected gain) становить
; (3)якщо сторона 1 є типу R і повідомляє, що вона є типу W, то її сподіваний виграш перевищує її сподіваний виграш :
. (4)Іншими словами, правило (2) створює стимул для нейтральної до ризику сторони 1 повідомляти невірну інформацію.
Тому посередник може ввести параметр до плану (2) так, що,
,
.Оскільки тоді у ситуації (R, W) нерівність (1) може мати місце з умовною ймовірністю , то за симетрії у ситуації (W, R) нерівність (1) теж може мати місце з ймовірністю :
2W R
1
W 0: q :
R : 1:
Умова участі (participation constraint) сторони 2 у такому плані – це нерівність
. (5)При цьому аналогічно до співвідношення (3)
;аналогічно до співвідношення (4)
;звідси умова інформаційного стимулу (informational incentive constraint) для сторони 1 повідомляти вірну інформацію – це умова
,
, .
Зазначимо, що тоді в силу умови (5)
,
а при , маємо
,
.
Даний сумісний за стимулами план (incentive compatible plan) посередництва має такі ситуації:
2W R
1
W 0: :
R : 1:
Однак при цьому плані посередник не домовляється про взаємовигідну торгівлю з імовірністю
.
що свідчить про певну ex post (класичну) неефективність розміщення товару між сторонами торгівлі при цьому плані: ex post, після повідомлення сторонами своїх типів, взаємовигідна торгівля матиме місце у будь-якій ситуації, крім (W, W).
При цьому плані ex ante сподіваний виграш сторони 1 дорівнює
,
ex ante сподіваному виграшу сторони 2
.
Будь-який інший сумісний за стимулами план не дає більшого ex ante сподіваного виграшу кожній стороні. Тому цей план називають ex ante ефективним за стимулами (incentive efficient) [Holmstrom, Myerson]. При цьому плані сподіваний виграш сторони 1 типу W становить
,
а типу R –
.
Дещо видозмінимо ex ante ефективний за стимулами план:
2W R
1
W 0: :
R : 1:
Будь-який інший сумісний за стимулами план не обиратиметься кожною стороною, яка вже знає власний тип і ще не знає типу іншої сторони. Тому видозмінений план називають проміжним ефективним за стимулами (interim incentive efficient) [Holmstrom, Myerson]. При цьому плані сподіваний виграш сторони 1 типу W становить
,
а типу R –
.
Для сторін типу W найкращим є такий ефективний за стимулами план [Myerson 1984], що узагальнює торговельний розв’язок (bargaining solution) Неша [Nash 1950]:
2W R
1
W 0: :
R : 1:
При цьому плані сподіваний виграш сторони 1 типу W становить
,
а типу R –
.
Коли за правила (2) сторона 2 чесно повідомляє свій тип, то сторона 1 завжди повідомляє, що вона є типу W. Коли також сторона 1 завжди повідомляє, що вона є типу W, а сторона 2 чесно повідомляє свій тип, то такий механізм посередництва називають звітною рівновагою (reporting equilibrium) для сторони 1 (продавця):
2W R
1
W 0: 1:
R 0: 1:
Цей план є сумісним за стимулами, бо не бере до уваги повідомлення сторони 1 і забезпечує купівлю-продаж тоді й лише тоді, коли сторона 2 є типу R.
Аналогічно звітною рівновагою для сторони 2 (продавця) є план
2W R
1W 0: 0: R 1: 1:
Тут сторона 2 завжди повідомляє, що вона є типу W, а сторона 1 чесно повідомляє свій тип.
Ще однією звітною рівновагою є такий план посередництва:
2W R
1W 0: 4.0 : R 4.0 : :
2. Ризикований проект виробництва з моральним ризиком у менеджменті
Нехай проект виробництва потребує початкового капіталу , дає доход у випадку успіху і доход 0 в інших
випадках. Якщо менеджер проекту докладає добрих (good) зусиль, то ймовірність успіху проекту дорівнює ; якщо менеджер докладає поганих (bad) зусиль, то ймовірність успіху проекту дорівнює , а менеджер дістає свій приватний виграш (benefit) [Tirole]. Цей виграш і зусилля менеджера не спостерігаються безпосередньо.
Коли зусилля менеджера є добрими, то проект є вигідним при :
. (1) Коли зусилля менеджера є поганими, то його виграш
задовольняє умові :. (2)
Позначимо загальну вартість усіх особистих активів (assets), які менеджер може інвестувати у проект, причому ; якщо проект не має успіху, то менеджер втрачає ці активи. Тоді сподіваний виграш менеджера за добрих зусиль становить
,а за поганих зусиль –
,де – зарплата (wage) менеджера у випадку успіху проекту. Звідси випливає обмеження морального ризику (moral hazard constraint)
. (3)
Обмеження участі (partcipation constraint) менеджера у проекті означає, що його сподіваний виграш за добрих зусиль невід’ємний:
.Звідси випливає ресурсна умова обмеженої відповідальності
(limited liability constraint)
. (4)
Коли менеджер докладає добрих зусиль, то сподіваний чистий прибуток суспільства загалом становить
.Чим менша зарплата , тим більший прибуток , враховуючи
обмеження (3) і (4). Тому цей прибуток максимізується за рівності
,
,
,
де припускається, що
.
Тоді ліва частина обмеження (3) рівна,
звідки
,де вважається, що
.
3. Несприятливий відбір як ризикований проект виробництва з моральним ризиком у менеджменті
Припустимо, менеджер може бути доброго чи поганого типу. Менеджер знає свій тип, але ця інформація є приватною. Тоді та – це умовна ймовірність успіху проекту, коли менеджер є доброго та поганого типу відповідно. Аналогічно до умов (1), (2) вважаємо, що
.Нехай – це ймовірність того, що менеджер є доброго типу.
Якщо менеджер повідомляє, що він є типу , то інвестор здійснює проект з імовірністю і сплачує менеджеру зарплату у випадку успіху проекту, , . Коли проект не досягає успіху, то менеджер втрачає активи . Сподіваний прибуток інвестора становить
.Обмеження участі менеджера у проекті – це нерівності
, .Крім того, умови інформаційних стимулів до чесного
повідомлення менеджером свого типу – це нерівності,.
Нехай для простоти .Якщо інвестор-монополіст максимізує по , , , свій
сподіваний прибуток за цих обмежень, то обирає , , .
Якщо інвестор працює на конкурентному ринку, то , але тоді , не є розв’язком.