基于DEA的安徽省綠色創(chuàng)新效率測(cè)度

王七萍

( 安徽廣播電視大學(xué)，安徽 合肥 230051)

基于DEA的安徽省綠色創(chuàng)新效率測(cè)度

王七萍

( 安徽廣播電視大學(xué)，安徽 合肥 230051)

進(jìn)行創(chuàng)新效率測(cè)度時(shí)考慮能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)因素，將有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。運(yùn)用DEA兩種不同模型，對(duì)安徽省2003～2012年傳統(tǒng)創(chuàng)新效率與綠色創(chuàng)新效率分別進(jìn)行測(cè)算和比較分析。研究結(jié)果表明，考慮能源和環(huán)境因素的綠色創(chuàng)新效率明顯低于傳統(tǒng)視角下的創(chuàng)新效率，說(shuō)明在不考慮能源與環(huán)境因素情況下安徽省創(chuàng)新效率被明顯高估；同時(shí)，兩種視角下創(chuàng)新效率的主要影響因素有明顯區(qū)別，能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)已成為影響安徽省綠色創(chuàng)新效率的主要因素。

綠色創(chuàng)新；創(chuàng)新效率；DEA-SBM模型

安徽省自2009年成為我國(guó)首批開(kāi)展國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新工程試點(diǎn)省份之一以來(lái)，通過(guò)建設(shè)合蕪蚌自主創(chuàng)新綜合試驗(yàn)區(qū)、發(fā)展皖江城市帶等措施，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入從2003年324219萬(wàn)增長(zhǎng)到2012年37318538萬(wàn)，發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)由532件增長(zhǎng)至10665件。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源、電力的投入與污染物的排放也大量增加。能源與電力消費(fèi)費(fèi)由2003年的5457.09萬(wàn)噸、445.44億千瓦時(shí)分別增長(zhǎng)至11357.95萬(wàn)噸、1361.1億千瓦時(shí)。從考慮資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)的綠色創(chuàng)新視角對(duì)創(chuàng)新資源投入與產(chǎn)出的效率作出分析與評(píng)價(jià)，成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，從該視角對(duì)安徽省10年來(lái)的創(chuàng)新效率進(jìn)行探討，對(duì)創(chuàng)新型試點(diǎn)省份建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。

1 研究現(xiàn)狀

區(qū)域創(chuàng)新效率的研究是近年來(lái)學(xué)術(shù)界關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。學(xué)者們運(yùn)用DEA、因子分析等多種方法，從多個(gè)角度進(jìn)行了探討。目前有兩種主要的觀點(diǎn)，一是從創(chuàng)新投入與所對(duì)應(yīng)的期望產(chǎn)出之間的關(guān)系研究，在投入與產(chǎn)出指標(biāo)選取中主要選取包括R&D人力資源與經(jīng)費(fèi)投入等作為投入指標(biāo)，選取新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入與專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)等期望產(chǎn)出作為產(chǎn)出指標(biāo)[1-5]。另一種基本觀點(diǎn)是在區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)及創(chuàng)新評(píng)價(jià)中關(guān)注一些能源及非期望產(chǎn)出因素。周力、張江雪等學(xué)者在進(jìn)行創(chuàng)新評(píng)價(jià)時(shí)考慮了工業(yè)污染物，白俊紅、 華振等學(xué)者考慮了環(huán)境因素對(duì)創(chuàng)新能力與效率的影響。韓晶等、馮志軍等學(xué)者從綠色增長(zhǎng)與綠色創(chuàng)新的角度評(píng)價(jià)區(qū)域創(chuàng)新效率[6-11]。這些研究論證了將區(qū)域創(chuàng)新效率與環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約等進(jìn)行結(jié)合，既能獲得經(jīng)濟(jì)效益，又能改善環(huán)境效益，對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的綠色增長(zhǎng)具有重要的意義。目前對(duì)于安徽省區(qū)域創(chuàng)新的研究主要集中宏觀研究、創(chuàng)新能力研究以及某一產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率研究方面，現(xiàn)有文獻(xiàn)在進(jìn)行區(qū)域創(chuàng)新效率評(píng)價(jià)時(shí)較少考慮到能源投入與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題[12-14〗。

2 研究方法與指標(biāo)體系

2.1 研究方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis，DEA)是一種在評(píng)價(jià)相對(duì)效率中應(yīng)用非常廣泛的非參數(shù)方法，是美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家Chames A、Cooper W.W等學(xué)者在1978年對(duì)多投入多產(chǎn)出決策單元(DMU)的綜合性評(píng)價(jià)而提出的。傳統(tǒng)的DEA模型在評(píng)價(jià)效率時(shí)要求在規(guī)模不變的情況下盡量減少投入，或在投入不變的情況下產(chǎn)出盡可能地增加。

當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中存在一些不好的產(chǎn)出(非期望產(chǎn)出)時(shí)，傳統(tǒng)的DEA模型不能很好地解決效率評(píng)價(jià)問(wèn)題。于是Tone提出了考慮非期望產(chǎn)出的SBM模型，較好地處理產(chǎn)出中含有非期望產(chǎn)出的效率評(píng)價(jià)問(wèn)題。其基本思想如下：

假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)中有n個(gè)決策單元，并且每一決策單元都有三個(gè)向量：投入變量(x)、期望產(chǎn)出變量(yg)以及非期望產(chǎn)出變量(yb)。定義x、yg、yb矩陣如下：

非期望產(chǎn)出的SBM模型如下式所示：

其中，s代表了投入變量和產(chǎn)出變量的松弛量，s-代表投入過(guò)剩、sg代表期望產(chǎn)出不足，sb代表非期望產(chǎn)出過(guò)多。λ代表各個(gè)變量的權(quán)重，目標(biāo)函數(shù)ρ*滿足0≤ρ*≤1條件，且對(duì)于s-、sg、sb是嚴(yán)格遞減的。目標(biāo)函數(shù)ρ*分子和分母部分分別代表了決策單元實(shí)際投入、產(chǎn)出以及與生產(chǎn)前沿的平均距離。判斷某一決策單元是否有效，必須同時(shí)滿足ρ*=1,s-=0、sg=0、sb=0條件。

2.2 指標(biāo)選取

進(jìn)行區(qū)域創(chuàng)新效率評(píng)價(jià)，選取投入與產(chǎn)出指標(biāo)是關(guān)鍵的步驟。傳統(tǒng)的創(chuàng)新效率測(cè)度與評(píng)價(jià)往往將人力、經(jīng)費(fèi)作為投入指標(biāo)，將專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)及新產(chǎn)品銷(xiāo)售產(chǎn)值作為產(chǎn)出指標(biāo)[1-5]。綠色創(chuàng)新要求區(qū)域創(chuàng)新不僅是滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，還要促使資源節(jié)約與降低環(huán)境污染。基于此，本文選取R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)投入(萬(wàn)元)、從事R&D活動(dòng)人員數(shù)(人)、單位GDP能耗(噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元)、單位GDP電耗(千瓦小時(shí)/萬(wàn)元)分別作為投入指標(biāo)x1、x2 、x3、 x4，代表創(chuàng)新的人力、經(jīng)費(fèi)及能源、電力的投入。選取發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)(件)、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入(萬(wàn)元)以及單位工業(yè)產(chǎn)值工業(yè)廢水排放總量(萬(wàn)噸/億元)、單位工業(yè)產(chǎn)值工業(yè)廢氣排放總量(億標(biāo)/億元)以及單位工業(yè)產(chǎn)值固體廢物產(chǎn)生量(萬(wàn)噸/億元)分別作為產(chǎn)出變量y1、y2、y3、y4、y5，代表創(chuàng)新所帶來(lái)的發(fā)明專(zhuān)利數(shù)增加、產(chǎn)值的提高以及環(huán)境污染的變化。其中，y3、y4、y5根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，在模型中作為非期望產(chǎn)出處理?？紤]到數(shù)據(jù)的權(quán)威性、可得性以及連續(xù)性，所有數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004～2013年)、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004～2005年)，《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004～2005年)、《安徽省科技統(tǒng)計(jì)公報(bào)》(2007～2013年)等資料，并作相應(yīng)統(tǒng)計(jì)處理。

3 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果分析

3.1 分析過(guò)程

為了與不考慮綠色創(chuàng)新的安徽省區(qū)域創(chuàng)新效率進(jìn)行比較，本文應(yīng)用傳統(tǒng)DEA 模型測(cè)算了安徽省2003～2012年創(chuàng)新的綜合效率、技術(shù)效率與規(guī)模效率，然后運(yùn)用SBM模型對(duì)創(chuàng)新效率重新進(jìn)行了測(cè)算，并比較了兩種不同方法下安徽省2003～2012年的創(chuàng)新效率變化情況。其中傳統(tǒng)DEA模型測(cè)算的指標(biāo)值不包括x3、x4兩個(gè)投入指標(biāo)以及y3、y4、y5三個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)。表1是是否考慮能源與電力投入兩種視角下創(chuàng)新效率值。

表1 安徽省傳統(tǒng)創(chuàng)新效率與綠色創(chuàng)新效率

Table 1 Efficiency of traditional innovation and green innovation in Anhui province

為了分析各決策單元的主要影響因素，通過(guò)模型測(cè)算出創(chuàng)新效率投入與產(chǎn)出的冗余值，并根據(jù)冗余值與原變量的比值得出冗余率。

3.2 結(jié)果分析與比較

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，兩種不同視角下測(cè)算的安徽省創(chuàng)新效率及影響因素有有明顯區(qū)別。

3.2.1 總體分析 從總體上來(lái)看，兩種視角下安徽省的創(chuàng)新效率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，表明該省創(chuàng)新資源運(yùn)用與管理能力逐年提升?？傮w平均創(chuàng)新效率方面，傳統(tǒng)DEA模型測(cè)算結(jié)果為0.941，綠色創(chuàng)新視角下運(yùn)用SBM模型測(cè)算的結(jié)果為0.77，低于傳統(tǒng)DEA模型測(cè)算結(jié)果。

3.2.2 決策單元有效性分析 傳統(tǒng)視角下僅1個(gè)決策單元(2011年)為DEA有效，9個(gè)決策單元為非DEA有效，其中6個(gè)決策單元(2003年、2004年、2006年、2009年、2011年、2012年)為弱DEA有效，說(shuō)明這些年度創(chuàng)新投入在技術(shù)與管理方面實(shí)現(xiàn)了較好的資源配置，影響其非DEA有效的主要原因主要在于規(guī)模效率，即投入或產(chǎn)出規(guī)模不夠合理，應(yīng)該加大投入或提高產(chǎn)出水平；其余3個(gè)非有效決策單元技術(shù)效率值與規(guī)模效率值均小于1，說(shuō)明這些決策單元不僅是投入產(chǎn)出規(guī)模不夠合理，在創(chuàng)新投入的資源配置利用水平上也存在欠缺。

綠色創(chuàng)新視角下有2個(gè)有效決策單元(2011年、2012年)，8個(gè)非有效決策單元，且8個(gè)非有效決策單元的創(chuàng)新效率值不同程度地低于傳統(tǒng)效率值。其中2004、2009年變化比較明顯，變動(dòng)值分別為0.51、0.47。2012年利用傳統(tǒng)模型測(cè)算效率值小于1，但在考慮能源投入與環(huán)境因素后，其效率值有了提高，由原先的非有效決策單元轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У臎Q策單元。2011年這一決策單元用從不同角度去測(cè)量其創(chuàng)新效率，其效率值均為1，表明在兩種視角下這一決策單元都處于最佳生產(chǎn)前沿面上，表明該年度的創(chuàng)新投入與產(chǎn)出總體上處于最佳狀態(tài)。其在創(chuàng)新活動(dòng)中的人力、財(cái)力以及能耗的投入，與該年度所獲得的經(jīng)濟(jì)效率以及能源效益及環(huán)境效益是較匹配的。其它非有效決策單元，相對(duì)而言存在需要改進(jìn)的效率空間。

3.2.3 非有效決策單元?jiǎng)?chuàng)新效率的影響因素 投入指標(biāo)方面，R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)投入(x1)在傳統(tǒng)視角下有4個(gè)決策單元(2006、2007、2008、2009)中冗余率不等于0，且呈上升趨勢(shì)，而在創(chuàng)新視角下有8個(gè)決策單元出現(xiàn)冗余率不為0的情況，且呈下降趨勢(shì)。說(shuō)明在產(chǎn)出水平不變前提下，傳統(tǒng)視角下R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)投入過(guò)多且對(duì)創(chuàng)新效率的影響逐年增加，創(chuàng)新視角下該指標(biāo)投入過(guò)多，但對(duì)創(chuàng)新效率的影響程度逐漸降低。從事R&D活動(dòng)人員數(shù)(x2)在傳統(tǒng)視角下有4個(gè)決策單元中冗余率不等于0，而創(chuàng)新視角下同樣情況出現(xiàn)在8個(gè)決策單元中，且對(duì)創(chuàng)新效率的影響程度不同。

產(chǎn)出指標(biāo)方面，發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)(y1)在兩種視角下均有多個(gè)決策單元出現(xiàn)產(chǎn)出不足的情況，但其對(duì)總體創(chuàng)新效率的影響程度不同，如2003年傳統(tǒng)視角下發(fā)明專(zhuān)利數(shù)冗余率為211.8，綠色創(chuàng)新視角下為0；2010年度傳統(tǒng)視角下發(fā)明專(zhuān)利數(shù)冗余率108.7，是影響創(chuàng)新效率的主要因素，而在創(chuàng)新視角下冗余率僅為14.9，說(shuō)明該指標(biāo)不是影響創(chuàng)新效率的主要因素。規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入(y2)在傳統(tǒng)視角下對(duì)9個(gè)非有效決策單元均存在產(chǎn)出不足情況，而在創(chuàng)新視角下僅1個(gè)非有效單元存在產(chǎn)出不足情況，冗余率高達(dá)373.53，表明創(chuàng)新視角下僅2003年導(dǎo)致創(chuàng)新效率損失的最主要原因是新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入與前沿面差距較大，從2005年開(kāi)始，非有效決策單元?jiǎng)?chuàng)新效率損失的原因主要集中在能源與電力資源投入利用不足與污染產(chǎn)出因素方面，但總體影響力呈下降趨勢(shì)。

4 結(jié)論

本文從綠色創(chuàng)新視角出發(fā)，在進(jìn)行安徽省創(chuàng)新效率評(píng)價(jià)中考慮能源與電力投入要素，將環(huán)境污染作為非期望產(chǎn)出，利用非徑向的SBM模型，對(duì)安徽省2003～2012年創(chuàng)新效率進(jìn)行測(cè)算，并與傳統(tǒng)DEA模型測(cè)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析兩種不同視角下非有效決策單元影響因素及改進(jìn)措施。

第一，使用傳統(tǒng)的創(chuàng)新效率投入產(chǎn)出指標(biāo)，運(yùn)用DEA模型測(cè)算的安徽省創(chuàng)新效率與考慮非期望產(chǎn)出的SBM模型測(cè)算的效率值有明顯的差異。因此，從全面評(píng)價(jià)的角度來(lái)看，如果不考慮資源節(jié)約與環(huán)境污染，區(qū)域創(chuàng)新效率將會(huì)被高估。

第二，從綠色創(chuàng)新視角分析，2003～2012年安徽省8個(gè)非效率有效的決策單元，最主要的影響因素已由傳統(tǒng)的經(jīng)費(fèi)、人力投入與專(zhuān)利、新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入逐漸向能耗、電耗及環(huán)境污染因素轉(zhuǎn)變。

第三，考慮能源與電力資源投入以及對(duì)環(huán)境的污染因素后，安徽省近10年來(lái)的總體創(chuàng)新效率處于上升趨勢(shì)，說(shuō)明其總體可持續(xù)發(fā)展的能力在逐漸加強(qiáng)。下一步，可以在創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)中加入相應(yīng)能源耗費(fèi)及環(huán)境污染因素，促使區(qū)域、企業(yè)在進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)更傾向于節(jié)約資源、減少污染的綠色技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，借助目前較好的經(jīng)費(fèi)與人才投入，實(shí)現(xiàn)更多的減少環(huán)境污染的綠色產(chǎn)品。

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(責(zé)任編輯：竇 鵬)

Measurement of Green Innovation Efficiency In Anhui Province Based on DEA

WANG Qi-ping

(Anhui Radio and TV University, Hefei 230051, China)

It will contribute to sustainable development of regional economy to integrate energy conservation and environmental factors into the evaluation of innovation efficiency. In this paper, two different models were used to measure the traditional innovation efficiency and green innovation efficiency in Anhui Province. The results show that the green innovation efficiency is significantly lower than traditional innovation efficiency, and innovation efficiency is overestimated without considering the energy situation and environmental factors. The main factors are significantly different to the two perspectives of innovation. The energy conservation and environmental protection have become the major factors influencing the green innovation efficiency of Anhui Province.

Green innovation；Innovation efficiency； DEA-SBM model

2014-08-26

安徽省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目 (AHSK11-12D166)。

王七萍(1977-)，女，安徽省東至縣人，碩士，講師，主要從事區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。

F223

A

1673-8772(2015)01-0097-04