基于DEA模型的德國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率研究

陳志祥 王宏

[摘要]文章以德國紡織服裝業(yè)為研究對象，建立技術(shù)創(chuàng)新效率評價(jià)指標(biāo)體系，分別運(yùn)用DEA-CCR與DEA-Malmquist模型從靜態(tài)與動態(tài)兩個(gè)角度評價(jià)德國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新情況。從動態(tài)角度可以發(fā)現(xiàn)德國紡織服裝業(yè)全要素生產(chǎn)率主要依靠技術(shù)進(jìn)步，即技術(shù)創(chuàng)新能力;從靜態(tài)角度可以發(fā)現(xiàn)，德國紡織服裝業(yè)在近十年都能達(dá)到DEA有效，整體處于生產(chǎn)前沿面。

[關(guān)鍵詞]德國紡織服裝業(yè);技術(shù)創(chuàng)新;效率DEA

[DOI]1013939/jcnkizgsc201916051

1引言

從2014年開始，德國便開始對紡織行業(yè)升級改造，將其納入國家級創(chuàng)新戰(zhàn)略，名為“未來紡織（Future Tex）”。該項(xiàng)目獲批成為德國“2020創(chuàng)新伙伴”計(jì)劃資助的十大項(xiàng)目之一，它將紡織業(yè)與高性能新材料、人工智能、節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療健康跨界合作，把紡織業(yè)定位成一個(gè)全新的戰(zhàn)略性新興行業(yè)，最終目的是想讓紡織業(yè)成為德國最具創(chuàng)新活力的行業(yè)之一。在地區(qū)上，德國將“未來紡織（Future Tex）”戰(zhàn)略項(xiàng)目布局在東部圖靈根州和薩克森州區(qū)域，有條不紊地對這些區(qū)域進(jìn)行紡織業(yè)集群。其實(shí)這里本來就屬于德國傳統(tǒng)三大紡織工業(yè)區(qū)之一，這些地區(qū)有良好的紡織業(yè)傳統(tǒng)以及大量相關(guān)的產(chǎn)業(yè)城市，也有許多與紡織相關(guān)的科研院所。通過對這一核心地區(qū)的產(chǎn)學(xué)研合作、重點(diǎn)突破和跨界協(xié)作，可以吸引德國各地的科研院所、企業(yè)與組織共同參與，最終形成以德國東部地區(qū)為支點(diǎn)來帶動全國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。文章期望通過研究德國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率情況，為提升我國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供啟示與建議。

2理論綜述

Leibenstein（1966）從產(chǎn)出角度闡述了技術(shù)效率的定義。他認(rèn)為在相同的投入規(guī)模、結(jié)構(gòu)、市場價(jià)格和體制的前提下，實(shí)際產(chǎn)出與最高可能達(dá)到的產(chǎn)出量的比值就是技術(shù)效率。Lau和Yotopoulos （1971，1973）則從相對的角度闡述技術(shù)效率的定義。其假定分別給K與L兩個(gè)經(jīng)濟(jì)單元同樣的要素投入，若K經(jīng)濟(jì)單元的產(chǎn)出高于L，那么相對而言，經(jīng)濟(jì)單元K的技術(shù)效率更高。

隨著時(shí)間發(fā)展，越來越多的學(xué)者將技術(shù)效率等同于技術(shù)創(chuàng)新效率，將技術(shù)效率賦予更多的“創(chuàng)新”特征，其實(shí)技術(shù)創(chuàng)新效率與技術(shù)效率并沒有本質(zhì)上區(qū)別。池仁勇（2003）認(rèn)為，所謂技術(shù)創(chuàng)新效率就是技術(shù)創(chuàng)新資源投入與產(chǎn)出之比，可以用技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出除以技術(shù)創(chuàng)新投入，它代表某個(gè)經(jīng)濟(jì)單元技術(shù)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)程度，它貫穿于整個(gè)創(chuàng)新生產(chǎn)過程。文章認(rèn)為，處于生產(chǎn)前沿面上的投入產(chǎn)出關(guān)系一定要滿足以最少的投入獲得最高的績效產(chǎn)出這樣的前提條件，這樣的投入與產(chǎn)出關(guān)系便處于生產(chǎn)前沿面上，在這個(gè)前沿面上，技術(shù)創(chuàng)新效率是最高的。

經(jīng)過對以上文獻(xiàn)的梳理，文章認(rèn)為處于最佳技術(shù)創(chuàng)新效率狀態(tài)應(yīng)該滿足以下特征：只有當(dāng)在“增加一種或一種以上的創(chuàng)新要素投入”和“減少同類產(chǎn)出”兩者擇一時(shí)，才能增加產(chǎn)出?？偟膩碚f，所謂技術(shù)創(chuàng)新效率就是指一個(gè)企業(yè)或者國家地區(qū)在投入要素一定時(shí)，產(chǎn)出距生產(chǎn)前沿面的距離，如果距離越大，那么技術(shù)創(chuàng)新效率越低。

技術(shù)創(chuàng)新效率的提升并不能直接影響經(jīng)濟(jì)增長，它先是作用于全要素生產(chǎn)率，然后再由全要素生產(chǎn)率提升作用于經(jīng)濟(jì)單元，使經(jīng)濟(jì)發(fā)生增長。

3變量設(shè)定與模型建立

31變量設(shè)定

文章在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合紡織服裝產(chǎn)業(yè)本身的特點(diǎn)與實(shí)際情況，建立了如下三層級指標(biāo)衡量技術(shù)創(chuàng)新效率情況。

32DEA-CCR效率評價(jià)模型構(gòu)建

DEA-CCR模型是基于規(guī)模報(bào)酬不變的前提下，最終計(jì)算得到的技術(shù)創(chuàng)新效率（Technical Efficiency，TEF）是經(jīng)濟(jì)單元的綜合技術(shù)創(chuàng)新效率，可以用它來衡量投入產(chǎn)出效率情況。另外該模型還可以計(jì)算出生產(chǎn)單元為達(dá)到其生產(chǎn)前沿面（即為了達(dá)到技術(shù)創(chuàng)新效率為“1”）時(shí)各個(gè)投入要素需要達(dá)到的目標(biāo)值。

假設(shè)存在n個(gè)DMUj（1≤j≤n），每個(gè)DMU有m種投入類型和s種產(chǎn)出類型。將投入與產(chǎn)出向量分別記為：Xj=（X1j，X2j…Xmj）T>0，Yj=（Y1j，Y2j…Y1j）T>0，j=1，…，n，其中：Xij表示第j個(gè)決策單元的第i種類型的投入總量，Yrj為第j個(gè)決策單元的第r種類型的產(chǎn)出總量，且Xij> 0（i=1，2，…，m）， Yrj>0（r=1，2，…，s），Vi表示第i種投入指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，Ur表示第r種產(chǎn)出指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，且Vi≥0，Ur≥0。因此，每個(gè)決策單元DMU投入與產(chǎn)出的相對效率評價(jià)指數(shù)如公式（1）所示：

hj=∑xr=1Ur Yrj∑mi=1Vixij（j=1，2…，n）（1）

選擇合適的U和V，使得0

maxhj0=uTy0s.t.wTxj-uTyj≥0;j=1，2，…，nwTx0=1w>0;u>0（2）

若公式（2）存在w0，μ0使得hj0=μTy0=1，那么DMUj0為弱DEA有效;若存在w0>0，μ0<0，且hj0=μTy0=1，那么DMUj0為DEA有效，否則非DEA有效。

33DEA-Malmquist指數(shù)模型構(gòu)建

早在1953年，瑞典經(jīng)濟(jì)學(xué)家Sten就使用了Malmquist指數(shù)（M指數(shù)），其以多個(gè)不同消費(fèi)群體為研究對象，同Malmquist對比其在時(shí)間序列上的差異。后來越來越多的學(xué)者將Malmquist指數(shù)與DEA方法結(jié)合起來，測算全要素條件下的企業(yè)或產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)率變化趨勢。將這個(gè)方法應(yīng)用到文章中，也同樣適用于研究紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率的變化和在技術(shù)創(chuàng)新影響下的生產(chǎn)率的變化趨勢。

基本公式為：

Mti=Dti（Xt，Yt）/Dti（Xt+1，Yt+1）

Mt+1i=Dt+1i（Xt，Yt）/Dt+1i（Xt+1，Yt+1）

在投入水平保持不變的情況下，用投入的最小值除以實(shí)際的投入量便可以得出技術(shù)創(chuàng)新效率值。Xt，Xt+1，Yt，Yt+1分別表示t與t+1期的投入與產(chǎn)出。Dti（Xt，Yt），Dti（Xt+1，Yt+1），Dt+1i（Xt，Yt），Dt+1i（Xt+1，Yt+1）代表“距離函數(shù)”，Dti（Xt+1，Yt+1）表示用t期的技術(shù)來表示t+1期的技術(shù)水平，Mt+1i/Mti表示從t期至t+1期的生產(chǎn)率的變化程度。

文章動態(tài)角度的實(shí)證研究是通過在DEA-BCC模型基礎(chǔ)上建立DEA-Malmquist指數(shù)模型從而計(jì)算出M指數(shù)的。當(dāng)計(jì)算任意相鄰的兩年M指數(shù)時(shí)，針對t期的投入產(chǎn)出向量（Xt，Yt）將會計(jì)算得到四個(gè)不同的距離函數(shù)，分別是：D0t-1（Xt-1，Yt-1 ），D0t-1（Xt，Yt），D0t（Xt-1，Yt-1），D0t（Xt，Yt）。

用BCC模型計(jì)算為：

[D0t-1（Xt-1，Yt-1）]-1=maxθλθ

st-θyi，t-1+Yt-1 λ≥0

Xi，t-1-Xt-1λ≥0

λ≥0（3）

[D0t（Xt，Yt）]-1=maxθλθ

st-θyi，t+Yt λ≥0

Xi，t-Xtλ≥0

λ≥0（4）

[D0t-1（Xt-1，Yt-1）]-1=maxθλθ

st-θyi，t+Yt λ≥0

Xi，t-1-Xtλ≥0

λ≥0（5）

[D0t-1（Xt，Yt）]-1=maxθλθ

st-θyi，t-1+Yt-1 λ≥0

Xi，t-Xtλ≥0

λ≥0（6）

（Xi，t-1，Yi，t-1）表示的是第i個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)在年份為t-1時(shí)的投入產(chǎn)出量，（Xi，t，Yi，t）則表示的是第i個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)在年份為t時(shí)的投入產(chǎn)出量。

4德國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率實(shí)證分析

41數(shù)據(jù)源

文章數(shù)據(jù)主要來源于2008—2018年《德國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《德國專利商標(biāo)年鑒》中關(guān)于食品制造業(yè)，飲料制造業(yè)，煙草制造業(yè)，紡織服裝業(yè)，皮革毛皮及其制品，木材加工，造紙加工及紙制品，印刷業(yè)，石油加工及煉焦加工業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，橡膠制品業(yè)，金屬制品業(yè)共13個(gè)行業(yè)規(guī)模以上的制造業(yè)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。一般來說，規(guī)模企業(yè)相對于非規(guī)模企業(yè)具備專業(yè)的研究器材與獨(dú)立從事科研的條件，同時(shí)能獲得巨額資金支持，相對也更能體現(xiàn)出技術(shù)創(chuàng)新的高低，所以只采用規(guī)模以上企業(yè)數(shù)據(jù)。

42基于Malmquist模型的動態(tài)實(shí)證評價(jià)

通過計(jì)算基于2006基年的Malmquist指數(shù)可以具體觀察出技術(shù)創(chuàng)新效率對紡織服裝產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)變化的影響，并在此基礎(chǔ)上將技術(shù)創(chuàng)新效率拆分成純技術(shù)創(chuàng)新效率和規(guī)模效率兩個(gè)指數(shù)指標(biāo)，并從這兩個(gè)指標(biāo)來研究紡織服裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率情況，結(jié)合以上分析得出動態(tài)比較相關(guān)的結(jié)論。

基于紡織服裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率動態(tài)評價(jià)模型我們能夠得到以下五個(gè)指數(shù)：“全要素生產(chǎn)率變化”“技術(shù)創(chuàng)新效率變化”及其分解的效率——“純技術(shù)創(chuàng)新效率變化”和“規(guī)模效率變化”，還有“技術(shù)進(jìn)步變化”。

（1）全要素生產(chǎn)率變化（Total Factor Productivity Change，以下簡稱M指數(shù)）受兩個(gè)因素影響，分別是技術(shù)創(chuàng)新效率變化和技術(shù)進(jìn)步變化，全要素生產(chǎn)率變化=技術(shù)創(chuàng)新效率變化×技術(shù)進(jìn)步變化。當(dāng)M指數(shù)大于1時(shí)，意味著t+1期相較于t期生產(chǎn)率增加了;當(dāng)M指數(shù)等于1時(shí)，意味著t+1期相對于t期之間的生產(chǎn)率沒有變化;當(dāng)M指數(shù)小于1時(shí)，意味著t+1期的生產(chǎn)率相對于t期下降了，此時(shí)我們需要進(jìn)一步觀察是哪個(gè)因素引起的。

（2）技術(shù)創(chuàng)新效率變化（IEFC）表示決策單元從t期到t+1期向最佳生產(chǎn)狀態(tài)的追趕程度，意味著在t期基礎(chǔ)上的技術(shù)創(chuàng)新變化。當(dāng)effch大于1時(shí)，意味著t+1期的技術(shù)創(chuàng)新效率相對于t期而言增加了，縮小了與生產(chǎn)前沿面的距離，意味著企業(yè)管理水平、分工協(xié)作、勞動力素質(zhì)的提高;當(dāng)effch小于1時(shí)，意味著t+1期的技術(shù)創(chuàng)新效率相對于t期而言減小了，進(jìn)一步拉開了與生產(chǎn)前沿面的距離;當(dāng)effch等于1時(shí)，意味著本期相比于上期沒有變化。

（3）技術(shù)進(jìn)步指數(shù)變化（TEC）是生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的表征指標(biāo)，它指的是決策單元在t+1期相對于t期的生產(chǎn)技術(shù)變化率;意味著全產(chǎn)業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)前沿面的向外擴(kuò)展，代表著最佳生產(chǎn)狀態(tài)隨時(shí)間變動，即全行業(yè)的生產(chǎn)力能力的提高或者降低。若TEC 大于 1，則表示最佳生產(chǎn)面向外移動，出現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新或者生產(chǎn)技術(shù)有所進(jìn)步，相對技術(shù)創(chuàng)新效率得到提高，最佳生產(chǎn)狀態(tài)也出現(xiàn)了提升;若TE等于1，則表示相鄰兩個(gè)時(shí)期內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)水平保持不變，沒有發(fā)生重大技術(shù)更新;若TEC 小于1，則表示生產(chǎn)前沿面向內(nèi)移動，整體行業(yè)生產(chǎn)力水平下降。

（4）假設(shè)在規(guī)模效益不變和完全競爭這些理想條件下，技術(shù)創(chuàng)新效率變化是效率的變化，它可以具體分為純技術(shù)效率變化和規(guī)模效率變化兩個(gè)指標(biāo)。純技術(shù)效率變化是規(guī)模效率變化等非理想條件下的效率變化率，而規(guī)模效率變化更多地表現(xiàn)出理想狀態(tài)和規(guī)模效益變化實(shí)際情況發(fā)生時(shí)的偏離程度。其中，技術(shù)創(chuàng)新效率變化=純技術(shù)創(chuàng)新效率變化×規(guī)模效率變化。

421德國紡織服裝業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新效率動態(tài)評價(jià)

本部分利用了2006—2015年德國投入產(chǎn)出情況，基于deap 21軟件使用Malmquist模型測算了德國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率動態(tài)變化情況，具體如表2所示：

由表2可以發(fā)現(xiàn)：

（1）在2006至2015年這十年間德國紡織服裝業(yè)M指數(shù)均值為103，表明著德國紡織服裝業(yè)生產(chǎn)效率水平呈年均3%的增長，這些年德國紡織服裝業(yè)全要素生產(chǎn)率總體保持提升。2015年的M指數(shù)是119，相對于2007年提升了592%，由于M指數(shù)受技術(shù)創(chuàng)新效率變動和技術(shù)進(jìn)步的影響，其中技術(shù)進(jìn)步總體均值為103大于技術(shù)創(chuàng)新效率的變動，所以我們可以在一定程度上認(rèn)為德國紡織服裝業(yè)的生產(chǎn)效率變化更多的依賴于技術(shù)進(jìn)步，即技術(shù)創(chuàng)新能力。

（2）技術(shù)創(chuàng)新效率的變化（effch）均值為1，說明在這十年間德國紡織服裝業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率變動有效，處于一直都能追趕上前沿面的狀態(tài)。2015年技術(shù)創(chuàng)新效率變動相對于2007年變化了5%。

（3）從技術(shù)進(jìn)步變化角度來看，相對于2007年，技術(shù)進(jìn)步變化整體提升了515%，技術(shù)創(chuàng)新相對于2007年變化5%，技術(shù)進(jìn)步變化巨大，從另一個(gè)角度反映出德國紡織服裝業(yè)全要素生產(chǎn)率依賴于技術(shù)進(jìn)步。以上數(shù)據(jù)一方面說明德國一直注重技術(shù)創(chuàng)新體系與研發(fā)投入，另一方面說明德國更加注重產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

（4）進(jìn)一步將技術(shù)創(chuàng)新效率變動拆分可以發(fā)現(xiàn)純技術(shù)效率與規(guī)模效率變動都比較穩(wěn)定，趨近于1。說明德國的紡織服裝業(yè)科技活動渠道，相關(guān)科技資源得到了合理配置與使用。

43基于CCR模型靜態(tài)實(shí)證評價(jià)

本部分采用DEA-CCR靜態(tài)模型并使用deap 21軟件分別對德國紡織服裝業(yè)進(jìn)行綜合技術(shù)創(chuàng)新效率測度。時(shí)間周期為2006—2015年，分別取這段時(shí)間內(nèi)13個(gè)工業(yè)制造業(yè)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)。具體結(jié)果如表3所示：

5結(jié)論與對策

通過對德國紡織服裝業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及實(shí)證結(jié)果分析，我們可以發(fā)現(xiàn)德國紡織服裝業(yè)“持續(xù)處于”生產(chǎn)前沿面主要有以下三點(diǎn)原因：

（1）完善的技術(shù)創(chuàng)新體系。一方面，德國紡織服裝業(yè)全要素生產(chǎn)率主要由技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)，另一方面，德國將紡織業(yè)與高性能新材料、人工智能、節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療健康跨界合作，把紡織業(yè)定位成一個(gè)全新的戰(zhàn)略性新興行業(yè)充分發(fā)揮其技術(shù)創(chuàng)新能力;

（2）產(chǎn)業(yè)集群。德國將“未來紡織（Future Tex）”戰(zhàn)略項(xiàng)目布局在東部圖靈根州和薩克森州區(qū)域，有條不紊地對這些區(qū)域進(jìn)行紡織業(yè)集群。通過對這一核心地區(qū)的產(chǎn)學(xué)研合作、重點(diǎn)突破和跨界協(xié)作，期望形成以德國東部地區(qū)為支點(diǎn)來帶動全國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

（3）政府政策支持。由薩克森州紡織研究中心（STFI）領(lǐng)銜的“Future TEX”（未來紡織）項(xiàng)目，獲批成為德國“2020創(chuàng)新伙伴”計(jì)劃資助的十大項(xiàng)目之一，得到德國聯(lián)邦教育與研究部自2014年起為期6年、共計(jì)4500萬歐元的經(jīng)費(fèi)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]LEIBENSTEIN H.Allovativeefficiency vs

“X-efficiency”[J].American Economic Review，1966，56（3）：392-415.

[2]逢紅梅.我國裝備制造業(yè)技術(shù)效率實(shí)證研究[D].沈陽：遼寧大學(xué)，2014.

[3]池仁勇.企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率及其影響因素研究[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，200（6）：105-108.

[4]李向東，李南，劉東皇.高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率影響因素分析[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2015（6）：109-113.

[5]郭磊，劉志迎，周志翔.基于DEA交叉效率模型的區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率評價(jià)研究[J].科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理，2011（1）：138-143.

[6]范群林，吳花平.我國文化科技創(chuàng)新效率研究——基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2015（3）：2-4.

[7]代碧波，孫東生，姚鳳閣.我國制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率的變動及其影響因素——基于2001—2008年29個(gè)行業(yè)的面板數(shù)據(jù)分析[J].情報(bào)雜志，2012（3）：123，185-191.

[8]魏悅.基于DEA模型和Malmquist指數(shù)法的江門市高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的效率研究[J].五邑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（4）：23-28.

[9]張江雪，朱磊，基于綠色增長的我國各地區(qū)工業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率研究[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，2012（2）：113-125.

[10]巴曙松，華中煒，楊現(xiàn)領(lǐng).中國經(jīng)濟(jì)減速的性質(zhì)與政策選項(xiàng)[J].中國市場，2012（37）：12-19.