基于主成分分析的沈陽市支柱產業比較研究

[摘 要]在對沈陽市支柱產業現狀分析的基礎上，運用主成分分析方法對沈陽市八大支柱產業進行深入分析和研究，以期為沈陽市選擇優先發展產業、重點扶持產業、穩定發展產業以及逐漸淘汰產業提供客觀依據，從而為政府制定相關政策、企業確立發展戰略、其他機構采取相應措施提供支撐和參考。

[關鍵詞] 支柱產業 主成分分析 產業結構

一、沈陽市支柱產業發展現狀

沈陽作為老工業基地，經過半個多世紀的建設和改造，形成了門類齊全的綜合性工業體系。在全國164個工業產業門類中，沈陽就有142個，占86.6%。目前，沈陽市已經將機械裝備、汽車及零部件、醫藥化工、黑色金屬冶煉及壓延、有色金屬冶煉及壓延、農副產品加工、航空航天、電子信息八個產業作為支柱產業。2007年，八大支柱產業完成產值3901億元，占全市規模以上工業產值的81.5%，實現工業增加值1100億元，拉動全市工業增長36.5個百分點，支撐帶動作用突出。汽車及零部件產業增幅居八個產業之首，增幅接近1倍;裝備制造業增長超過50%。沈陽工業整體規模和水平大幅提升，工業集中度日趨合理。但未來沈陽產業結構如何調整，如何提高資源利用效率，降低能耗，發展輻射帶動作用大的產業需要我們認真思考和深入分析。

二、沈陽市支柱產業主成分分析

1.主成分分析數學模型

主成分分析的原理是設法將原來眾多具有一定相關性(比如P個指標)，重新組合成一組新的互相無關的綜合指標來代替原來的指標。其數學模型如下:

其中為X的協方差陣的特征值對應的特征向量， 是原始變量經過標準化處理的值。

為相關系數矩陣，是相應的特征值和單位特征向量，。

2.主成分分析判定

根據支柱產業的選擇基準、選擇標準以及支柱產業的選擇原則(自然資源優勢、比較優勢原則、市場需求原則、產業關聯原則、規模經濟原則和經濟社會效益原則六大原則)，結合沈陽市優勢產業的實際情況，根據沈陽市統計年鑒中的數據，本文選取了支柱產業必須具備的經濟可觀測變量指標作為沈陽市支柱產業評價的支撐指標。它們依次為工業增加值(y1)、工業增加值率(y2)、就業人員數(y3)、影響力系數(y4)、感應度系數(y5)、綜合能耗(y6)、研究開發費(y7)、近三年產業發展速度(y8)。如表1所示:

由于選取的指標變量單位不同，先對其進行標準化處理后，得到相關系數矩陣，進而求出其初始特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率。然后抽取主成分，利用最大方差法正交旋轉得到成份載荷矩陣。從而求出各主成分得分及綜合得分分別如表2、表3和表4所示:

表2 特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率統計表

成 份初始特征值方差貢獻率累計貢獻率

13.62045.24845.248

21.59519.93465.182

31.44118.01283.194

40.7359.18992.383

50.4275.34097.722

60.1782.22799.949

70.0040.051100.000

82.878E-163.597E-15100.000

表3 初始成份載荷矩陣

成份

123

工業增加值0.964-0.045-0.034

工業增加值率0.136-0.1220.950

從業人員數0.9800.013-0.110

影響力系數-0.4700.655-0.385

感應度系數0.0830.8760.447

能耗水平0.6860.593-0.006

研究開發費0.819-0.030-0.378

產業發展速度0.585-0.1710.183

由表2可以看出，前三個主成分的累積方差貢獻率為83.194%，一般來說，累計方差貢獻率在80%以上，選取的主成分就可以解釋所有指標變量。故表3因子載荷矩陣中，提取了前三個主成分，從中可以看出，成分1在工業增加值、從業人員數、研究開發費、能耗水平及產業發展速度上的載荷能力較大，而成分2在影響力系數及感應度系數上有較大的載荷能力，成分3在工業增加值率上載荷能力較強。提取的這三個主成分可以解釋所有的指標變量。由表2及表3中的數據，根據主成分分析模型可以得出沈陽市八大支柱產業的主成分分析表達式，如下所示:

將表1中的數據進行標準化處理后，根據以上主成分表達式可以得到各個主成分的得分。綜合得分由公式 可以得出。如表4所示:

表4 主成分得分統計表

成分1得分成分2得分成分3得分綜合得分排 名

機械裝備制造業4.2380.3015-0.48512.27211

汽車及零部件制造業-0.2745-0.6519-0.9175-0.50416

醫藥化工業0.37042.06030.69160.84482

電子信息業-0.4898-1.75821.1653-0.43545

農副產品加工業0.6044-1.40400.80160.16583

黑色金屬冶煉及壓延加工業-1.81440.75330.7980-0.63367

有色金屬冶煉及壓延加工業-1.08570.86460.3480-0.30804

航空航天業-1.4650-0.1651-2.4016-1.35638

3.結論分析

沈陽市機械裝備制造業的綜合得分最高，為2.2721，說明其綜合競爭力最強，符合沈陽市“工業立市”的戰略決策方向。其成分1得分也位于八大優勢產業之首，相對于其他優勢產業來說，機械裝備制造業在工業增加值上優于其他優勢產業，它對就業的拉動作用也是各個優勢產業之首，其研發投入及近三年的產業發展速度都位于沈陽市八大優勢產業之最。醫藥化工業的綜合得分僅次于機械裝備制造業，為0.8448，從各個主成分得分中可以看出，其成分2得分高于其他優勢產業，說明其有較強的產業關聯度，對其它產業的發展起著較大的推動作用。這符合醫藥化工業尤其是其中的醫藥類企業大多是高新技術產業特點，屬于關聯度較強的資金和技術密集型產業。但其能源消耗較大，對就業的拉動也劣于機械裝備制造業。農副產品加工業的綜合得分為0.1658，在各個主成分得分中，其成分1得分僅次于機械裝備制造業，因為其在工業增加值及就業人數上都優于其他六大優勢產業，農副產品加工業較強的產業發展能力使其成為沈陽市第二支柱產業，但相對能源消耗較大，產業關聯度也較弱。從有色金屬產業的成分1及成分2得分中可以看出其產業關聯度及工業增加值率相對較強，處在中上游水平。但沈陽市有色金屬冶煉及壓延加工業整體處在工業行業水平之下，尤其是在科技投入方面嚴重不足，導致整體水平偏下。電子信息業目前處在整個工業行業水平之下，沈陽市信息業進入“十五”期間，由于原材料成本上升、部分行業步入周期性低谷以及企業消化多余庫存等多方面原因，信息產業曾一度陷入困境，發展緩慢。沈陽市汽車及零部件制造業的綜合得分為-0.5041，處在整個工業行業水平之下。其各個主成分得分也均為負值，成分1得分為-0.2745，從中可以看出，雖然得分為負值，其工業增加值相對其他優勢產業實現較多，近三年產業發展速度也相對較快，在這個以汽車為支柱產業的社會經濟體系中，要繼續保持及發展汽車及汽車相關產業對于地方區域經濟的持久拉動、以及它對城市進步的積極有利的影響。

黑色金屬冶煉及壓延加工業的綜合得分為-0.6336，但其成分2得分及成分3得分均位于中上游水平，這說明黑色金屬冶煉及壓延加工業有較強的產業關聯效應，工業增加值率也高于其他優勢產業，但其成分1得分最低，主要源于黑色金屬冶煉及壓延加工業科技投入嚴重不足，近三年產業發展速度相對較慢，對就業的拉動作用也不強引起的。

目前沈陽市航空航天業的綜合得分最低，為-1.3563，與汽車零部件制造業一樣，各個主成分得分均為負值，其中成分3得分最低，為-2.4016，主要原因是航空航天業的工業增加值率在各個優勢產業中最低，而在產業關聯度方面，感應度系數也與汽車零部件制造業一樣都劣于其他優勢產業，這就不容易受到其它產業部分的影響，其成分1得分也處在中下游水平，這主要源于其工業增加值及近三年的發展速度相對其他優勢產業都為最低，但航空航天業的能源消耗明顯高于其他產業。

主成分分析方法的意義在于:綜合得分為正，說明該行業處在整個工業行業水平之上，應當作為本區域優勢產業繼續發展;綜合得分為負，則表明該行業處于支柱產業平均水平之下，應進一步加大對其扶持力度，如在政策上給予該行業鼓勵，稅收上給予一定的減免優惠等。但得分為負并不是說該產業一定處于整個國民經濟各行業平均水平之下，相對于非支柱產業可能還處于強勢地位。因此應綜合各方面因素包括未來發展空間、發展潛力等綜合分析決策，采取有針對性的措施促進其快速、穩定協調發展。基于該分析方法的得分，可以為沈陽市相關部門的決策提供理論依據。

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