區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力的指標(biāo)篩選及評價(jià)研究

摘要:以區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵及構(gòu)成要素為基礎(chǔ)，構(gòu)造覆蓋面較廣的指標(biāo)體系，通過相關(guān)性分析，保留各子系統(tǒng)內(nèi)比較相關(guān)的指標(biāo)，構(gòu)建區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力綜合評價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用主成分分析法計(jì)算各子系統(tǒng)的評價(jià)指數(shù)，同時(shí)利用熵值法確定各子系統(tǒng)的權(quán)重，從而得出區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新的綜合指數(shù)。對泰安市2004—2008年的區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力情況進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果顯示，泰安市區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。

關(guān)鍵詞:主成分分析法;熵值法;區(qū)域科技創(chuàng)新;創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào):F22文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)30-0136-04

引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的加快，區(qū)域經(jīng)濟(jì)日益直接參與全球競爭，區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力逐漸成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和獲取國際競爭優(yōu)勢的決定性因素。在此背景下，建立一套科學(xué)的指標(biāo)體系全面評估某地區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新能力，對于了解該地區(qū)的區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新體系的發(fā)展?fàn)顩r，具有十分重要的意義。

目前對于區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力的評價(jià)方法以主成分分析[1]最為常見，事實(shí)上，并非任意的指標(biāo)都適合作主成分分析，當(dāng)各指標(biāo)相關(guān)矩陣中大部分相關(guān)系數(shù)都小于0.3的話，則不適合作主成分分析[2]，所以可以此為標(biāo)準(zhǔn)篩選初始指標(biāo)，構(gòu)建最終區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新評價(jià)指標(biāo)體系;而且如果構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系中只含有一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，可以選取其中的幾個(gè)主成分，以其方差貢獻(xiàn)率來確定各主成分的權(quán)重，從而得出整個(gè)系統(tǒng)的評價(jià)，而當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)子系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)子系統(tǒng)的權(quán)重確定則成為問題的焦點(diǎn)。所以，從區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力的內(nèi)涵和構(gòu)成要素出發(fā)，借鑒前期的研究成果[3～5]，構(gòu)建初始評價(jià)指標(biāo)體系，對每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)，保留比較相關(guān)的指標(biāo)，從而構(gòu)建區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新評價(jià)指標(biāo)體系;然后建立主成分—熵值法的評價(jià)模型，得出各年度的區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)指數(shù)。最后對泰安市2004—2008年的區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行了實(shí)證研究。

一、區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

(一)區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)初始指標(biāo)體系的構(gòu)建

本文從區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力的內(nèi)涵和構(gòu)成要素出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)性、可操作性、有效性、可比性、動(dòng)態(tài)連續(xù)性等基本原則，從技術(shù)創(chuàng)新投入能力、產(chǎn)出能力、擴(kuò)散能力、支撐能力四個(gè)系統(tǒng)出發(fā)構(gòu)造了一個(gè)初始的覆蓋面較廣的評價(jià)體系[4]。初始的指標(biāo)體系共包括41個(gè)評價(jià)指標(biāo)。

1.技術(shù)創(chuàng)新投入能力指標(biāo)主要包括人力、財(cái)力以及創(chuàng)新載體投入等，人力投入選取了從事科技活動(dòng)人員總數(shù)、從事科技活動(dòng)中科學(xué)家和工程師比重、從事RD活動(dòng)人員占總體科技人員比例、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)中全時(shí)人員比重等4個(gè)指標(biāo);財(cái)力投入包含科學(xué)技術(shù)支出占地方財(cái)政的比重、RD支出占全部科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)比重、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)科學(xué)活動(dòng)經(jīng)費(fèi)支出占GDP比重、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造經(jīng)費(fèi)支出、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)技術(shù)引進(jìn)經(jīng)費(fèi)支出、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)費(fèi)支出等6個(gè)指標(biāo);創(chuàng)新載體選取科研活動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)、科技園區(qū)數(shù)量、科技中介機(jī)構(gòu)數(shù)、高新技術(shù)企業(yè)數(shù)量、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)全部科技項(xiàng)目數(shù)、國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高技術(shù)企業(yè)數(shù)量等6個(gè)指標(biāo)。

2.技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出能力主要反映了區(qū)域的技術(shù)創(chuàng)新最終表現(xiàn)為對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)和創(chuàng)新活動(dòng)所取得的主要研究成果的能力，從新產(chǎn)品產(chǎn)出、科技成果產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)增長三個(gè)方面選取了11個(gè)評價(jià)指標(biāo)反映區(qū)域技術(shù)產(chǎn)出能力。反映新產(chǎn)品產(chǎn)出的指標(biāo)為規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品銷售收入、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品產(chǎn)值以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占全部工業(yè)總產(chǎn)值的比重;科技成果產(chǎn)出包含授權(quán)發(fā)明專利數(shù)以及獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)科技成果數(shù)目;經(jīng)濟(jì)增長選取的指標(biāo)為:工業(yè)企業(yè)增加值、工業(yè)企業(yè)全員勞動(dòng)生產(chǎn)率、第三產(chǎn)業(yè)比重、人均GDP、萬元GDP能耗以及萬元GDP取水量。

3.技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散能力主要是指新技術(shù)、新工藝在各創(chuàng)新主體內(nèi)流動(dòng)的能力，是反映區(qū)域?qū)⒖萍嫁D(zhuǎn)化為創(chuàng)新能力的重要標(biāo)志，從科技合作和技術(shù)引進(jìn)消化吸收技術(shù)兩個(gè)方面選取了7個(gè)指標(biāo)來反映區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散能力?？萍己献鬟x取的指標(biāo)為實(shí)際利用外資額、來自企業(yè)的研究開發(fā)資金以及對研究院所及高校的科研活動(dòng)經(jīng)費(fèi)支出;技術(shù)引進(jìn)消化吸收技術(shù)包含引進(jìn)國外技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出、購買國內(nèi)技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出、引進(jìn)技術(shù)消化吸收經(jīng)費(fèi)支出以及合同引進(jìn)項(xiàng)目總投資等4項(xiàng)指標(biāo)。

4.技術(shù)創(chuàng)新支撐能力也就是區(qū)域的科技創(chuàng)新環(huán)境，它對區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新有著基礎(chǔ)保障和支撐作用，間接地影響到區(qū)域的創(chuàng)新要素的積聚和投入產(chǎn)出能力，從金融環(huán)境和教育環(huán)境兩個(gè)方面選取了7個(gè)指標(biāo)來反映區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新支撐能力。金融環(huán)境選取的指標(biāo)為政府部門對規(guī)模以上企業(yè)的科技活動(dòng)資金支持、金融機(jī)構(gòu)貸款以及技術(shù)改造貸款;教育環(huán)境包含的指標(biāo)為高等學(xué)校專任教師數(shù)量、教育經(jīng)費(fèi)、人均教育經(jīng)費(fèi)以及在校大中專學(xué)生人數(shù)。

(二)區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)指標(biāo)的篩選

1.專家篩選。在初始評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建后，以調(diào)查問卷的方式，由科技局、統(tǒng)計(jì)局以及高新開發(fā)區(qū)的專家對指標(biāo)進(jìn)行了篩選[3]。經(jīng)過篩選，共剔除了規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造經(jīng)費(fèi)支出、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)技術(shù)引進(jìn)經(jīng)費(fèi)支出、科技園區(qū)數(shù)量、科技中介機(jī)構(gòu)數(shù)、高新技術(shù)企業(yè)數(shù)量、萬元GDP取水量及教育經(jīng)費(fèi)等7個(gè)指標(biāo)。

2.指標(biāo)的相關(guān)性分析。經(jīng)過專家篩選后，保留的指標(biāo)數(shù)量還是偏多，而且由于要選取主成分分析法進(jìn)行評價(jià)，因此，有必要對專家篩選后的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，如果某指標(biāo)與本系統(tǒng)中一半以上的指標(biāo)相關(guān)系數(shù)均低于0.3的話，則去掉該項(xiàng)指標(biāo)。經(jīng)過相關(guān)性分析后，從事科技活動(dòng)中科學(xué)家和工程師比重、從事RD活動(dòng)人員占總體科技人員比例、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)中全時(shí)人員比重、RD支出占全部科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)比重、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)科學(xué)活動(dòng)經(jīng)費(fèi)支出占GDP比重、國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高技術(shù)企業(yè)數(shù)量、獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)科技成果數(shù)目、第三產(chǎn)業(yè)比重、萬元GDP能耗、引進(jìn)國外技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出、引進(jìn)消化吸收經(jīng)費(fèi)支出、在校大中專學(xué)生人數(shù)等12指標(biāo)被剔除。

3.區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建。在經(jīng)過專家篩選和相關(guān)性分析以后，由精簡后的指標(biāo)構(gòu)成區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新的評價(jià)指標(biāo)體系(見表1)。

二、區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力的主成分—熵值法評價(jià)模型

為了使評價(jià)結(jié)果客觀可信，本文采取主成分分析—熵值法來計(jì)算區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力指數(shù)。首先通過主成分分析法[5]計(jì)算各子系統(tǒng)的評價(jià)指數(shù)，然后采用熵值法[6]求出各子系統(tǒng)的權(quán)重，從而得出綜合評價(jià)。

若選取n年，m個(gè)指標(biāo)，則xij為第i年的第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值(i=1，2，…，n;j=1，2，…，m)，則

1.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。采用Z—score法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化yij=，其中xi與σi分別為第j個(gè)指標(biāo)的樣本均值和標(biāo)準(zhǔn)差，yij為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)。這也是在SPSS軟件中是默認(rèn)的方法。

2.對于矩陣Y={yij}m×n，計(jì)算其相關(guān)系數(shù)矩陣，并求特征值和特征向量，計(jì)算方差貢獻(xiàn)率。

3.確定主成分的個(gè)數(shù)，選取在全部特征值中的累積方差貢獻(xiàn)率≥85%的前l(fā)個(gè)主成分，將后面其他的主成分舍棄。

4.計(jì)算每個(gè)子系統(tǒng)的得分。將指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值加權(quán)平均可得主成分的數(shù)值，然后l個(gè)主成分的加權(quán)可以得出每個(gè)子系統(tǒng)的評價(jià)指數(shù)XK(k=1，…，4)。

5.數(shù)據(jù)非負(fù)化。對數(shù)據(jù)作平移y′ ij=yij+3，并計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重pij=(0≤pij≤1)。

6.計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵值ej和dj信息效用值:

ej=-kpijln(pij)，其中，k=，dj=1-ej。

7.將子系統(tǒng)中所有指標(biāo)的信息效用值求和，得到DK，從而得出各子系統(tǒng)的權(quán)重wk=。

8.計(jì)算區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力的綜合得分X=wkXk。

三、區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)實(shí)證研究

泰安市區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)的原始數(shù)據(jù)來自泰安市統(tǒng)計(jì)年鑒(2005—2009年)。

(一)基于主成分分析法的子系統(tǒng)評價(jià)

由于各子系統(tǒng)的評價(jià)過程類似，在此以技術(shù)創(chuàng)新投入能力指標(biāo)的評價(jià)過程為例，其余類推。

應(yīng)用SPSS軟件，對技術(shù)創(chuàng)新投入系統(tǒng)進(jìn)行主成分分析，由結(jié)果可知，前兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了94.58%，所以選取前兩個(gè)主成分。同時(shí)計(jì)算其特征向量矩陣，得出兩個(gè)主成分F11、F12評價(jià)值為:

F11=0.443y11+0.443y12+0.465y13+0.392y14+0.488y15

F12=0.257y11+0.496y12+0.417y13+0.715y14+0.041y15

將方差貢獻(xiàn)率歸一化得到其權(quán)重，從而得出第一個(gè)系統(tǒng)的評價(jià)指數(shù)為X1=0.8799F11+0.1201F12。

同樣可得到其他三個(gè)子系統(tǒng)的評價(jià)值，將主成分分析得到的各子系統(tǒng)的評價(jià)得分進(jìn)行匯總，得到表2。

(二)基于熵值法的綜合評價(jià)

首先，得出每個(gè)子系統(tǒng)的信息效用值，然后得出其權(quán)重，從而泰安市區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力指數(shù)為:

X=0.192753X1+0.407748X2+0.183732X3+0.215768X4

經(jīng)計(jì)算得到綜合評價(jià)結(jié)果(如表3、圖1所示)。

(三)評價(jià)結(jié)果分析

由表2可以得出在2004—2008年五年間，泰安市技術(shù)創(chuàng)新投入、產(chǎn)出、擴(kuò)散和支撐能力均呈現(xiàn)出現(xiàn)穩(wěn)中有升的變化趨勢，從而泰安市區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力是不斷增強(qiáng)的(見表3、圖2)。

表32004—2008泰安市區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力綜合指數(shù)

結(jié)論

本文對初始評價(jià)指標(biāo)體系經(jīng)專家篩選，并作相關(guān)性分析，保留比較相關(guān)的指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域創(chuàng)新能力評價(jià)指標(biāo)體系，然后給出了主成份—熵值法的綜合評價(jià)模型，并對泰安市2004—2008年的技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行了實(shí)證分析，評價(jià)結(jié)果顯示，泰安市的技術(shù)創(chuàng)新能力在不斷地提升。

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The Research on Index Seive and Evaluation of the Regional Technology Innovation Ability

ZHANG Xu-ping1，LIU Zhong-wen2，ZHANG Feng2

(1.Basic Department， Shandong University of Science and Technology，Taian 271019，China;

2.College of Economic and Management， Shandong University of Science and Technology， Qingdao 266510，China)

Abstract: The paper established the index system on the basis of the connotation and inscape of the regional technological innovation， and used method of correlation analysis to establish the comprehensive evaluation index system. And the method of correlation analysis will retain some indexes that has relative relationship in each subsystem. Then it used principal component analysis to calculate the index of subsystem in the regional technological innovation， and determinded the weight of each subsystem using the method of entropy， at last calculated the total index of regional technological innovation. Through empirical analyzing the technological innovation ability of Tai an between 2004 and 2008， the paper came to a conclusion that the technological innovation ability of Tai an had a constituent growing trend.

Key words: principal component analysis; entropy method; the region technology innovation ability; innovation ability

[責(zé)任編輯 陳鳳雪]