基于數據包絡分析的天津高技術產業科技創新資源配置研究

寇小萱，王雙進，孫艷麗

（天津商業大學a.商學院；b.管理創新與評價研究中心，天津 300134）

基于數據包絡分析的天津高技術產業科技創新資源配置研究

寇小萱a，b，王雙進a，孫艷麗a

（天津商業大學a.商學院；b.管理創新與評價研究中心，天津 300134）

利用2005—2014年我國省際科技創新投入和產出的面板數據，應用DEA模型，構建天津高技術產業科技創新能力指標體系和創新效率評價模型，進行天津高技術產業科技創新能力的省際比較和資源配置分析。研究發現：天津航空航天及設備制造業、醫療設備及儀器儀表制造業的年際間技術效率波動較大；航空航天設備制造業、計算機及辦公設備制造業兩大行業總體上表現為規模效率遞增或不變。在此基礎上，針對發現的問題，從政府、產業、企業三個層面提出政策建議。

高技術產業；創新績效；DEA模型

1 引言與文獻綜述

隨著新技術、新產業的國際競爭日益激烈，各國、各地區對以創新型企業為主的高技術產業創新驅動提出了更迫切的要求，而創新績效是衡量產業發展的一個主要指標。據全球著名信息供應商湯森路透公司發布的《2016年全球創新報告》[1]指出：“2015年涌現出前所未有的創新成果，全球創新速度實現13.7%的兩位數增長，達到創紀錄水平。”同時，世界知識產權組織、美國康奈爾大學共同發布的《2016年全球創新指數報告》[2]指出，中國位列世界最具創新力經濟體第25位。國家創新藍皮書——《中國創新發展報告（2015）》[3]顯示，無論是每千人R&D人員專利數還是三方專利數，中國都遠落后于美國和日本，其中的最大差距在于科技創新效率。在國內，相比于科技創新大省（市）的廣東、江蘇、北京、上海來說，無論是科技創新投入能力還是產出能力，天津高技術產業都有較大差距。在此背景下，了解天津高技術產業技術創新現狀及影響因素，探討天津高技術產業技術創新效率，揭示其現存問題并探索科技創新資源優化配置路徑，為政府制定有效產業發展政策，以創新驅動激發天津高技術產業供給側新動力提供理論依據。

通過已有文獻回顧，眾多學者[4-10]以區域為研究對象，探討區域內高技術產業創新效率，或是比較不同區域高技術產業創新效率。也有學者從技術創新效率的專利效率[11-12]、技術研發效率[13-14]、成果轉化效率[15-16]、研發投入效率[17-18]等方面進行研究。還有學者[19-24]對高技術產業技術創新的影響因素進行分析。只有少數學者[25-26]分行業進行高技術產業的創新績效效率評價，亦鮮有對天津市高技術產業創新績效進行評價的研究，鑒于此本文運用數據包絡分析法對天津市高技術產業科技創新績效進行分行業評價分析。

2 基于DEA技術模型的分析

2.1 DEA模型和評價指標的選定

高技術產業科技創新投入和產出系統是一個多投入多產出的復雜系統，具體的生產函數關系難以確定，而DEA方法無需指定投入與產出的生產函數形態，是評價科技創新率一種行之有效的方法。

DEA（Data Envelopment Analysis）是基于相對效率為基礎對相同類型額多指標投入、多指標產出復雜生產關系的決策單元（DMU）的相對有效性進行評價的一種非參數統計方法。假定有N個DMU，每個DMU有S種類型投入，M種類型產出，則

其中，xik和ymk分別表示第k個DMU的第s個項投入和第m項產出；θk表示第k個DMU的純技術效率值，其取值介于0和1之間，且越接近1表示DMU越有效，λk表示第s項投入和第m項產出的權數；S和S分別表示第k個DMU的第s項投入松弛變量和第m項產出剩余變量。

依照《中國高技術產業統計年鑒》的劃分標準，采用天津高技術產業中醫藥制造業、航空航天及設備制造業、電子及通訊制造業、計算機及辦公設備制造業、醫療設備及儀器儀表制造業五大行業2005—2014年的面板數據。由于高技術產業科技創新邊際收益具有不確定性，本文采用投入導向的規模報酬可變的BCC模型進行效率測算。選取R&D人員全時當量作為人力投入指標，R&D內部經費和外部經費及新產品開發經費作為資金投入指標，選取新產品銷售收入作為經濟產出指標，專利申請數作為技術產出指標，見表1。

我國高技術產業研發活動經費投入與產出成果之間具有明顯的時間滯后性，產出往往難以在投入當期充分發揮出來。經費投入和產出成果間的時差約為1～2年。本文選擇高技術產業的滯后期為一年，即R&D經費投入與技術創新產出的時間差為一年。

表1 天津高技術產業技術創新效率評價指標體系

運用DEAP2.1軟件，對天津高技術產業五大行業（2005—2014年）數據進行總體技術創新效率測算，得到能反映五大行業科技創新水平的技術效率、規模效率和規模報酬，具體結果見表2。

2.2 技術效率分析

在天津高技術產業五大行業中，醫藥制造業的技術效率最高，為0.847 7，技術效率小于0.5的行業為航空航天及設備制造業，在五大行業中技術效率值最低為0.480 2，其他三個行業均值為0.718 5。不同行業、不同年份，技術效率值波動各有特點。其中，航空航天及設備制造業和醫療設備及儀器儀表制造業的年際間技術效率波動較大，呈現較大起伏，表明缺乏行之有效的宏觀調控。考察期的十年間，這兩大行業有11年次技術效率未達DEA有效（見圖1），但二者的原因不同，對于前者，規模效率較低的導致其DEA無效的主要引致因素，而后者主要是純技術效率低造成的。

醫藥制造業在2005—2014年期間，技術效率均值處于中上游水平。除2010年波動較大外，其余年份較為穩定。2010年技術效率值在行業內最低，為0.378，技術創新有效值與實際值比例較低，實際投入量存在冗余。2007—2009年和2012—2014年，兩個時期均在生產前沿面上，說明天津醫藥制造業在技術水平、制度、管理上，其R&D經費投入、人力投入和新產品開發經費等投入資源的使用是有效率的。

表2 2005—2014年天津高技術產業科技創新效率結果

航空航天及設備制造業中，在考察期技術效率均值低于0.5，對各類資源的配置和使用效率較低，離投入產出最優狀態還有很大提升空間。在考察期的十年間，技術效率無效程度嚴重的有五個年份，占比達50%，可見有一半的樣本技術效率較低，生產經營投入并沒有實現產出最大化和效益最大化。2010年后，技術效率呈現加速提升態勢，至2014年技術效率值達到DEA有效。效率評價結構顯示，天津航空航天制造產業2005—2006年、2010—2013年呈非技術有效，效率值年際變化呈現W型態勢。在上述兩個低谷之后的時期，技術效率值和規模效率值保持高位。其個中原因，筆者認為由創新投入的滯后效應引起，2005—2006年不斷增加的科技創新投入在當期沒有發揮出優勢，而在2007—2009年逐漸釋放了產出效應。2014年保持在效率值高位運行亦是緣于創新投入的慣性作用。

在電子及通訊設備制造業中，技術效率十年間均值為0.688 1，處于中上游水平。作為高新技術產業，高附加值、高技術含量是電子及通信設備制造業的重要特點，而技術創新效率對產品技術含量的提升起著決定性作用。2005—2008年間，呈非技術有效，且有3年技術效率值在0.5以下，究其原因，純技術效率低下是主要影響因素。2009—2013年，技術效率值保持高位運行，呈DEA有效，至2014年，隨著R&D人力、財力及新產品開發經費的穩步提升，新產品銷售收入和申請專利量因技術創新的相對滯后而不升反降，造成2014年技術效率值大幅跌至0.5以下。

計算機及辦公設備制造業，2005—2014年技術效率均值為0.783 8，在歷經2005—2009年DEA有效后，其技術效率出現回落，說明電子及通訊設備產業發展不能僅靠規模效應帶動，更要充分利用技術創新的引領作用，同時，其規模報酬自2010年來處于遞增階段，表明天津電子及通訊設備制造業在規模上尚有較大提升空間。

2.3 規模效率和規模報酬分析

圖1 2005—2014年天津高技術產業技術效率態勢圖

圖2 2005—2014年天津高技術產業規模效率態勢圖

2005—2014年，五大行業規模效率最大為1，除去《中國高技術產業統計年鑒》中2005年和2006年航空航天及設備制造業的數據缺失外，最低值為0.021，標準差為0.327 5，說明年際間和不同產業間規模效率差異很大。圖1可以看出，相對于DEA非有效的DMU來說，五大行業共有27個年次處于最佳投入點，及相對于產業當前產出水平而言要素投入量是最經濟的。在23個年次DEA非有效的樣本行業中，航空航天設備制造業、計算機及辦公設備制造業、醫療設備及儀器儀表制造業等三大行業12年次表現為規模效率遞增，其中3個年次大于0.8。規模效率值低于0.8的DMU占總樣本的34.0%。通過進一步分析發現，規模效率值與公司規模本身并無顯著相關關系。

2006年、2010年和2011年，天津醫藥制造業處于規模遞減階段，數據顯示，2006年和2011年R&D人員全時當量分別比上年增長40.0%和115.1%，人力投入的大幅增加沒有帶來當期產出的同比增加，致使規模效率值較低，而2010年規模遞減主要是技術產出專利申請量比上年下降18.4%所致。2007—2009年和2012—2014年均處于規模不變階段。

2005—2007年，天津航空航天及設備制造業除新產品研發分別投入1 091萬元、1 308萬元和1 579萬元外，其余R&D內部經費和R&D人員工時量等要素投入與新產品銷售收入和申請專利數等產出量皆為空缺。2008年起，各項科技創新投入量在前期低起點的基礎上大幅增加，2009年經過R&D人力和材料投入削減后，2010年以來，天津航空航天及設備制造業規模效率逐年遞增，呈現規模報酬遞增階段，航空航天產業集聚區正在加速形成。2010—2014年短短幾年間，航空航天及設備制造業的新產品銷售收入從0.328億元飆升至219.92億元，發生了跳躍性的質變。目前已形成以濱海高新區航天制造業、臨空產業區（航空城）航空制造業，開發區西區為核心的航空航天產業集聚區，產業規模迅速擴大。

在電子及通訊設備制造業中，規模效率十年間均值為0.841 5，處于上游水平。電子信息產業是當今技術更新周期最短、市場同質產品競爭最為激烈、低水平重復投入相對過剩的產業。2006—2008年間，呈非規模有效，處于規模報酬遞減階段，存在投入松弛量，產出增加小于投入增加，出現規模不經濟現象。需要淘汰落后產能，調整優化產業結構，增加核心競爭力。數據顯示，2009年比上年壓縮科技創新投入要素，R&D人員折合全時當量、R&D經費內部支出、新產品開發經費三項投入指標分別比上年調減了6.58%、22.64%、25.12%。在大幅優化產業結構后，2009—2013年天津電子及通訊設備制造業的規模效率處于DEA有效的理想狀態。

在計算機及辦公設備制造業中，2005—2014年，規模效率均值為0.9001，接近于包絡前沿面。除2009年規模報酬遞減外，2005—2008年和2011年規模報酬不變，考察期內其余年份處于規模報酬遞增階段，產出的增加大于投入的增加。數據顯示，2011年后科技創新投入量和產出量均呈現大幅增加態勢。其中2011年的R&D人員工時量、R&D經費內部支出、新產品開發經費分別比上年大幅增長4.13倍、8.15倍和6.13倍，彰顯產業政策的調整效應。

在醫療設備及儀器儀表制造業中，2005—2014年間，規模效率均值為0.794 4，最大值為1，最小值為0.021，可見該行業年際間規模效率波動幅度較大。圖4顯示，2008—2014年，天津儀器儀表產業規模效率值呈鋸齒狀波動態勢，相應的規模報酬呈現隔年遞減的現象。在所考察的500個DMU中，2005年儀器儀表業的規模效率值最低，究其原因，2005年R&D經費和新產品開發費用比上年分別上漲18.8%和342.4%，而作為重要科技產出的專利申請量由上年13件降為0，凸顯了科技投入的滯后效應。在3個報酬遞減年份2009年、2011年和2014年，主要是由于科技創新投入量分別比上年大幅增長，而產出的增長速度趕不上投入增長速度所致。

3 結論及建議

3.1 結 論

本文從科技創新投入產出角度構建了天津市高技術產業創新績效的影響因素和評價指標體系，運用數據包括分析方法，對2005—2014年天津高技術產業科技創新的影響因素和成果轉化效率進行了評價分析。研究結果顯示：

（1）在天津高技術產業五大行業中，醫藥制造業的技術效率最高，為0.847 7，航空航天及設備制造業最低為0.480 2，其他三個行業均值為0.718 5。航空航天及設備制造業和醫療設備及儀器儀表制造業的年際間技術效率波動較大，呈現較大起伏，表明缺乏行之有效的宏觀調控。考察期的十年間，這兩大行業有11年次技術效率未達DEA有效，但二者的原因不同，對于前者，規模效率較低的導致其DEA無效的主要引致因素，而后者主要是純技術效率低造成的。

（2）五大行業規模效率最大為1，最低值為0.021，標準差為0.327 5，年際間和不同產業間規模效率差異很大。五大行業共有27個年次處于最佳投入點，在23個年次DEA非有效的樣本行業中，航空航天設備制造業、計算機及辦公設備制造業、醫療設備及儀器儀表制造業等三大行業12年次表現為規模效率遞增，其中3個年次大于0.8。規模效率值低于0.8的DMU占總樣本的34.0%。

3.2 政策建議

針對研究結果以及發現的問題，為了提高資源配置效率，以期達到最優創新績效，從政府、產業、企業三個層面提出幾點建議：

（1）政府層面。首先，政府要從京津冀協同發展的高度，強化科技創新供需對接，以此增強京津冀高技術產業核心競爭力。以企業為主體，市場為導向，加快科技合作，促進京津冀企業、高校、科研院所、跨國公司研發中心廣泛合作，加大三地技術市場交易力度，制定優惠政策促進高技術企業進行技術共享，促進科技協同創新成果在天津落地轉化。

其次，政府部門需要適當增加研發投入，改革政府研發投入方式，提高政府R&D資金的使用效率，充分發揮政府的引導作用，積極引導資金投入主體多元化的高技術產業投融資體系，培育和健全高技術產業風險投資機制，鼓勵社會資本投向高技術領域，以市場為導向促進科技成果向商業成果轉化，建設具有天津特色的區域創新體系，從而進一步提高高技術企業的自主創新能力，提高創新效率。

（2）產業層面。首先，天津要牢牢抓住“五大戰略”機遇疊加的黃金發展期，圍繞京津冀經濟一體化發展所帶來的巨大商機，重點提升技術創新效率。天津致力于高端制造業，將天津以電子及通信設備制造業為引領的優勢產業及龍頭企業，與北京航空航天制造業和河北醫藥制造業，形成高技術產業強強協同、優勢互補的產業體系。同時，把整個上游的科技創新服務對接和延伸到下游的制造，從而構成一個發揮各自優勢、分工協作，又統一有序的高技術產業鏈。通過產業鏈的打造，打破行政壟斷，京津冀實現“234”的產業布局結構，即“雙核”、“三軸”、“四區”。

其次，積極培育中介服務體系，大力發展專業化的信息與技術服務，為天津高技術產業的衍生和成長提供金融與信息支持。支持科研機構、中小企業積極申報各類科技支撐計劃，為其提供各類信息服務。同時，積極扶持各類孵化器建設，促進天津高技術產業創新集群機制的形成。

（3）企業層面。正確處理技術引進與企業自主研發的關系，提高引進消化吸收再創新能力，降低產業對外依存度。編制技術引進目錄，減少重復引進，加強對技術引進消化吸收再創新的引導和規范，提高技術引進和再創新的績效。一是要多途徑加強技術引進投入。二是技術引進后，注重投入相應的研發資源進行配套研究。要科學安排技術引進后消化創新資源的投入，逐步縮小技術引進與消化吸收創新投入的差距，使二者比例漸進達到1∶1。真正做到“引進—消化吸收—創新—增強國際競爭力”。三是建立用于消化、創新的專項資金，以引導和扶持企業增強對引進技術、設備的消化和創新。同時在若干新興領域或優勢領域，對引進的技術、自主研發的技術進行系統的集成，對原始性創新進行適當布點和投入，增強集成創新和原始創新能力，使得三股創新形成合力，爭取基礎性、原創性創新的重大突破。

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Resource Allocation of Innovation in Hi-tech Industry in Tianjin Based on DEA

KOU Xiao-xuana，b，WANG Shuang-jina，SUN Yan-lia
（a.School of Business；b.Management Innovation and Evaluation Research Center，Tianjin University of Commerce，Tianjin 300134，China）

Using the provincial panel data of input and output of science and technology innovation in China from 2005 to 2014，the article uses DEA model to construct the index system and innovation efficiency evaluation model of high-tech industry in Tianjin，and makes a comparative study of high-tech innovation capacity and resource allocation between Tianjin and other provinces.The findings are as follows：the interannual technical efficiency fluctuated remarkably in the manufacturing industry of aerospace equipment，medicalequipmentandinstrumentationwhilethescaleefficiencyof manufacturing industry of aerospace equipment，computer and office equipment increased progressively or remained the same. Based on the above problems，it puts forward some suggestions from the three levels of government，industry and enterprise.

high-tech industry；innovation performance；DEA model

（責任編輯 王滿達）

F223

A

1674-2362（2016）06-0017-06

2016-10-20

天津市科技計劃項目（14ZLZLZF00007）

寇小萱（1964—），女，河北石家莊人，教授，博士，主要從事市場營銷、企業社會責任研究；王雙進（1973—），男，河北廊坊人，副教授，博士，主要從事產業經濟研究；孫艷麗（1982—），女，山東煙臺人，碩士研究生，主要從事市場營銷、高等教育管理研究。