研發(fā)投入與企業(yè)績效的非平衡統(tǒng)計關(guān)系研究

張東生 王曉光 牛雪芝

摘要：研發(fā)創(chuàng)新是企業(yè)生成核心競爭力的關(guān)鍵。研發(fā)投入與企業(yè)績效之間的關(guān)系一直是學(xué)者研究的重要內(nèi)容。將非平衡統(tǒng)計理論及朗之萬方程推廣運(yùn)用到經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域，建立該領(lǐng)域的廣義朗之萬方程，求解出企業(yè)研發(fā)投入與其績效的統(tǒng)計關(guān)系。結(jié)果表明企業(yè)績效與研發(fā)投入呈非線性關(guān)系，蘊(yùn)含一定的客觀統(tǒng)計規(guī)律。

關(guān)鍵詞：研發(fā)投入;企業(yè)績效;非平衡統(tǒng)計理論;廣義郎之萬方程

中圖分類號：F273;F426 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：1007-2101（2020）03-0082-06

一、引言

研發(fā)能力強(qiáng)弱決定了企業(yè)在未來發(fā)展中是否具有競爭力，作為創(chuàng)新主體的企業(yè)必須高度重視研發(fā)活動，科學(xué)合理加大研發(fā)投入，才能保證企業(yè)在競爭中處于優(yōu)勢地位。近幾年，伴隨著對技術(shù)創(chuàng)新的重視，越來越多的國內(nèi)企業(yè)逐步加大研發(fā)投入力度，更多的研發(fā)資金和研發(fā)人員投入到了企業(yè)的研發(fā)活動中。

傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中，復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間，子系統(tǒng)之間相互作用，系統(tǒng)內(nèi)部與外部的相互關(guān)系充滿了復(fù)雜的隨機(jī)現(xiàn)象，呈現(xiàn)多變的非線性關(guān)系。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論對于復(fù)雜多變的非線性關(guān)系的內(nèi)在分析存在著一定的困難。在對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，本文將非平衡統(tǒng)計理論引入經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，闡釋該領(lǐng)域中的主要元素之間的統(tǒng)計關(guān)系，試圖運(yùn)用新的理論和方法研究復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律。

二、文獻(xiàn)綜述

早在上世紀(jì)70年代，企業(yè)的績效與研發(fā)投入的關(guān)系已引起學(xué)界的關(guān)注和探討。迄今為止，對于二者關(guān)系研究的國內(nèi)外成果和理論著述頗豐。梳理其主要結(jié)論，觀點大致有以下三種：

（一）研發(fā)投入與企業(yè)績效正相關(guān)的研究

Brand擇取111家美國企業(yè)作為樣本研究對象，通過建立聯(lián)立方程檢驗這些樣本企業(yè)在1950—1965十五年期間研發(fā)投入與利潤之間的關(guān)系，結(jié)果表明研發(fā)投入與企業(yè)績效之間是顯著的正相關(guān)作用[1]。Sougiannis研究發(fā)現(xiàn)，研發(fā)投入對企業(yè)財務(wù)績效產(chǎn)生明顯的正向作用，企業(yè)在經(jīng)營管理過程中，不斷加大研發(fā)投入，能夠獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，數(shù)據(jù)證明注重研發(fā)投入企業(yè)收益要遠(yuǎn)高于未進(jìn)行研發(fā)投入企業(yè)[2]。Han和Manry通過對韓國企業(yè)的跟蹤研究得出企業(yè)研發(fā)投入對上市公司股價有正向影響的結(jié)論[3]。JC Wang和KH Tsai則是通過利用方程式“Cobb-Douglas”構(gòu)建隨機(jī)模型，擇取臺灣的部分上市公司，圍繞其研發(fā)投入對其財務(wù)績效的影響綜合比對分析，結(jié)果顯示企業(yè)研發(fā)投入和企業(yè)績效兩者正相關(guān)關(guān)系明顯[4]。程宏偉等選取96家高新技術(shù)公司作為研究對象進(jìn)行實證研究，發(fā)現(xiàn)研發(fā)投入對企業(yè)財務(wù)績效有正向影響，還發(fā)現(xiàn)研發(fā)投入對企業(yè)財務(wù)績效的影響隨著年份增加而減弱。這說明研發(fā)投入與財務(wù)績效的關(guān)系會隨著時間的推移而變化[5]。張濟(jì)建通過研究2003—2007年間披露研發(fā)信息的高新技術(shù)企業(yè)，把企業(yè)營收作為評價企業(yè)績效的重要指標(biāo)，通過回歸性分析證明研發(fā)投入對企業(yè)財務(wù)績效有明顯的正相關(guān)影響[6]。周艷、曾靜通過對披露研發(fā)信息的上市公司進(jìn)行實證研究后發(fā)現(xiàn)，研發(fā)投入與企業(yè)財務(wù)績效正相關(guān)，但存在滯后性[7]。杜勇等以43家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為研究對象開展分析，發(fā)現(xiàn)研發(fā)投入與企業(yè)盈利能力之間呈正相關(guān)關(guān)系，但是研發(fā)投入與企業(yè)成長性不存在明顯正相關(guān)關(guān)系[8]。伍志婷、賴丹綜合比對了50家2009—2014年間公開研發(fā)和財務(wù)數(shù)據(jù)的上市新材料公司，得出上市公司的研發(fā)投入能夠正向影響企業(yè)財務(wù)績效水平的結(jié)論[9]。王慧、孫慧利用固定效應(yīng)模型實證分析了創(chuàng)業(yè)板高新技術(shù)企業(yè)的研發(fā)投入數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)政府補(bǔ)貼和研發(fā)投入的增加與企業(yè)的創(chuàng)新績效呈正相關(guān)[10]。

（二）研發(fā)投入與企業(yè)績效負(fù)相關(guān)或不相關(guān)的研究

周國紅、陸立軍對浙江省高科技公司進(jìn)行問卷調(diào)查，統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)R&D投入對企業(yè)財務(wù)績效無顯著影響作用[11]。朱衛(wèi)平、倫蕊通過對197家高科技公司進(jìn)行實證研究，得出技術(shù)投入和人力投入對企業(yè)績效的影響不顯著[12]。艾靜濤、臧維在對電子信息產(chǎn)業(yè)的具體情況進(jìn)行分析后，認(rèn)為電子信息企業(yè)的研發(fā)投入與其財務(wù)績效沒有實質(zhì)影響[13]。王春梅、陸玉梅擇取信息技術(shù)業(yè)和制造業(yè)的99家上市公司作為研究對象，全面分析其2005—2008年之間的研發(fā)投入數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)研發(fā)投入與當(dāng)期的企業(yè)財務(wù)績效具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，但在滯后期內(nèi)二者則呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。這說明研發(fā)投入的影響具有滯后性，是一個長期過程[14]。黃禹、韓超對我國20家新能源公司2006—2010年間的研發(fā)和財務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實證分析，證明新能源公司研發(fā)投入對企業(yè)績效無顯著的影響[15]。

（三）研發(fā)投入與企業(yè)績效關(guān)系滯后性的研究

David A 和Baruch L以美國83家化工行業(yè)的上市公司為研究對象，發(fā)現(xiàn)研發(fā)投入對于提升企業(yè)銷售額和增加利潤率有著重要作用，但是這種影響和作用存在滯后性，滯后時間大約三年以上[16]。梁萊歆、張煥鳳對我國電子信息上市公司研發(fā)投入效率做了實證研究，發(fā)現(xiàn)高新技術(shù)企業(yè)需要提高技術(shù)創(chuàng)新意識和增加研發(fā)投入，研發(fā)投入對企業(yè)財務(wù)績效和市場績效的影響具有一定時期的滯后性[17]。曾靜、周艷對2002—2009年滬深兩市公開研發(fā)投入信息的上市公司進(jìn)行實證研究，全面分析企業(yè)的研發(fā)投入和經(jīng)營績效之間的關(guān)系，結(jié)論顯示企業(yè)研發(fā)投入和企業(yè)經(jīng)營績效呈正相關(guān)關(guān)系，且有明顯滯后的效應(yīng)[18]。吳軍香、趙喜倉對2008—2010年深交所中小創(chuàng)4家高新技術(shù)公司的研發(fā)投入與企業(yè)績效、累積效應(yīng)和滯后性三個角度的關(guān)系進(jìn)行實證研究，結(jié)果顯示不同行業(yè)的研發(fā)投入對企業(yè)績效產(chǎn)生的滯后效應(yīng)和累積效應(yīng)是不同的[19]。黃怡等對通信和設(shè)備制造業(yè)上市公司披露的研發(fā)投入數(shù)據(jù)進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，企業(yè)研發(fā)投入與當(dāng)期經(jīng)營績效無相關(guān)性，但是對企業(yè)績效有明顯滯后性，對滯后三期的企業(yè)績效具有顯著相關(guān)性[20]。

三、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的非平衡系統(tǒng)

（一）非平衡統(tǒng)計理論的發(fā)展

1860年，英國物理學(xué)家J.C.麥克斯韋發(fā)表論文闡述了氣體分子速度的分布規(guī)律，這就是經(jīng)典的麥克斯韋速度分布律，為基礎(chǔ)分子運(yùn)動論奠定了基礎(chǔ)。隨后，奧地利著名物理學(xué)家L.玻耳茲曼在此基礎(chǔ)上由碰撞理論縝密導(dǎo)出非平衡態(tài)分布函數(shù)f（v，t）運(yùn)動方程，并進(jìn)一步證實了非平衡系統(tǒng)的麥克斯韋分布，進(jìn)而得出熵不減定理。1902年美國物理學(xué)家J.W.吉布斯在《統(tǒng)計力學(xué)基本理論》中闡述廣義系統(tǒng)的重要作用，推動熱運(yùn)動微觀理論由分子運(yùn)動論上升至統(tǒng)計力學(xué)階段[21]。

進(jìn)入20世紀(jì)初期，關(guān)于統(tǒng)計物理學(xué)的研究越來越細(xì)化，關(guān)于非平衡統(tǒng)計物理的探討與研究也開始出現(xiàn)。隨機(jī)行走模型在1905年開始引入物理中，波蘭物理學(xué)家斯莫魯霍夫斯基和愛因斯坦對隨機(jī)行走與布朗運(yùn)動的關(guān)系進(jìn)行了研究。1908年法國物理學(xué)家郎之萬發(fā)表論文介紹隨機(jī)微分方程運(yùn)動，稱之為郎之萬方程。

20世紀(jì)90年代，非平衡統(tǒng)計物理學(xué)所涉及的問題越來越廣泛。學(xué)者們開始意識到復(fù)雜程度極高的非線性動力學(xué)特征存在于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，他們在探究經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域時逐漸引入物理領(lǐng)域的知識及觀念。金融市場的探究中融入了物理學(xué)知識及模式，包括相變理論和統(tǒng)計力學(xué)應(yīng)用于股市，以探究股市收益率以及股市波動等。物理學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的交叉學(xué)科在這一時期進(jìn)入快速發(fā)展階段，物理學(xué)家利用統(tǒng)計物理學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)理論、非線性科學(xué)等工具，對經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)增長模型、股票運(yùn)行規(guī)律、金融市場運(yùn)動特性等領(lǐng)域進(jìn)行統(tǒng)計與建模，并取得了豐碩的研究成果。

美國物理學(xué)家尤金·斯坦利1996年在匈牙利首都布達(dá)佩斯參加首屆國際經(jīng)濟(jì)物理研討會并首次提出經(jīng)濟(jì)物理學(xué)“Econophysics”的概念，也被稱為“金融物理學(xué)”。它采用統(tǒng)計分析、建模和可控性實驗來研究經(jīng)濟(jì)和金融問題。經(jīng)濟(jì)物理學(xué)是將物理的方法應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)和金融領(lǐng)域中，試圖尋找經(jīng)濟(jì)和金融領(lǐng)域中隱含的自然規(guī)律。

（二）經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的非平衡統(tǒng)計理論

物理學(xué)概念下的平衡態(tài)系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界既無能量傳遞又無物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間不發(fā)生任何變化，宏觀物理性質(zhì)呈現(xiàn)出的均勻狀態(tài)的“孤立”系統(tǒng)。平衡態(tài)物理量的理論框架已十分清晰，求解問題的基本方法已近完備。但平衡態(tài)系統(tǒng)僅僅是物理概念中的理想模型，距實際情況仍有一定差距。而實際系統(tǒng)往往是不滿足“孤立”系統(tǒng)條件的非平衡系統(tǒng)。非平衡系統(tǒng)與外界既可能量傳遞又可物質(zhì)交換，內(nèi)部允許各部分發(fā)生變化，宏觀性質(zhì)處于非均勻狀態(tài)。所以非平衡統(tǒng)計理論所研究的對象是開放、復(fù)雜的系統(tǒng)。目前，非平衡態(tài)統(tǒng)計理論的應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出物理范疇，在自然科學(xué)、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會科學(xué)等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用[22]。

假設(shè)將企業(yè)看作一個系統(tǒng)，企業(yè)內(nèi)部由企業(yè)管理者、員工、資金、技術(shù)等眾多要素組成。這些要素具有非常復(fù)雜的相互依賴和相互制約關(guān)系。任何要素行為變化都會影響系統(tǒng)其它要素的行為變化，要素之間存在著廣泛而緊密的“隨機(jī)”相互影響力。此外，企業(yè)作為活的有機(jī)體，它與社會之間實現(xiàn)了物資、資金、信息、技術(shù)和人才的交流，即與外界有著能量流、物質(zhì)流和信息流的充分交換。當(dāng)企業(yè)系統(tǒng)與外界中斷交流時，企業(yè)系統(tǒng)就處于封閉狀態(tài)，那它勢必將趨于無序和倒閉。企業(yè)的生存和發(fā)展實質(zhì)上是在內(nèi)部不斷變化，外部不斷與外界環(huán)境物質(zhì)、能量交換過程中實現(xiàn)的。因此企業(yè)已具備了廣義非平衡系統(tǒng)的基本特征。將企業(yè)看作具有自組織能力、開放的非平衡系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)外部對系統(tǒng)內(nèi)部某一因素存在某種影響，系統(tǒng)內(nèi)部各要素呈現(xiàn)非均勻分布，系統(tǒng)會偏離原有狀態(tài)，達(dá)到非平衡狀態(tài)。只有非平衡經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)才是可能進(jìn)步與發(fā)展的系統(tǒng)。

平衡態(tài)的終態(tài)是趨于最“無序”的混亂狀態(tài)，而偏離平衡態(tài)的非平衡態(tài)系統(tǒng)才可能趨于有序。經(jīng)濟(jì)活動中的看似“隨機(jī)”的現(xiàn)象也往往蘊(yùn)含著事物發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律。假設(shè)將企業(yè)績效作為系統(tǒng)輸出的顯示性指標(biāo)，企業(yè)受到了外部隨機(jī)性色噪聲對系統(tǒng)內(nèi)部某一要素施加影響，比如外部環(huán)境對企業(yè)研發(fā)施加隨機(jī)性影響，如果企業(yè)績效與企業(yè)研發(fā)投入趨于有序，那么兩者之間就存在著一定的非平衡統(tǒng)計規(guī)律。非平衡系統(tǒng)理論在其他領(lǐng)域推廣及應(yīng)用仍在進(jìn)一步完善和建設(shè)中，而將非平衡統(tǒng)計理論及郎之萬方程應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域無疑是一種有益的嘗試。

（三）經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的郎之萬方程

四、方程求解及其數(shù)據(jù)處理

根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)中非平衡統(tǒng)計的朗之萬方程，以上市公司石藥集團(tuán)每年年報公布的研發(fā)投入及企業(yè)績效數(shù)據(jù)為例，得到該企業(yè)績效與其研發(fā)投入基于非平衡統(tǒng)計分析的“理論曲線”，并與其企業(yè)績效與其研發(fā)投入的“實驗曲線”相比較，探討研發(fā)投入與企業(yè)績效之間存在的非平衡統(tǒng)計機(jī)理。

以石藥集團(tuán)為例，表1是2005—2017年石藥集團(tuán)研發(fā)投入費用與企業(yè)凈資產(chǎn)收益率數(shù)據(jù)。將表1中時間和研發(fā)投入的數(shù)據(jù)用origin畫出圖2散點圖和擬合曲線，進(jìn)而得到曲線的函數(shù)關(guān)系式，其中參數(shù)如下：A=-9.51，B=8.90，C=-1.72，并忽略高階無窮小項，代入（6）得到乘性函數(shù)g（t）的具體擬合方程為：

企業(yè)績效是指企業(yè)在一定經(jīng)營期間內(nèi)所產(chǎn)生的經(jīng)營效益和業(yè)績。在對企業(yè)績效的評價上，主要采用的是企業(yè)的盈利能力指標(biāo)和企業(yè)發(fā)展能力指標(biāo)。企業(yè)經(jīng)營的最重要目標(biāo)就是獲取利潤，因此盈利能力是評價企業(yè)績效的關(guān)鍵指標(biāo)。對于企業(yè)而言，提高企業(yè)盈利能力是進(jìn)行研發(fā)投入的最終目的。凈資產(chǎn)收益率（ROE）代表企業(yè)績效，是通過杜邦分析法計算得出的衡量企業(yè)財務(wù)績效的一個綜合性指標(biāo)。企業(yè)績效代表的是企業(yè)的成長和盈利能力，凈資產(chǎn)收益率能夠體現(xiàn)企業(yè)獲取凈收益的能力和效率，能夠直接說明企業(yè)的盈利水平，間接反映出企業(yè)管理層對于財務(wù)控制和資產(chǎn)管理的運(yùn)作能力，通過對ROE指標(biāo)的分析，可以綜合衡量企業(yè)的成長和盈利前景。

在圖（3）中，黑色實線是根據(jù)石藥集團(tuán)實際研發(fā)投入和凈資產(chǎn)收益率數(shù)據(jù)指標(biāo)所繪制的實驗擬合曲線;黑色點線圖是用朗之萬方程的蒙特卡羅方法模擬的點所繪制的理論擬合曲線。實驗曲線與理論曲線基本定性吻合。

五、結(jié)論

利用廣義郎之萬計算得出的研發(fā)投入與企業(yè)績效之間的理論曲線，將理論曲線與實驗曲線相比較得出如下結(jié)論。

1. 企業(yè)績效隨著研發(fā)投入的增加并不是單調(diào)增加，而是呈現(xiàn)非線性變化。在某一階段兩者關(guān)系呈現(xiàn)正相關(guān)，某一階段兩者關(guān)系呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。正相關(guān)與負(fù)相關(guān)交替出現(xiàn)，說明企業(yè)研發(fā)投入存在一定的滯后效應(yīng)。

2. 研發(fā)投入與企業(yè)績效之間關(guān)系的理論曲線是應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)非平衡經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的概念，并求解廣義朗之萬方程“計算”得出的，其結(jié)果與研發(fā)投入與企業(yè)績效實際存在數(shù)據(jù)定性吻合，說明非平衡統(tǒng)計理論在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域可反映出一定的客觀規(guī)律，這為應(yīng)用非平衡理論研究復(fù)雜經(jīng)濟(jì)問題提供了新的思路。

3. 實驗曲線與理論曲線未完全重合，表明企業(yè)績效不僅是受到研發(fā)投入唯一指標(biāo)的影響，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的多要素系統(tǒng)，市場形勢瞬息的變化，企業(yè)外部環(huán)境的變化，企業(yè)內(nèi)部資產(chǎn)負(fù)債率的變動，都有可能對企業(yè)的財務(wù)績效產(chǎn)生影響。利用郎之萬方程進(jìn)行方程求解，在此過程中產(chǎn)生的計算誤差也是造成曲線不能完全吻合的原因之一。

4. 企業(yè)持續(xù)不斷的增加研發(fā)投入以及長期注重創(chuàng)新能力提高，那么企業(yè)績效及發(fā)展的總體趨勢是良性向好的。當(dāng)兩者關(guān)系出現(xiàn)負(fù)相關(guān)的時候，企業(yè)應(yīng)繼續(xù)保持研發(fā)投入的高位運(yùn)行，以克服滯后效應(yīng)的影響，促使企業(yè)良性發(fā)展。

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