效率

提示：此条目页的主题不是效能、效用或有效性。

此条目介绍的是广义的效率。关于有关经济学上的效率，请见“经济效率”。

效率（Efficiency）是指在适当的使用原料、能源、努力、金钱及时间的情形下，进行特定事务或产出预期成果的能力。以广义的定义来说，效率是可以成功的把事情作好，且没有浪费的能力。“效率本身不是目的，效率不是我们想要的，但效率可以让我们获得更多有价值的事物。”。在较数学或科学的用语中，效率是量测输入用在预期任务或输出的程度。一般会包括以最小的浪费、支出以及努力的情形下，用特定的努力来产出特定成果的能力。在不同的产业领域中，效率会指不同的输入及输出。

效率（Efficiency）很容易和有效果（effectiveness）混淆。大致来说，效率是可以量测的概念，可以用可用输出除以总输入的比例来表示。有效果是表示是否可以完成特定的成果，也可以用量化方式表示，但只需要用到加法即可。效率可以先考虑理想结果，再以理想结果的百分比来表示，例如在没有摩擦力或其他能量损失的情形下，燃料中的能量会完全转换为想要的功。有时也会将效率表示为非百分比的数值，例如比冲。

简单来说，可以用二句话来区分效率和有效性“效率是以正确的方式做事，有效果是把事情做完。”。以工厂生产来说，若工人愿意花更长时间工作，或是被迫长时间工作，工人可以用没有效率的制程，完成众多产品的生产。同样的，工厂也可以用耗费更多能源或人力的方式生产大量的产品，虽然有效果，但没有效率，但若能源或人力成本较竞争厂商低廉，工厂有可能会这么做。

效率常常会表示为可用输出和总输入的比，用数学公式可以表示为r=P/C，其中的P是可用的输出（产出），而C是总成本或是总输入。这可以用在产出以及消耗品都以可以用可比较的单位量化的情形，而且消耗品是以守恒的过程转换为产出。例如在热力学中分析热机的能量转换效率时，P是可以输出的功，而C是高温端热输入的量。由于能量守恒定律，P一定不会大于C，因此效率r不可能超过100%（因为热力学第二定律，效率的上限值会更低）。

科学及技术领域

物理

• 可用功输出相对能量输入的比例，一般会用希腊字母η表示；
  • 电效率
  • 能量转换效率
  • 机械效率
  • 热效率，产出的功相对消耗热能的比例
• 能源效率
  • 热力学：
    • 能量转换效率，量测热力学第二定律的损失
  • 辐射效率：天线端子辐射能量相对吸收能量的比例
  • 容积效率，针对RAF设计的内燃机
• 升阻比
• 法拉第效率，电解
• 量子效率，量测光感元件的灵敏度
• 光栅效率，广义的镜子反射率，延伸到衍射光栅。

经济

• 经济效率，避免浪费或避免不想要特质的程度
• 效率市场假说，符合理想市场的程度
  • 帕累托最优，在各方面的取舍已有最佳应用，若某一项再提升，其他项目可能就会退步的情形
  • 卡尔多改进，弱化版的帕累托最优
  • 分配效率，货物的理想分配
  • 效率工资，因为生产力较好，付给员工高于市场的薪资
• 企业效率，盈余相对于支出的比例
• 进步时代（1890-1932）的效率运动，提倡经济、社会及政府的效率
• CP值，性能和价格的比例。

其他科学领域

• 计算：
  • 算法效率，计算机程序速度以及记忆体需求的最佳化
  • 储存效率，电脑资料储存的有效性
  • 效率因子，资料传输通讯用语
• 效率 (统计学)，估测量理想程度的量测
• 材料效率，比较建筑计划或实体过程的材料需求
• 行政效率，评估行政机关的透明度，以及针对市民及企业的流程或程序简化
• 光合效率

相关条目

• 不效率
• Jevons悖论

效率及成效

效率常常与有效性相混淆。 一般来说，效率是一个可衡量的概念，由有用产出与总有用投入的比率定量决定。 有效性是能够达到预期结果的简单概念，可以定量表示，但通常不需要比加法更复杂的数学。 效率通常可以表示为理想的预期结果的一个百分比，例如，如果没有能源损失，由于摩擦或其他原因，在这种情况下，燃料或其他投入将100% 用于产生预期的结果。 在某些情况下，效率可以用非百分比值间接量化，例如特定脉冲。

区分效率和有效性的一种常见但令人困惑的方法是这样一种说法: “效率是做正确的事情，而有效性是做正确的事情。”。 这种说法间接地强调了生产过程目标的选择与该过程的质量同等重要。 然而，在商界流行的这种说法，掩盖了更常见的“有效性”概念，这个概念会/应该产生以下助记符: “效率就是把事情做对; 有效性就是把事情做好”。 这表明，如果工人愿意或习惯于比其他公司或国家工作更长的时间或更多的体力劳动，或者如果他们可能被迫这样做，也可以通过效率低下的工序来实现有效性，例如大量生产。 同样，如果一个公司能够承担每个产品使用更多的能源，例如，如果能源价格或劳动力成本或两者都低于竞争对手，那么它可以通过低效率的工艺来实现有效性，例如大量生产。

在科学和技术方面

在物理学上

• 单位能量的有用功，机械优势大于理想机械优势，通常用希腊小写字母 η (Eta)表示:
  • 电力效率
  • 能量转换效率
  • 机械效率
  • 热效率，功与热能消耗的比率
• 有效使用能源，最大限度地提高效率的目标
  • 热力学:
    • 能量转换效率，第二定律热力学损失的测量
  • 辐射效率，天线末端吸收的辐射功率与功率之比
  • 容积效率，为皇家空军设计内燃机
• 升阻比
• 法拉第效率，电解
• 量子效率，光敏器件灵敏度的度量
• 光栅效率，是镜子反射率的一种推广，延伸到衍射光栅

经济学

• 提高生产力的技术
• 经济效益，避免浪费或其他不良特征的程度
• 市场效率，指一个特定的市场在多大程度上类似于一个有效市场的理想状态
  • 帕累托最优，一种不可能让一个人变得更好，而不会让其他任何人变得更糟的状态
  • 卡尔多-希克斯效率，一种不那么严格的帕累托最优
  • 配置效率，商品的最优分配
  • 效率工资，支付工人比市场价格更高的生产率
• 业务效率、收入与支出等。
• 进步时代(1890-1932)的效率运动提倡经济、社会和政府的效率

在其他科学领域

• 在计算机方面:
  • 算法效率，优化计算机程序的速度和内存需求。
  • 系统设计和系统架构中的一个非功能性需求(质量标准) ，它说明给定负载的资源消耗
  • 数据通信中的效率因素
  • 存储效率，计算机数据存储的有效性
• 效率(统计学) ，评估者的期望值
• 材料效率，比较建设项目或物理过程之间的材料要求
• 行政效率，衡量公共当局的透明度，简化公民和企业的规则和程序
• 生物学:
  • 地球的总光合生产力
  • 生态效益

数学表达式

效率通常以有用产出与总投入的比率来衡量，这一比率可以用数学公式 r = P/C 来表示，其中 P 是每消耗 C (“成本”)资源所产生的有用产出(“产品”)的数量。 如果产品和消耗品以相容的单位量化，如果消耗品通过保守的过程转化为产品，这可能相当于一个百分比。 例如，在热力学的热机能量转换效率分析中，产品 p 可能是有用的功输出量，而消耗品 C 是高温热输入量。 由于能量守恒，P 不可能大于 C，因此效率 r 不可能大于100% (事实上，在有限温度下，效率 r 必然更低)。

效率低下

效率低下就是缺乏效率。 效率低下的种类包括:

• 市场失灵是指资源在不同选择之间的分配不符合消费者口味(对成本和收益的看法)的情况。 例如，一家公司在“生产”方面的成本可能是最低的，但在分配方面的效率可能是低的，因为“真实”或社会成本超过了消费者愿意为额外单位的产品支付的价格。 这是真的，例如，如果公司产生污染(也见外部成本)。 消费者希望公司和它的竞争对手减少产品的生产，提高价格，从而内部消化外部成本。
• 分配无效是指社会内部收入和财富分配的无效率。 理论上，财富边际效用的减少表明，更平等的财富分配比不平等的分配更有效率。 分配效率低下往往与经济不平等有关。
• 经济效率低下指的是“我们本可以做得更好”的情况，也就是说，以更低的成本实现我们的目标。 这是经济效率的对立面。 在后一种情况下，考虑到现有的资源和技术，没有办法做得更好。 有时，这种类型的经济效率被称为库普曼效率。
• 凯恩斯主义的低效率可以定义为由于总需求不足而导致的资源(劳动力、资本货物、自然资源等)的不完全使用。 我们没有实现潜在产出，同时还面临周期性失业。 如果我们实施赤字支出或扩张性货币政策，我们可以做得更好。
• 帕累托效率低下是指一个人的生活不可能变得更好，而不会使其他人的生活变得更糟。 在实践中，这个标准很难适用于一个不断变化的世界，所以很多人强调卡尔多-希克斯效率和低效率: 如果一个人即使在补偿了那些变得更糟糕的人之后还能变得更好，不管补偿是否真的发生，那么这种情况就是低效率的。
• 生产效率低下意味着，我们可以以较低的成本生产给定的产出ーー或者可以以给定的成本生产更多的产出。 例如，效率低下的公司会有更高的运营成本，处于竞争劣势(或利润低于市场上的其他公司)。 见 Sickles 和 Zelenyuk (2019，第3章)更广泛的讨论。
• 资源市场无效率是指阻碍资源市场充分调整，导致资源被闲置或滥用的障碍。 例如，结构性失业是劳动力市场流动性障碍造成的，这种障碍使工人无法迁移到有职位空缺的地方和职业。 因此，失业工人可以与未填补的职位空缺共存。
• X- 低效率指的是生产“黑箱”中的低效率，即将投入与产出联系起来。 这种低效率说明我们可以更有效地组织人员或生产过程。 通常，“士气”或“官僚惰性”问题会导致 X 效率低下。

生产效率低下、资源市场效率低下和 X 效率低下可以用数据包络分析和类似的方法进行分析。