西部地區裝備制造業技術創新效率分析

吳明洋 黃令

[摘 要]本文以2003-2015年西部地區裝備制造業截面數據為樣本，借助DEA-Malmquist指數法，以企業人均產出作為產出量來衡量技術創新效率，實證測算了西部地區裝備制造業的技術創新效率。并從裝備制造業橫項和縱向以及裝備制造業各子行業三個方面進行分析，通過指數分解，剖析西部地區裝備制造業技術進步過程中的技術效率、純技術效率、規模效率等，在此基礎上，提出相應對策。

[關鍵詞]裝備制造業；數據包絡分析；技術創新效率

[中圖分類號]F426.4 [文獻標識碼]A

裝備制造業是一個資本密集型產業，是現代工業結構的核心，特別是2015年《國務院關于加快裝備制造業的若干意見》和《中國制造2025》實施以來，裝備制造業總產值迅速增長，成為促進產業結構升級，推動中國經濟增長的關鍵增長點。因此提高裝備制造業技術創新效率的利用率對促進其健康發展具有重要的現實意義和理論意義。數據包絡分析（DEA）是一種最典型的非參數方法，不需要預先設定函數和參數形式，不必確定投入和產出之間關系，被廣泛應用于各類系統的效率評價中，同時大量研究發現DEA模型獲得的前沿效率具有一定的穩定性，因此借助DEA方法對技術創新效率進行評價、實證研究和分析已經成為近幾年效率評價研究領域的熱點。

目前國內外關于技術創新效率的研究主要集中在兩個方面，一方面是利用DEA對技術創新效率進行評價。李向東、趙樹寬等以高技術產業為研發對象，運用DEA方法，測算了不同子行業創新效率情況。而熊嬋等以高科技創新企業，綜合基本DEA效率評價模型和改進DEA交叉效率模型測度和評價了運營效率。二是借助DEA分析技術創新效率的影響因素。Feng等、Sueyoshi等借助DEA對企業的技術創新效率進行了測算，并得到了部分影響技術創新效率的外在因素。肖仁橋、劉偉、宇文晶等實證考察了政府支持、金融環境、產業結構等因素對技術創新效率有一定的影響。

從以往研究成果，本文發現考查裝備制造業技術創新效率研究相對較為缺乏。段婕等借助DEA方法對我國裝備制造業2007-2009年的技術創新效率進行了評價，但缺乏分析影響裝備制造業技術創新影響因素，原毅軍等、牛澤東等采用隨機前沿分析方法對中國1997-2010年裝備制造業7個子行業的技術創新效率進行評價，并分析了裝備制造業技術創新效率的影響因素；但是生產函數的選取不同，結果不同，結論的可靠性不夠。

因此，為了進一步豐富裝備制造業技術創新效率研究，本文將以裝備制造業為背景，同時考慮到西部地區作為西部大開發、渝新歐、一帶一路戰略實施的重點地區。故本文將以西部地區裝備制造業11個省份為研究對象，借助DEA-Malmquist指數進行效率測度，首先從時間分布上實證考察西部地區裝備制造業效率，并在此基礎上，對裝備制造業的技術創新效率進行分解，包括技術效率和技術進步指數，并進一步將技術效率分解為純技術效率和規模效率；然后從西部地區不同區域挖掘裝備制造業技術創新效率；最后從西部地區裝備制造業各子行業探索技術創新效率，并對此進行分析。

1 模型設定

1.1 DEA簡介

本文知曉目前研究技術創新效率的方法主要有算術比例分析法、相關分析法和生產前沿分析法，鑒于技術創新活動是一個多要素多投入的復雜動態系統，以及其生產函數的具體形式難以直接估計等特點，本文將選取數據包絡分析（DEA）法進行處理，而DEA法是由A.charnes和W.w.cooper在1978年提出，其基本模型如公式2.1。

其中X和q分別表示投入和產出指標，s+和s-分別表示產出不足和投入冗余值，θ為有效值，如果θ為1，并且s+=s-=0，則表明決策單元DEA有效，否則無效。

1.2 Malmquist模型

由于DEA模型只能橫向對比評價各決策單元的效率，在加入時間因素后，會改變各期的生產前沿面，不能合理的進行縱向比較，因此在進行縱向比較時，需要借助DEA的Malmquist指數法。

Malmquist指數法最早是由著名的瑞典統計學家、經濟學家馬奎斯特在1953年提出來的，后經Fare等相關學者引入規模報酬等條件，面向產出，以t+1時刻和t時刻作為參考時點，來定義Malmquist指數模型。而Malmquist指數模型測度了在時期t的技術條件下，從時期t到時期t+1的技術效率變化。當前使用最廣泛的Malmquist指數模型為：Tfpch=Effch×Techch，式中Tfpch表示基于CRS的技術效率變化指數，Effch表示基于CRS的技術效率變化指數，Techch是基于CRS的技術進步變化指數。本文知曉Malmquist指數的建立是以距離函數為基礎，而投入距離函數是生產點（x， y）向理想的最小投入點縮進的比例，如公式1.2。

那么產出視角下的Malmquist指數可以分解為技術效率指數和技術進步指數：

其中表示t+1期相當于t期發生的技術效率變化指數；而表示t+1期相當于t期發生的技術變化指數。（xt+1， qt+1）和（xt， qt）分別表示t+1期和t期投入產出點，Dt0（Xt+1， qt+1）和Dt0（xt， yt）分別表示t+1期和t期基于t期生產技術為參考的距離函數。Dt+10 （Xt+1， qt+1）和Dt+10 （xt， yt）分別表示t+1期和t期基于t+1期生產技術為參考的距離函數。

而公式1.3是在規模報酬不變的假設條件下進行的，那么當規模報酬可變時，技術效率可以進一步分解為規模效率（Sech）和純技術效率（Pech）。

公式1.5中，和表示在規模報酬可變條件下，t+1期和t期基于t期生產技術為參考的距離函數；和表示規模報酬可變條件下，t+1期和t期基于t+1期生產技術為參考的距離函數。和表示在規模報酬不變條件下，t+1期和t期基于t期生產技術為參考的距離函數；和表示在規模報酬不變條件下，t+1期和t期基于t+1期生產技術為參考的距離函數。

綜上，故最終Malmquist指數模型可分解為：

通常Malmquist指數可以應用DEA軟件，通過DEA的CCR模型和BBC模型求解得到，因此此處不再詳述。

2 變量解釋與數據說明

考慮到數據的可得性、獲取的充分性以及統計指標的一致性，本文選取西部地區重慶、四川、廣西、陜西、貴州、云南、內蒙古、甘肅、青海、寧夏、新疆等11個省份為基本評價單元。數據來源于2003～2015年的《中國統計年鑒》《中國統計公報》《中國科技統計年鑒》《中國工業統計年鑒》以及各省的統計年鑒；本文被解釋變量為技術創新效率，解釋變量為勞均物質資本和勞均人力資本。西部地區11個省、直轄市、自治區13年時間共計143個觀測樣本，在數據處理過程中，由于不同省份不同時間發生了改版或者部分數據的缺失，本文將用相鄰兩年的數據進行平均得到，同時在具體測算中，需要對以下變量數據進行界定解釋說明。

（1）技術創新效率。衡量技術創新效率的指標一般采用專利申請量、專利授權量，以及新產品銷售收入等，本文將選取企業人均產出來表示，用工業總產出值與從業人員的比值來替代。而未采取以往相關指標，是由于單個指標變動過于頻繁以及專利申請量、新產品銷售收入等指標在變動時間上不盡相同。

（2）勞均物質資本和勞均人力資本。不管是羅默提出的內生經濟增長模型還是羅伯特.默頓.索羅主張的新古典增長模型下的生產函數，勞動和資本始終是技術進步與創新系統中的關鍵要素，因此，本文也將從勞均人力資本和勞均物質資本兩方面來選擇投入變量，分別選擇研發人員數、固定資產凈值與和業人員平均人數的比值來表示勞均人力資本和勞均物質資本。選取裝備制造業研發人員數能夠更加準確地反映出技術進步的人員投入概況，采用固定資產凈值和從業人員平均人數的比值來衡量勞均物質資本可以剔除掉因折舊等帶來的影響。故這兩項投入分別從勞均人力資本和勞均物質資本兩個角度對投入要素進行了綜合考慮，使得投入指標的界定、選取具有可行性和獲得性。

3 實證分析

為了深入了解和挖掘西部地區裝備制造業技術創新效率，本文將從西部地區裝備制造業效率值、西部地區各區域裝備制造業效率值和西部地區裝備制造業各子行業效率值三個方面，借助DEAP2.1軟件，通過BCC模型對西部地區11個省、自治區、直轄市進行實證研究，實證結果分析如下。其表1、表2、表3中Effch表示綜合效率（技術效率），Techch表示技術進步指數，Pech表示純技術效率，Sech表示規模效率，Tfpch表示全要素生產率。

3.1 西部地區裝備制造業效率分析

表1顯示了西部地區裝備制造業效率值，在表1中，西部地區裝備制造業各項指標均大于1，那么表明裝備制造業當期指數增長為正，反之為負。從時間分布上來看，在2004-2015年間，西部地區裝備制造業技術效率、純技術效率、規模效率整體上升趨勢一致，但并不順暢，出現一絲波動，特別是在2007-2010年和2011-2013年兩個時間段出現了劇烈下降，但下降的原因各不相同，2007-2010是由于技術效率的下降導致的，而2011-2013年是因為技術進步和技術效率的共同下降導致的。西部地區裝備制造業全要素生產率均值為1.104，西部地區12年年均增長為10.4%，其中技術效率推動為1.4%，技術進步推動為8.9%，技術進步推動和技術效率推動是西部地區裝備制造業技術進步和創新的重要原因，但本文發現技術進步比技術效率的推動作用更大，這充分表明西部地區裝備制造業的迅速發展，技術進步起了很大的作用，并呈現出顯著的階段性特征，同時技術效率也取得了一定的提高，規模效率為0.999，故為負，這告誡我們在注重裝備制造業技術創新的同時，還要注重產業結構的優化和管理水平的提升，加快形成產業集聚和規模經濟，從而提高規模效率和技術效率。

3.2 西部地區各區域裝備制造業效率分析

西部地區各區域裝備制造業效率分析結果如表2所示。西部地區裝備制造業技術效率平均為1.014，技術進步指數平均為1.090，純技術效率平均為1.0144，規模效率平均為0.9996，全要素生產率平均為1.1046。從實證結果可以發現西部地區裝備制造業規模效率小于純技術效率，表明西部地區裝備制造業技術效率中技術因素起關鍵主導作用，規模因素處于次要地位。這時因為西部地區經濟發展水平低下，產業結構不合理狀況以及西部地區市場經濟體制改革的滯后等原因，盡管市場潛力大，但是西部地區裝備制造業的市場開發程度低，市場分割現象惡劣，以至于使得西部地區裝備制造業難以形成規模化，故說明規模因素不是制約西部地區裝備制造業技術進步的主要因素。

在不考慮模型隨機因素和環境因素等條件的干擾下，西部地區11個省、直轄市、自治區中，內蒙古、廣西、四川、貴州、云南、甘肅、新疆等7個省份處于綜合效率前沿面上，其技術效率（Effch）、純技術效率（Pech）、規模效率（Sech）值均達到了1，同時發現西部地區裝備制造業11個考察樣本中，內蒙古等8個省、自治區、直轄市的技術效率的提高主要來源于技術進步，而廣西、四川、新疆等3個省份技術效率的提高，不僅來源于技術進步，還來源于規模優化等，表明其管理水平、規模優化和資源配置相對有效。西部地區裝備制造業技術效率和純技術效率最低的是陜西，分別只有0.991和0.997，規模效率最低的是重慶，為0.993。表明我國西部地區裝備制造業的技術創新效率是比較高的。究其原因是因為西部地區四川、甘肅等省、直轄市、自治區是我國重要的裝備制造業重地，經過本世紀初西部大開發戰略的實施和20世紀的五六十年代國家三線建設政策的扶持，西部地區裝備制造業利用政策紅利、改革紅利和人口紅利，借助國內技術購買、國外技術引進、外商直接投資、政府研發投入等途徑有效釋放西部地區技術追趕的后發優勢，從而顯著地提高了西部地區裝備制造業的技術創新效率。

3.3 西部地區各子行業效率分析

表3呈現了裝備制造業各子行業的效率值，裝備制造業包括金屬制品業、通用設備制造業、專用設備制造業、交通運輸制造業、電器機械制造業、電子通信制造業和儀器儀表制造業7個行業。從表3中的分解結果來看，7個細分行業技術創新的綜合效率（技術效率）、純技術效率、規模效率三者的變化范圍分別為1.009～1.1113、0.971～1.059、0.972～1.051。細究西部地區裝備制造業各子行業技術效率、純技術效率和規模效率，本文還發現金屬制品業的技術效率最高，為1.113，交通運輸制造業次之，最低的是電器機械制造業，為1.009。同時規模效率和純技術效率與技術效率大致一致，金屬制品業仍然最高，但規模效率和純技術效率最低的分別是電器機械制造業和儀器儀表制造業，分別為0.972和0.971。因此，為了讓各子行業迅速發展以及改善西部地區裝備制造業的技術創新狀況，就必須優化和完善產業結構，即采取適當的政策措施保證各子行業的創新活動得到有效實施。

而關于西部地區裝備制造業各子行業各區域的效率值分析，本文由于篇幅原因，就不在此展開討論。

4 結論與建議

本文應用DEA-malmquist指數法，以2003～2015年西部地區裝備制造業的截面數據為樣本，測算和評價了西部地區裝備制造業技術創新活動中的技術效率、規模效率、純技術效率 。本文的主要結論如下：

第一，從時間分布上來看，在2004-2015年間，西部地區裝備制造業技術效率、純技術效率、規模效率整體上升趨勢一致，但并不順暢，同時研究發現西部地區裝備制造業全要素生產率均值為1.104，西部地區12年年均增長為10.4%，其中技術效率推動為1.4%，技術進步推動為8.9%，技術進步推動和技術效率推動是西部地區裝備制造業技術創新的重要原因。

第二，西部地區裝備制造業技術效率平均為1.014，純技術效率平均為1.0144，規模效率平均為0.9996。并且實證結果可以發現西部地區裝備制造業規模效率小于純技術效率，以及發現西部地區裝備制造業11個考察樣本中，內蒙古等8個省、自治區、直轄市的技術效率的提高主要來源于技術創新，而廣西、四川、新疆等3個區域技術效率的提高，不僅來源于技術進步，還來源于規模優化等。

第三，裝備制造業7個子行業技術創新的綜合效率（技術效率）、純技術效率、規模效率三者的變化范圍分別為1.009～1.1113、0.971～1.059、0.972～1.051。其中技術效率、規模效率、純技術效率最高的裝備制造業子行業均是金屬制品業，但三者效率最低的子行業卻各不相同。

基于以上關于西部地區裝備制造業技術創新效率的研究結論，本文有如下建議：1）進一步完善和優化裝備制造業以及各子行業的規模結構，實現產業集聚和規模經濟，為此需要以政府為引導，以外資為扶持，以自身投入為主體，開展政府研發投入、外商直接投資、國外技術引進、國內技術購買等多渠道融資，逐步提高裝備制造業技術創新的利用率。2）在提升西部地區裝備制造業技術創新效率的過程中，各省、自治區、直轄市要重視技術進步指數的提高，也要重視純技術效率、規模效率對技術進步效率的影響，最大程度地促進技術進步指數和技術效率的協同增長。

[參考文獻]

[1] 李向東，李南，白俊紅，等.高技術產業研發創新效率分析[J].中國軟科學，2011（02）.

[2] 趙樹寬，余海晴，鞏順龍.基于DEA方法的吉林省高技術企業創新效率研究[J].科研管理，2013（02）.