基于熵權—模糊綜合評判的產業集群自主創新能力評價方法研究

[摘 要]在對產業集群自主創新能力的內涵及其構成進行分析的基礎上，得到了產業集群自主創新能力的評價指標體系。將模糊綜合評判中的主因素突出型、加權平均型和全面制約型三類隸屬度結合起來，構造了符合客觀實際的隸屬函數，從而得到了產業集群自主創新能力綜合評價模型。同時，在確定權重過程中，利用反映指標真實情況的指標熵，結合專家調查，得到兼顧主客觀狀況的評價指標權重，通過實證檢驗證明了此評價方法在產業集群自主創新能力評價中的有效性。

[關鍵詞]產業集群；自主創新能力；熵權；模糊綜合評判

[中圖分類號] F062.9 ［文獻標識碼］ Ａ [文章編號] 1673-0461（2011）12-0071-06

一、引 言

產業集群（industrial cluster）是一種世界性的經濟現象。波特（1998）[1]認為產業集群的競爭優勢的核心在于其低成本和創新能力。隨著微利時代的到來，產業集群所處的環境發生了巨大變化，由機會驅動而創造財富的可能性越來越小，機會競爭正在朝著實力競爭轉變。要保持產業集群的持續競爭優勢，避免產業集群走向沒落，關鍵在于提升產業集群自主創新能力，促進產業集群的不斷升級，而產業集群自主創新能力的評價正是其中關鍵的一環。首先，弄清產業集群自主創新能力的影響因素不僅有利于從理論上加深對產業集群自主創新能力的概念和特點的認識，并且有利于在實踐中更好的掌握調控產業集群自主創新能力的關鍵因素，同時，科學、客觀地評價產業集群的自主創新能力，從中尋找提高，增強和培育集群自主創新能力的途徑和方法，是一項具有重要理論價值和現實指導意義的工作。

現在有關產業集群創新方面的研究成果很

多[2][3][4][5][6][7][8]，同時，區域創新能力評價也有諸多研究[9][10][11][12][13][14][15]；但是針對產業集群自主創新能力評價方面的研究成果還比不多。古家軍（2008）和徐道宣（2007）分別應用傳統的層次分析法（AHP）與灰色系統理論，結合具體實例，實現了對產業集群創新能力的評價[16][17]，而趙強（2006）則結合AHP和灰色系統理論，建立了產業集群創新環境的灰色層次綜合評判模型[18]。但是其研究中主要存在的問題在于對指標權重的處理過于主觀，完全依賴基于主觀的專家打分。胡蓓（2009）應用BP神經網絡理論，以實例驗證了其在產業集群創新能力評價中的有效性[19]，但是此評價模型是“黑箱”系統，評價的結果難以解釋。劉鳳朝（2005）運用集對分析法評價了我國八大經濟區的自主創新能力[10]。雖然此文中提到了權值應該反映主觀和客觀兩方面的情況，但是其仍然采取了聘請專家來構造權重。支軍（2007）重點圍繞企業創新能力，結合網絡創新能力和創新環境構建了自主創新能力測度指標體系，提出了企業創新能力是自主創新能力的核心內容的觀點，并體現在自主創新能力測度理論和評價指標體系中[20]。

縱觀已有研究，我們發現在產業集群自主創新能力評價中，目前主要存在兩類問題，一類是對于評價體系中的各個指標之間的權重的確定過于主觀，不夠科學合理，直接影響了評價的準確性，如文獻[16]、[17]、[18]等；一類是評價方法過于復雜，解釋性較差，難以推廣和擴展，如文獻[19]等。在實績評價過程中，應該力圖兼顧上述兩類問題。本文所要研究的基于熵權—模糊綜合評判的產業集群自主創新能力評價方法，就是立足于產業集群自主創新能力這個評價對象中的某些因素是模糊的這一實際情況，在確定模糊隸屬度的時候，考慮到了多種不同的情況，將主因素突出型、加權平均型和全面制約型三種隸屬度類型結合起來，構造了符合客觀實際的隸屬函數。同時，在評價指標權重的確定中，將專家調查與指標熵結合起來，使得其權重同時具有一定的主觀性和客觀性，能夠很好地反映不同產業集群的特點，進而使得評價的結果更加準確。

二、產業集群自主創新能力的內涵及指標體系構成

1. 產業集群自主創新能力的內涵

一般而言，自主創新是創新主體依靠自身力量實現科技突破，支撐和引領經濟社會發展，保障國家安全的活動，它是一個綜合性的概念，對應著不同實現主體，又有不同的內涵。針對產業集群這個層面，可將產業集群自主創新能力定義為：產業集群的主體—企業依賴自身的創造性力量，在充分利用產業集群網絡資源的基礎上，提高產業集群整體的科技原始性創新能力、集成創新能力和引進消化吸收能力的總和。這種能力致使產業集群擁有一批自主知識產權的科技成果，并最終完成科技成果的商品化等成就[21][22][23]。

從某種角度而言，產業集群自主創新能力可以視為產業集群技術能力的一個方面，產業集群自主創新能力的提升將有助于產業集群技術能力整體的提升。一方面，產業集群自主創新能力的微觀基礎是以產業集群中企業為主體的成員的自主創新能力；另一方面，考察產業集群自主創新能力必須結合產業集群作為一個有機系統和網絡的特征，在此系統中，對產業集群自主創新能力增長有影響的要素包含很多，總結起來主要有：技術創新、知識流動、創新環境、經濟績效、文化環境[16][19]。其中，技術創新是主要推動力，是自主創新能力增長的基礎，它決定了產業集群的技術發展軌道和水平。技術創新主要包括知識積累和合作關系；知識流動對于產業集群產業結構的優化與升級有著重要的推動作用；創新環境主要包括基礎設施、融資環境、政策環境等創新硬環境；經濟績效主要是產業集群自主創新與經濟增長之間的關系；文化環境是和創新環境相對應的，側重指產業集群所處地區的社會文化等軟環境，文化環境對于產業集群內企業獲取知識非常重要，是保持產業集群內企業持久創新優勢的根本。正是此五大要素綜合起來就構成了產業集群網絡資源。正是這些產業集群網絡資源的作用與限制，使得產業集群自主創新能力的增長表現出了一些顯著特征。

2. 產業集群自主創新能力的指標體系構成

本文在文獻[23]的基礎上，從三個層次來構建產業集群創新能力的評價指標體系，通過前面的分析可知，產業集群自主創新能力主要由其影響要素決定，具體而言，就是由技術創新能力、知識流動能力、創新環境、經濟績效、文化環境等要素構成，本文將其稱為一級指標。同時，這些一級指標又可以分為二級指標和三級指標。具體分解如表1。

（1）技術創新能力。在產業集群自主創新過程中，技術是主要推動力，技術能力對產業集群成員自主創新過程具有重大影響，是自主創新能力增長的基礎。在產業集群創新體系中，企業是真正的創新主體，是決定產業集群創新能力的主要因素。技術創新能力可以通過創新能力、RD能力、科研機構和人員素質等二級指標來衡量。

（2）知識流動能力。知識流動水平反映了一個地區的企業對知識需求的程度、對創新的沖動水平和知識流動基礎設施的水平。技術能力的承載主體是大專院校、科研院所和中介機構。大專院校、科研院所是主要的知識生產機構。行業協會等中介機構作為產業集群組織協調部門，為成員創新傳送行業發展信息，指明發展方向。知識流動的水平可以通過技術合作、技術轉移和外國直接投資3個二級指標來衡量。

（3）創新環境。在一個給定的科技投入和制度體系下，環境是決定一個地區創新能力的關鍵。基礎設施環境、服務環境、政策支持環境、金融環境是一個地區進行創新活動的基礎。基礎設施和服務環境在產業集群成員中的共享，可以方便與其他成員的交流；政策支持環境為集群的創新行為提供法律依據和政策支持；良好的金融環境為產業集群成員自主創新帶來了資金保障。

（4）創新經濟績效。產業集群自主創新能力最終表現在于對經濟增長貢獻，同時，區域經濟的發展也有助于當地企業的二次創新，二者間存在明顯的正相關關系。對此，可以從宏觀經濟、產業市場競爭力和企業發展等方面來考察創新經濟績效。

（5）文化環境。文化代表一個群體中的共同思想。任何一個產業集群總是處于某個區域的，不可避免地會受到地方傳統文化和價值觀的影響。在一定區域，眾多產業集群企業在共同價值觀念基礎上連接起來，增強網絡內的信任，容易形成“集體規范和標準”。這不僅降低了交易費用，還有利于提高企業模仿和學習能力。創新文化是一種有利于展開自主創新活動的觀念和行為道德規范。對此可以從消費觀念、行為規范、道德準則、信任程度、風險偏好等方面來考察創新文化環境。

三、產業集群自主創新能力的熵權—模糊綜合評價模型的構建

本文在構建產業集群自主創新能力的熵權—模糊綜合評價模型的時候，通過將專家評判即主觀權值與熵權即客觀權值綜合起來，引入到模糊隸屬度函數中，構造出了熵權—模糊綜合評價模型。

1. 基于熵的評價指標權值的確定

權重的確定方法比較多，目前主要有主觀賦權法和客觀賦權法兩大類，常見的有專家調查法、層次分析法、因子分析法等。這些方法一般都是僅從專家經驗或客觀數據得到指標權重，存在一定的缺陷，本文在此將主觀賦權法和客觀賦權法結合起來，通過利用指標熵來確定指標的綜合權重，即熵權法。

熵（Entropy）是系統無規律程度的一個度量。申農定義了當系統處于幾種不同狀態，每種狀態出現的概率獨立時，該系統的熵的度量公式為：

E=-kpilog2（pi） （1）

其中，E表示概率集p1，p2，…，pn的熵，且

pi=1。E值是用二進制表示的系統信息與狀態的不確定程度。如果系統僅有一種狀態且其概率p=1，則系統的熵E=0，系統沒有不確定性。當pi，即各狀態等概率時，熵E取得最大值，且Emax=log2（n）。這樣，狀態就與熵產生了聯系。通過熵值、熵權的確定并將之映射到距離空間上，就可以對系統的不同狀態或者不同的子系統狀態進行排序。因而，在集群自主創新能力評價指標體系中，熵E能夠反映出評價指標體系中指標數據所蘊含的信息量，如果各個pi的值越接近相等，則表示專家對該指標的評價越接近實際情況，進而通過指標判斷出該集群自主創新的狀態。因此利用熵權法可以衡量專家對各指標所給評價的客觀程度。其具體操作步驟如下：

（1）構造評價矩陣。設由n個專家對產業集群自主創新能力的m個指標進行評估，第i個專家對第j個指標的評價屬性值為xij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），于是得到評價矩陣X如下：

X=x11，x12，…，x1nx21，x22，…，x2n… … … …xm1，xm2，…，xmn （2）

（2）對屬性值規范化處理。在熵的計算公式中，pi為某個狀態的概率，滿足0≤pi≤1，故須對式（2）的矩陣（xij）m×n做歸一化處理，處理后的矩陣（pij）m×n為第j位專家對第i項指標所給評價在各位專家對該項指標所給評價中的概率。

通過權重大小反映出了不同指標影響程度的大小差異。

2. 模糊綜合評價模型的構建

模糊綜合評價的基本思想是以模糊數學為基礎，應用模糊關系合成原理，根據被評價對象本身的性態，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，從數量上對其所屬成分給予刻畫和描述，從而進行綜合評價的方法。產業集群自主創新能力評價中運用模糊綜合評判法，是以自主創新能力的各項指標性能作為其基本創新能力信息。同時，還考慮產業集群自主創新能力中的不足對自主創新能力的影響。所以考慮的情況更全面，利用的信息更充分，得出的結果更為客觀和公正。

模型綜合評價模型有多種，其中，加權平均型M（·，+）是依權重的大小對所有因素均衡兼顧，主因素突出型M（·，∨）是突出主因素的同時兼顧其他因素，全面制約性M（乘冪，∨）是次因素突出型的綜合評判。本文將運用這三種模型相結合的方法構建產業集群自主創新能力綜合評價模型。其具體步驟如下：

（1）評價指標集

U={U1，U2，…，Um}，U1，（i=1，2，…，m）表示被評價的產業集群自主創新能力的屬性指標。

（2）建立評價等級集為V={V1，V2，…，Vs}，Vk表示評價標準，k=1，2，…，s。

（3）構造產業集群自主創新能力等級評價矩陣，此矩陣可通過大量調查產業集群得到。

R=r11，r12，…，r1sr21，r22，…，r2s… … … …rm1，rm2，…，rms

rik表示第i指標被評價為等級k的實際票數。{i=1，2，…，m；k=1，2，…，s}

（4）構造隸屬度函數及模糊評價矩陣

其中，α，β，γ為三種評價結果的權重，這三者分別是針對具體的產業集群和評價目的來確定的。本文可令其值依次為1/2，1/3，1/6。按最大隸屬度原則，當y=max{c1，c2，…，cs}時，該產業集群自主創新能力就被評為Vk等級。

四、產業集群自主創新能力評價實例分析

為了驗證本文所研究評價模型的有效性，現在古家軍[16]、胡蓓[19]等人研究基礎上，以溫州皮革產業集群、上海張江高科技產業集群和景德鎮陶瓷產業集群為研究對象，應用上述綜合評價模型，結合數學軟件Matlab7編程計算，對其自主創新能力進行評價分析，驗證評價模型。如前所述，對產業集群自主創新能力評價主要通過以下六個因素評價：知識流動、技術創新、創新支持系統、創新經濟績效、核心企業創新和創新文化。此外，還將此產業集群自主創新能力分為五級：很強（V1）、較強（V2）、一般（V3）、較弱（V4）、很弱（V5），即：V={V1，V2，V3，V4，V5}。模型分析檢驗過程如下：

第一步：由10位專家對某產業集群自主創新能力的五個指標進行評價得到表2。

歸一化之后的指標權重系數如表3：

根據表2與表3，由式（1）至（6），計算得到各評價指標權重為W=（0.1761，0.1755，

0.1651，0.1448，0.1746，0.1640）。

第二步：參考文獻[3]和[5]，得到三個產業集群的自主創新能力綜合評價如表4。

根據表4，由式（7）至（9），計算得到：

C=0.67040.85050.3495+0.12880.15800.0790+.06370.11290.0361=0.38870.49670.2071

模型計算結果表明，基于熵權—模糊綜合評價法的產業集群自主創新能力評價能夠獲得滿意的結果。不僅可以避免指標權重的過于主觀，而且還可以很好的反映評價對象的具體情況。從實證的三個產業集群自主創新能力的評價結果來看，三者之間存在差別，其中，上海張江高科技產業集群的自主創新能力最佳（0.4967），溫州皮革產業集群次之（0.3887），而景德鎮陶瓷產業集群的自主創新能力三者中最弱（0.2071）。這一結果與文獻[16]和[19]中所做的行業創新的實際調查結果是相一致的，從而可知本文所建的綜合評價模型具有良好的有效性，可以應用于各類產業集群自主創新能力的評價。

五、結 論

本文在分析產業集群的自主創新能力的含義和指標體系進行基礎上，利用熵權—模糊綜合評判法，對產業集群的自主創新能力提出了實用可行的評價模型。熵權—模糊綜合評判法可以將不同量綱，代表不同類型和含義的指標進行標準化處理，計算出的指標熵在最大程度上反映了指標的真實情況，結合專家調查，充分發揮了客觀賦權評價和主觀賦權評價的優勢。由于產業集群的自主創新中，各個指標之間是相互聯系、相互作用的，因此對其能力進行評價是非常復雜的，熵權—模糊綜合評判法為處理此問題提供了有力的工具。通過實例分析，所得結果與實際情況比較符合，證明了熵權—模糊綜合評判法用于產業集群自主創新能力的評價是可行的，在很大程度上保證了評價結果的正確性，具有較強的實際意義。此外，針對具體的運用環境，應根據評價目的和評價對象的實際情況，對相關的指標進行調整，同時，通過對式（9）中的權重α，β，γ分別賦不同的值，可以盡量反映出產業集群自主創新能力的真實狀況，滿足評價目的，從而提高評價結果的可利用價值。如對于高新技術產業集群，我們會格外看重其自主創新能力中的技術創新指標，則我們就可以給β賦較大的值，從而顯著地將技術創新指標這一自主創新能力中的主因素突現出來。