基于三階段DEA模型的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率評(píng)價(jià)

張振揚(yáng)

（韓國(guó)國(guó)立釜慶大學(xué)技術(shù)經(jīng)營(yíng)專門大學(xué)院，韓國(guó)釜山 48513）

引 言

當(dāng)前，新一輪科技革命對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響不斷深化，創(chuàng)新要素、資源和金融服務(wù)等在全球范圍內(nèi)加速流動(dòng)，科技創(chuàng)新能力已成為衡量國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)科技創(chuàng)新發(fā)展面臨著諸多方面的挑戰(zhàn)和制約，我國(guó)的R＆D經(jīng)費(fèi)總額已經(jīng)居世界第2位，R＆D人員總量居世界第1位，國(guó)家綜合創(chuàng)新指數(shù)居世界第17位，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距逐漸縮小，但同時(shí)我國(guó)人均自然資源占有量不到世界平均水平的一半，能耗水平是世界平均水平的3～4倍，減少自然資源消耗、提高工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)新效率顯得十分重要，在此背景下研究工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率對(duì)我國(guó)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、推進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 文獻(xiàn)綜述

目前國(guó)內(nèi)針對(duì)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率進(jìn)行了大量的研究，趙惠芳等［1］利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法對(duì)我國(guó)東、中、西部的創(chuàng)新效率差異進(jìn)行了研究，分析了各地區(qū)形成差異的影響因素；潘雄鋒和劉鳳朝［2］采用隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)模型對(duì)1996～2006年間我國(guó)的工業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明我國(guó)工業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率呈現(xiàn)逐步上升趨勢(shì)，區(qū)域間效率差距逐步減??；許敏和謝玲玲［3］運(yùn)用DEA方法對(duì)我國(guó)各地區(qū)大中型工業(yè)企業(yè)的科技創(chuàng)新效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示我國(guó)大部分地區(qū)創(chuàng)新效率處于相對(duì)較低的水平，東、中、西部地區(qū)之間存在顯著差異；羅良文和梁圣蓉［4］從兩階段創(chuàng)新價(jià)值鏈出發(fā)，考慮了環(huán)境因素對(duì)創(chuàng)新效率的影響，構(gòu)建了中國(guó)工業(yè)企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率評(píng)價(jià)體系，結(jié)果顯示中國(guó)工業(yè)企業(yè)的綠色創(chuàng)新效率整體水平還比較低，其中純技術(shù)效率是影響整體效率低下的主要因素；余泳澤等［5］對(duì)13個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)，指出高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化兩個(gè)階段的效率都比較低，主要是由純技術(shù)效率造成的。通過(guò)對(duì)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率研究梳理發(fā)現(xiàn)，目前大部分學(xué)者的研究視角都是在宏觀層面上進(jìn)行討論和分析，同時(shí)針對(duì)各地方存在的效率差異研究方面未考慮到環(huán)境因素的影響。當(dāng)前我國(guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平、教育程度和科技基礎(chǔ)等各方面差異性較大，各省市內(nèi)在實(shí)施科技創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程中所面臨實(shí)際問(wèn)題不盡相同。因此，本文結(jié)合我國(guó)各地區(qū)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展投入、產(chǎn)出以及環(huán)境因素的影響，建立包括投入、產(chǎn)出和環(huán)境因素在內(nèi)的DEA模型，能夠更為全面地反映出工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的相對(duì)效率，深入探究各地區(qū)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率存在差異的原因，并提出提高其發(fā)展效率的建議，為工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新的高效發(fā)展提供一定參考。

2 模型構(gòu)建

2.1 工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率評(píng)價(jià)體系建立

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建遵循科學(xué)性、適應(yīng)性、可行性和可比性原則。各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取要能夠客觀反映工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的投入和產(chǎn)出的實(shí)際情況，依據(jù)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的特點(diǎn)，兼顧數(shù)據(jù)的合理性和可靠性，結(jié)合王義新、白俊紅、郭淡泊［6－9］等的研究成果，選取具有代表性的11個(gè)指標(biāo)，其中表征工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新投入指標(biāo)4個(gè)，產(chǎn)出指標(biāo)3個(gè)，環(huán)境指標(biāo)4個(gè)，具體工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。

表1 工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

投入指標(biāo)包括人力投入和資金投入。選擇工業(yè)企業(yè)R＆D人員和工業(yè)企業(yè)R＆D人員全時(shí)當(dāng)量作為人力投入指標(biāo)，這兩項(xiàng)指標(biāo)代表著科技創(chuàng)新發(fā)展的人員投入，指標(biāo)越大表明對(duì)科技創(chuàng)新發(fā)展的重視程度越高。選擇工業(yè)企業(yè)R＆D經(jīng)費(fèi)支出和新品開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)支出作為資金投入指標(biāo)，經(jīng)費(fèi)的支出作為資金投入的重要考量，用于衡量工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新的發(fā)展前景。

產(chǎn)出指標(biāo)包括技術(shù)產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。選擇工業(yè)企業(yè)申請(qǐng)專利數(shù)量作為技術(shù)產(chǎn)出指標(biāo)，該指標(biāo)能夠較全面的反映發(fā)明和創(chuàng)新信息，在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、技術(shù)改造等方面有重要作用。工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的最終成果是創(chuàng)造價(jià)值，為整個(gè)社會(huì)增加財(cái)富，所以選擇技術(shù)市場(chǎng)成交額和新產(chǎn)品銷售收入作為衡量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的指標(biāo)。

環(huán)境指標(biāo)包括經(jīng)濟(jì)影響、政策影響和科研基礎(chǔ)。人均GDP體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，同時(shí)也與科技創(chuàng)新發(fā)展程度相互作用，促進(jìn)科技發(fā)展的創(chuàng)新性和先進(jìn)性［10］，選取人均GDP作為衡量經(jīng)濟(jì)影響的環(huán)境指標(biāo)。地方財(cái)政科學(xué)技術(shù)支出的占比體現(xiàn)了政府對(duì)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的重視程度。有R＆D活動(dòng)的企業(yè)數(shù)量體現(xiàn)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新的發(fā)展基礎(chǔ)，R＆D活動(dòng)的企業(yè)數(shù)越多，開(kāi)展的R＆D活動(dòng)越廣泛、越深入。

2.2 DEA評(píng)價(jià)模型建立

DEA（即數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法）是由Charnels等在1978年提出的一種測(cè)度綜合效率常用的方法，廣泛應(yīng)用于對(duì)多投入和多產(chǎn)出情況下決策單元間的相對(duì)有效性評(píng)價(jià)［11］。傳統(tǒng)DEA模型沒(méi)有考慮環(huán)境因素和隨機(jī)噪聲對(duì)決策單元效率評(píng)價(jià)產(chǎn)生的影響，F(xiàn)ried等將環(huán)境因素和隨機(jī)噪聲引入DEA模型，提出了三階段DEA模型。鑒于工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率涉及多投入和多產(chǎn)出，而且受環(huán)境因素的影響，因此本文采用DEA模型對(duì)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

第一階段：對(duì)原始數(shù)據(jù)中的投入產(chǎn)出變量利用DEA效率進(jìn)行測(cè)算。根據(jù)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率的特點(diǎn)，本文選擇假定規(guī)模報(bào)酬可變。利用DEA模型計(jì)算的效率值為綜合技術(shù)效率，表達(dá)式見(jiàn)式 （1）：

式中：SE表示規(guī)模效率，PTE表示純技術(shù)效率。

第二階段：利用SFA回歸模型對(duì)投入的松弛變量進(jìn)行分析。本文以投入為導(dǎo)向，識(shí)別出環(huán)境因素、隨機(jī)干擾項(xiàng)及管理無(wú)效率的影響，以此作為第三階段的測(cè)算基礎(chǔ)，SFA回歸函數(shù)表達(dá)見(jiàn)式 （2）：

式中：Sni為第i個(gè)決策單元第n項(xiàng)投入松弛變量；Zi為環(huán)境變量，βn為環(huán)境變量系數(shù)；f（Zi；βn）為環(huán)境變量對(duì)投入冗余的影響，νni為隨機(jī)干擾項(xiàng)，μni為管理無(wú)效率項(xiàng)；νni＋μni為混合誤差項(xiàng)。

調(diào)整之后的投入計(jì)算見(jiàn)式 （3）：

3 實(shí)證研究

本文以我國(guó)30個(gè)地區(qū) （考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，不包括西藏和港澳臺(tái)地區(qū)）為研究對(duì)象，采用2018年數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)各地區(qū)的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展情況進(jìn)行實(shí)證研究，并對(duì)各地區(qū)的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率進(jìn)行了對(duì)比分析，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、 《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各省市統(tǒng)計(jì)局公布的權(quán)威數(shù)據(jù)。

3.1 傳統(tǒng)DEA模型實(shí)證結(jié)果

利用DEA軟件對(duì)我國(guó)30個(gè)省市的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率的投入產(chǎn)出指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如表2所示。

在沒(méi)有考慮環(huán)境因素和隨機(jī)變量影響的情況下，2018年我國(guó)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展綜合效率的均值為0.845，純技術(shù)效率的均值為0.890，規(guī)模效率的均值為0.95。從科技創(chuàng)新發(fā)展綜合效率來(lái)看，北京、天津、吉林、上海、安徽、廣西、青海、寧夏和新疆這9個(gè)省市都是1，處于整體效率前沿面，占30%的比例，說(shuō)明這些地區(qū)的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新的投入與產(chǎn)出處于相對(duì)均衡狀態(tài)，其發(fā)展過(guò)程中的資源配置較為科學(xué)合理。從規(guī)模報(bào)酬來(lái)看，北京、天津、吉林、上海、安徽、廣西、青海、寧夏和新疆9個(gè)省市處于規(guī)模收益平衡階段，江西、海南、云南這3個(gè)省份處于規(guī)模收益遞增階段，其他18個(gè)省市處于規(guī)模收益遞減階段。

3.2 調(diào)整后DEA模型實(shí)證結(jié)果

由于各地區(qū)存在環(huán)境變量和隨機(jī)變量的差異會(huì)導(dǎo)致分析偏差，因此需要調(diào)整原評(píng)價(jià)指標(biāo)中的投入變量，排除環(huán)境變量影響，使各個(gè)省市處于相同的評(píng)價(jià)條件，得到真實(shí)的效率評(píng)價(jià)結(jié)果，調(diào)整后的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以看到，剔除環(huán)境變量和隨機(jī)因素的影響之后，2018年我國(guó)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新的綜合效率均值從0.845下降至0.716，純技術(shù)效率的均值從0.890下降至0.856，規(guī)模效率的均值從0.950下降至0.842。

表2 傳統(tǒng)DEA模型實(shí)證結(jié)果

從綜合效率和純技術(shù)效率來(lái)看，去掉環(huán)境影響之后各個(gè)省市的差異更大，最大相差7倍以上。從綜合效率來(lái)看，處于科技創(chuàng)新發(fā)展中綜合效率前沿面的地區(qū)由9個(gè)下降到6個(gè)，北京、吉林、上海、安徽4個(gè)省市保持不變，新增了廣東和江蘇2個(gè)省份。從各省市來(lái)看，第三階段科技創(chuàng)新發(fā)展綜合效率較第一階段下降的有天津、河北、山西等24個(gè)省市，說(shuō)明這些省市先前較高的綜合效率值與這些省市所處的環(huán)境存在密切的關(guān)系，但是由于技術(shù)管理水平不夠高，導(dǎo)致在去除環(huán)境影響之后出現(xiàn)綜合效率下降的情況，而江蘇、浙江、廣東、遼寧、山東、重慶6個(gè)省市的第三階段科技創(chuàng)新發(fā)展綜合效率較第一階段有所提高，說(shuō)明這些省市之前的綜合效率低是由于外部環(huán)境造成的，而他們的管理水平較高。

表3 調(diào)整后DEA模型實(shí)證結(jié)果

將純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別以平均值0.856和0.842為臨界值，按照純技術(shù)效率和規(guī)模效率與均值進(jìn)行比較，可將各省市的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率劃分為4類，如表4所示。

表4 各省市純技術(shù)效率和規(guī)模效率分類

第Ⅰ類為純技術(shù)效率和規(guī)模效率均在臨界值上的省市，有北京、上海、廣東等16個(gè)省市，這類省市的需要繼續(xù)保持當(dāng)前的狀態(tài)；第Ⅱ類為純技術(shù)效率較低而規(guī)模效率高的省市，有內(nèi)蒙古、海南、甘肅、青海4個(gè)省市，其純技術(shù)效率都位于平均值以下，需要在今后的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程中加強(qiáng)技術(shù)管理水平；第Ⅲ類為純技術(shù)效率與規(guī)模效率都位于臨界值以下的省市，有山西和陜西2個(gè)省份，其純技術(shù)效率與規(guī)模效率都有很大的提升空間，要注重技術(shù)管理水平的提升，同時(shí)也要注意工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大；第Ⅳ類為規(guī)模效率低但是純技術(shù)效率較高的省市，有河北、遼寧等8個(gè)省市，這些省市的改進(jìn)方向主要集中在科技創(chuàng)新規(guī)模上，要積極擴(kuò)大科技創(chuàng)新規(guī)模，實(shí)現(xiàn)科技資源的集中配置和優(yōu)化管理。

4 結(jié) 論

開(kāi)展工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率評(píng)價(jià)，優(yōu)化科技創(chuàng)新發(fā)展投入產(chǎn)出效率，改善科技創(chuàng)新發(fā)展環(huán)境，對(duì)提升工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展水平有著重要的意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的特點(diǎn)，構(gòu)建了工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率評(píng)價(jià)體系，利用三階段DEA模型對(duì)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示我國(guó)各省市的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率平均值相對(duì)較低，而且呈現(xiàn)出兩極分化的現(xiàn)象，未來(lái)需要著重對(duì)影響創(chuàng)新發(fā)展效率的各因素采取有針對(duì)性的措施，以全面提升我國(guó)工業(yè)企業(yè)的科技創(chuàng)新水平。

結(jié)合我國(guó)30個(gè)省市的工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率研究，為了提升我國(guó)的科技創(chuàng)新發(fā)展水平，未來(lái)各省市可以在以下方面進(jìn)行改善：

（1）北京、吉林、上海、安徽4個(gè)省市的整體工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率最高，未來(lái)需要繼續(xù)加強(qiáng)政府的支持力度，不斷優(yōu)化改善投資環(huán)境，保持對(duì)科技創(chuàng)新發(fā)展的人力、物力投入，穩(wěn)定科技創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，努力帶動(dòng)和輻射周邊省市。

（2）江蘇、浙江、廣東、遼寧、山東、重慶6個(gè)省市在去除環(huán)境影響因素之后，工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率有所提升，需要繼續(xù)保持其較高的管理水平，積極改善不利的環(huán)境，各省市的創(chuàng)新發(fā)展經(jīng)費(fèi)投入管理機(jī)構(gòu)應(yīng)加大對(duì)高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的科研經(jīng)費(fèi)投入，在原有的基礎(chǔ)上，持續(xù)完善經(jīng)費(fèi)投入制度，增加人員和經(jīng)費(fèi)的支持力度，打造良好的科技創(chuàng)新發(fā)展環(huán)境。

（3）河北、山西、內(nèi)蒙古等其他省市由于其整體工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率相對(duì)較低，為了提升其綜合效率需要提升技術(shù)管理水平和擴(kuò)大發(fā)展規(guī)模，加大工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的程度，增加投入以及合理優(yōu)化資源配置，推動(dòng)整體平衡發(fā)展，同時(shí)發(fā)揮政府的積極引導(dǎo)作用，加強(qiáng)對(duì)于科研資金投入的合理使用監(jiān)管，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展效率協(xié)同增長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展效率全面提升。