高技術產業創新能力評價指標體系構建

王玉梅 孫珊 楊皎平 張樨樨

【摘要】基于國內CSSCI來源期刊，全面分析國內學者在創新影響因素、創新能力指標研究領域關注的焦點及未來發展趨勢，并提出新時代下高技術產業創新能力新內涵與特征，建立一套體現協調、共享、綠色、開放能力的評價指標體系。指標體系包含創新投入、創新產出、創新支撐、創新共享4個一級指標，包含綠色產出、創新開放能力支撐等8個二級指標以及30個三級指標。綜合運用系統動力學方法和復合DEA方法，對高技術產業創新能力系統進行機理分析，對2013～2017年高技術產業統計年鑒數據進行實證研究。

【關鍵詞】高技術產業；創新能力；知識圖譜；評價指標；復合DEA

【中圖分類號】F270【文獻標識碼】A【文章編號】1004-0994（2020）04-0069-7

【基金項目】國家自然科學基金項目“中國企業轉型升級戰略及其競爭優勢研究”（項目編號：71332007）；國家自然科學基金項目“產學研合作創新網絡演化的機理、模型及政策研究”（項目編號：71473055）；山東省自然科學基金項目“新時期我國制造業轉型升級驅動因子萃取、模式映射對接與實施路徑研究：技術能力視角”（項目編號：ZR2016GM23）

一、引言

高技術產業作為加速經濟增長、提升國家綜合競爭力的關鍵因素，得到了各國政府的高度重視。長期以來在高技術產業領域中，美日等發達國家占據了主導地位，且這些發達國家仍不斷在政策上全力支持高技術產業的發展，謀求國家核心競爭力與國際地位的提升。進入21世紀以來，隨著新一輪技術革命和產業變革的興起，世界各國均對高技術產業的發展空前重視，紛紛實施“創新戰略”，如美國制定“2015創新戰略”、德國大力實施“工業4.0”等。在此背景下，我國也提出并實施了“創新驅動發展戰略”。

近年來，我國高技術產業規模快速增長，已深度融入全球分工體系。在世界40個主要國家中，我國逐漸與其他國家縮小在創新能力方面的差距，但是與美國、德國等發達國家相比，我國高技術產業創新能力依然較弱，導致產業發展層次和國際分工地位仍然較低。因此，我國高技術產業當前迫切需要提高自主創新能力和核心技術水平，掌握產業發展主動權，加快提升產業創新能力。

二、研究綜述

1.高技術產業創新的研究主題。通過對國外學者的研究進行梳理發現，國外對于高技術產業創新的研究主要站在企業角度上進行，包含開放式創新、創新速度、激進創新能力、創新績效等方面[1-4]。如Chun-Hsien Wang等[1]用來自高技術產業的證據，研究了內向型開放式創新對企業業績的影響；Goktan、Miles[2]通過實證分析得出，創新速度與產品和過程創新存在顯著的正相關關系；Mengue、Auh和Yannopoulos[3]利用加拿大高技術公司的數據得出，高激進創新能力會損害新產品性能，并且在高質量的激進創新能力下，供應商參與設計有利于提升新產品的性能。

國內學者對于高技術產業創新的研究主要集中于創新效率、創新績效考核、區域產業創新系統、協同創新、創新路徑等方面。如戴魁早、劉友金[4]從市場角度出發研究要素市場、市場化進程與創新效率的關系；王惠等[5]從產業角度出發，表明綠色創新效率存在地域差異，R&D投入強度對綠色創新效率具有雙重門檻效應；張秀武、胡日東[6]從區域角度研究高技術產業創新，提出區域主導產業創新系統；周明、李宗植[7]站在產業集聚的視角，運用改進知識生產函數分析我國高技術產業的面板數據，分析產業集聚和知識溢出對高技術產業創新能力的影響。

2.高技術產業創新能力的研究。關于高技術產業創新能力的研究，國外學者基本都是從某一企業或者某一產業等微觀角度出發，研究內容較為分散，近些年更多的學者對創新能力在企業、產業中的影響以及影響創新能力的因素進行實證分析。如Hen？ rique等[8]對一個概念模型進行了測試，解釋創新能力在巴西軟件業的重大作用，并指出創新能力的先行因素有人的能力、人際關系、知識保留使用以及開發軟件的過程等；Chandrashekar等[9]研究認為，高技術企業與其他企業相互之間的互動、聯系程度是創新活力的來源，也是創新能力的關鍵驅動因素。另外一些學者認為高新技術產業的經營應建立在資源承載能力的基礎上，指出節能水平是新創新能力評價體系中重要的一點。

國內學者的研究主要側重于兩個方面。第一個方面是通過建立創新能力評價指標體系對創新能力進行評價分析，進而提出創新能力提升的對策，不同的學者站在不同的角度建立了指標體系。如張倩男、趙玉林[10]基于國家和企業層面對創新能力的演變、評價指標體系進行了研究；王洪慶、侯毅[11]從行業層面出發，建立以投入能力和產出能力為一級指標的評價體系，對高技術產業的18個具體行業進行評價分析；張冀新、胡維麗[12]從產業層面考慮，基于“四三結構”創新體系構建戰略性創新能力評價指標體系，涵蓋研發創新、轉化創新、產品創新、載體創新四個維度及創新價值鏈三個環節。第二個方面是對于高技術產業創新能力的實證分析，有的學者基于探索性空間數據分析和空間誤差模型探討我國高技術產業創新能力的空間分布差異；還有一些學者則實證分析了FDI知識溢出對我國高技術產業創新能力的影響。

三、高技術產業創新能力研究狀況

1.高技術產業創新能力影響因素。本文通過在中國知網（CNKI）中檢索主題為“影響因素”并包含“創新”的CSSCI樣本文獻，利用CiteSpaceV.jar軟件的PagePank算法運算，選擇Pruning為Pathfinder+ Pruning the merged network，對TOP50的Keyword進行共詞分析，繪制國內創新影響因素關鍵詞共現網絡圖譜，并進一步選擇關鍵詞聚類得到20個聚類名稱圖譜。20個聚類名稱主要包括空間計量、創新擴散、商業模式、戰略性新興產業、合作創新、創新產出、協同創新、技術創新效率等。

從得到的20個凝聚子群可以看出，國內關于影響因素研究的核心內容主要關注以下幾個方面：①研究內容以實證研究為主。學者們對創新效率、中小企業、核心企業、區域創新、企業規模等進行了實證分析。②研究方法為定量研究結合定性研究。學者們采用空間計量模型、系統動力學、結構方程模型、因子分析等定量方法對我國高技術產業技術創新效率、創新績效、影響因素、創新產出等方面進行了定量分析。還使用扎根理論、計劃行為理論等對協同創新、商業模式等方面進行了定性分析。③研究視角以宏觀為主。學者們從國家戰略、動態環境、技術獲取、知識溢出等較為宏觀的角度探討內外部復雜動態系統因素對創新的影響。

除以上因素外，從外界環境因素看，經濟的發展與產業結構調整、國家戰略、競爭現狀都是影響我國高技術產業創新能力的重要指標。但是很多影響因素往往是交叉起作用的，其間的界限并不是很明顯，很難去精準地區分。針對這一情況，結合學者們的研究，將高技術產業創新能力的影響因素分為內在影響因素和外在影響因素兩大類。

外在影響因素即為高技術產業領域之外的產生各種影響的人、財、物等因素，具體包括：①政府政策、國家戰略。任何產業的發展都應該遵循國家、社會發展的實際情況。當前政府深刻認識到高技術產業在國民經濟中的重要地位以及創新的重要性，國家戰略也是圍繞創新主題來制定的，這對于國家高技術產業創新能力的提升具有重要的促進作用。②市場創新環境。高技術產業創新能力的發展不僅僅局限于高技術企業之間，而應該是產業、企業、科研機構、高校、政府之間的聯合和共同發展，共同提供良好而積極的創新氛圍，當環境的成熟度提高時，創新能力也會相應提高。③FDI知識溢出。在國際競爭日益激烈的今天，國家之間的貿易往來以及國際投資成為技術傳遞的主要渠道，國家之間相互學習，落后國家可以獲得發達國家的技術幫助、資金扶持，信息共享可加速經濟增長，對創新能力的提高發揮巨大的促進作用。④外部資金投入。外部資金投入包含政府資金支持、天使投資、外資企業投資等，外部資金的投入增加，使創新個體獲得更好的外部資源，為創新活動的展開打好基礎，對創新能力的提升有著正向影響。

而內在影響因素則是從高技術產業本質、創新能力的內涵出發探知該領域內的因素，具體包括：①知識溢出。知識溢出對于高技術產業創新能力來說具有積極影響作用，可以促進資源優勢互補、提高產業聚集度、節省創新成本，有利于產業尋找合適的創新路徑。②人力資本。擁有專業知識或技能的高素質人員所占比例越高，創新能力則會越強。③產業聚集度。無論是區域內還是區域間的產業聚集度，在一定程度上都可以提供規范制度，培養商業習慣，促進資源、信息的流通，對創新能力的提升有積極作用。但同時也會帶來更大的競爭壓力，抑制創新能力的發展。④內部資金投入。內部資金可用于人員學習、技術引進及改進等活動，其投入越高，表明對創新活動的支持力度越大，對創新能力的提升作用越明顯。

2.高技術產業創新能力的內涵與特征。創新能力的內涵要求高技術產業順應時代發展的潮流，融入國家提出的“一帶一路”“十三五規劃”等政策中，建造創新共同體。隨著經濟全球化進程的推進，世界各個方面關聯度提高，已經形成了你中有我、我中有你的共同體。而所謂的創新共同體即高技術產業與其他產業之間相互依存，旨在打造文化包容、技術融合、知識共享、組織互信的共同利益體，實現可持續發展。可見，高技術產業的創新能力不僅要體現在超宏觀的國家戰略層面，同樣還應包含宏觀的產業、企業層面和微觀的指標層面。

因此，本文提出新時代下高技術產業創新能力的內涵是指以高技術產業為活動主體，充分整合、創造性利用高質量的人才、知識、技術、文化、組織、制度、政策等資源，不斷為高技術產業注入新的活力因子，以實現高技術產業協調、綠色、開放、共享發展的能力。且該能力包含以下四個特征：①高成本控制的能力特征。可以大幅降低創新成本，增加其技術與相應市場之間的互動，大大減少高技術產業創新在知識搜索、選擇和開發過程中的成本，有效控制其創新風險成本、人力成本等。②高風險應對的能力特征。促進高技術產業創新系統的柔性，降低產業的發展風險，有效提高產業的應變能力。③高產業競爭的能力特征。增進創新效率，提高產業技術含量，降低產業淘汰率，提高高技術產業的競爭力。④高工藝流程創新的能力特征。搭建傳統產業與高技術產業之間互動的平臺，使得科技成果、創新機制得以滲透，不斷提升創新成果的質量和研發新的產品，帶動和刺激與其相關的市場需求。

四、高技術產業創新能力系統運行機理

在進行高技術產業創新能力內外部影響因素、內涵與特征分析的基礎上，本文提出創新能力系統運行機理，認為創新能力系統中存在多種要素并且受眾多因素的影響，在平衡人力、技術、資本以及各方面的資源支持后，使得創新活動活躍性提高、創新知識積累水平提高，從而提升高技術產業創新能力。高技術產業創新能力系統因果關系如圖所示。

從圖中可以看出，存在九條反饋回路：

（1）高技術產業創新收益↑→創新協調投資投入↑→{R&D經費支出、創新研發經費支出}↑→創新支撐水平↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑→高技術產業創新收益↑。

（2）高技術產業創新收益↑→創新協調人力資本投入↑→{勞動者素質水平、R&D全時人員當量}↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑→高技術產業創新收益↑。

（3）高技術產業創新收益↑→引進設備、技術水平↑→固定資產增加值↑→創新支撐水平↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑。

（4）高技術產業創新收益↑→政府、企業資金投入↑→引進設備、技術水平↑→固定資產增加值↑→創新支撐水平↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑。

（5）高技術產業創新收益↑→政府、企業資金投入↑→創新共享水平↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑。

（6）高技術產業創新收益↑→最終產出數量↑→創新共享水平↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑。

（7）高技術產業創新收益↑→GDP增加值↑→高技術產業重要度↑→高技術產業創新能力↑→中間產出數量↑→高技術產品創新價值↑。

（8）高技術產業知識溢出水平↑→知識缺口↓→知識更新率↑→知識多樣性↑→高技術產業創新能力↑→創新項目個數↑→創新知識創造↑→知識積累量↑→知識存量↑→高技術產業知識溢出水平。

（9）高技術產業知識溢出水平↑→知識擴散速度↑→創新成本↓→知識技術運用水平↑→高技術產業創新能力↑→創新項目個數↑→創新知識創造↑→知識積累量↑→知識存量↑→高技術產業知識溢出水平。

五、高技術產業創新能力指標體系構建

綜合分析國內外學者關于創新能力指標的研究成果可以看出，雖然學者的方法種類很多，一級指標也多種多樣，但本文在研究創新能力系統運行機理后，認為重要的四類指標分別為創新投入、創新產出、創新支撐及創新共享。而一級指標又可以分為多個二級指標、三級指標。具體創新能力指標體系見表1。

從表1中可以看出，高技術產業創新能力可以分為四個一級指標，分別為創新投入、創新產出、創新支撐以及創新共享。創新投入包括創新協調投資能力和創新協調人力資本能力兩個二級指標。創新產出按照產出的階段以及創新能力的內涵體現，分為中間產出、最終產出以及綠色產出三個二級指標。而創新支撐按照來源與性質劃分為三個二級指標，分別為資金支撐，文化制度、環境支撐，創新開放能力支撐。創新共享指標由四個三級指標來體現。

在創新投入階段，應當既有資金的投入，也有人力的投入，二者缺一不可，兩者的投入力度、投入分配存在著一個協調的過程，這恰恰是協調能力的一種體現。創新協調投資能力由五個三級指標來衡量。即：R&D經費內部支出、R&D經費外部支出和高等學校R&D經費內部支出是構成高技術產業創新能力的物質基礎，對其來說至關重要，在產業、高校中，有經費的投入才使得想法、方案有實現的可能性。技術是創新的重要載體，有了技術才會讓創新邁出實質性的一步。創新協調人力資本能力包括R&D人員全時當量、勞動者素質、科學家和工程師的數量。R&D人員全時當量是國際上通用的、用于比較科技人員投入的指標。只有掌握一定專業技術的高素質人才，才會將取得的科技成果轉化為科技產品，進而產生利潤、促進經濟的發展。

在創新產出階段，中間產出主要是以專利的各項數據為指標。專利是某項工藝、設計、新型產品等依法取得的獨占權力，體現了一個國家和地區的創新積累能力。這對許多國家都是很重要的，有些國家還成立了相關的數據庫。但是如前文所述，該指標僅僅體現了靜態的創新能力，因為很多領域的技術并沒有申請專利，甚至很多取得的專利并不能產生真正的商業價值，專利的質量經常受到質疑。最終產出則是站在企業和經濟的角度上，因為創新能力的提高最終要體現在經濟效益上，要能促進經濟的發展、社會的進步，包含的三個三級指標，分別為高技術企業個數、高技術產業從業人員平均數及新產品銷售收入。習近平提到“綠水青山就是金山銀山”，高技術產業的發展也是為了提升國民綠色生活度，在綠色制造的大環境下，綠色產出能力顯得尤為重要，用新能源企業數在高技術產業所占比重和單位工業GDP二氧化硫、單位工業GDP廢水排放量兩個三級指標衡量。單位工業GDP二氧化硫、單位工業GDP廢水排放量雖然并不單純指高技術產業，其中可能會涵蓋國民經濟中的其他行業，但是這個三級指標與高技術產業有著較大的關聯度，在某一區域內，如果單位工業GDP二氧化硫、工業廢水排放量低，表明該區域內高技術企業數量多，高技術產業發展水平較高。

第三個一級指標是創新支撐，支撐力對創新能力的提升起到了推動作用，如果政府、企業、文化環境等都給予創新最大的支持，那么我國各領域的創新動力會加大，創新水平也會提高，直至在將來可以和發達國家相提并論。按照支撐的來源，分為資金支撐（包含來自政府和企業的資金）、文化制度環境支撐（主要是我國互聯網環境和高等教育現狀）、創新開放能力支撐（主要為我國與其他國家進行高技術產業的交流和貿易）。

在創新共享階段，正如國家所提倡的“大眾創業，萬眾創新”，就是要使得人民具有創新意識，真正開放思想，品嘗到創新帶來的碩果。國內高新區的發展速度較快，孵化器平臺在穩步搭建，企業之間也在利用自己的R&D機構進行技術、知識等的共享。不僅如此，國家創新基金也在高技術產業創新的研究上給予學者較大支持，真正讓產業、企業、高校三者充分結合，提升國內高技術產業創新能力。因此，選擇國家級高新區企業數量、規模以上工業企業辦R&D機構數量、在統孵化器數量、國家創新基金作為三級指標。

根據本文從創新投入、創新支出以及創新支撐三個維度構建的創新能力指標體系，并結合習近平新時代下對高技術產業創新能力賦予的內涵（十八屆五中全會提出的“創新、協調、綠色、開放、共享”的五大發展理念以及“一帶一路”所帶來的利益共同體、命運共同體趨勢），高技術產業應朝著協調、開放、綠色、共享的方向發展，發展的結果則是以能力體現，使創新能力指標體系在高技術產業領域有普遍適用性。

六、基于復合DEA方法的創新能力指標評價

1.創新能力指標評價的復合DEA模型選擇。DEA有許多種模型可供選擇，經典的模型有C2R模型和C2GS2模型。隨著DEA方法應用范圍愈加廣泛，學者進一步提出其他有用的模型，例如C2WH模型、C2WHL模型，兩者均改進了對權重的設置。此外，還有發展DEA模型、動態DEA模型等。不失一般性，本文采用經典的C2R模型：

其等價于以下線性規劃模型：

（1）數據搜集與整理。本文創新能力指標的DMU評價模型從縱向、橫向兩個斷面進行分析。縱斷面是以某年份關于高技術產業創新能力的各個指標為DMU，橫斷面是以高技術產業的不同年份為DMU。本研究以國內高技術產業2013、2014、2015、2016、2017五個年份的發展情況為DMU，根據前文建立的創新能力指標體系，將體系中原31個指標根據統計年鑒數據完整程度和是否歸屬于投入產出范疇，最終篩選出9個投入指標依次為R&D經費內部支出（億元）、高等學校R&D經費內部支出（億元）、企業資金支持（億元）、政府資金支持（億元）、國家創新基金（億元）、技術市場技術輸出合同金額（億元）、規模以上工業企業技術獲取和技術改造費用（億元）、R&D人員全時當量（萬人年）、高技術產業施工項目個數（個），8個產出指標依次為專利申請數量（件）、擁有有效發明專利的數量（件）、專利申請授權數量（件）、科技論文發表數量（萬篇）、高技術企業個數（個）、規模以上工業企業辦R&D機構數量（個）、新產品銷售收入（億元）、高技術產品進出口貿易總額（億美元），用復合DEA方法研究高技術產業創新能力發展綜合情況，并進一步探討其中的特征，挖掘影響因素。5個年份高技術產業的投入和產出數據見表2。

（2）評價過程。本研究中高技術產業創新能力評級范圍包括5個年份（決策單元），每一個決策單元有9個投入指標、8個產出指標，投入和產出的總量遠遠高于決策單元的數目。因此，本文對復合DEA模型做出相應修改后再進行評價。參考式（2），根據表2中的數據，運用改進的復合DEA方法，計算所得結果如表3所示。

為獲得更多信息，本文繼續擴展第一種模式，分析產出指標對評價結果的影響。從表3中可以看出，如果選取三位小數則很難發現某些年份數據的差異，因此文章選取最后一位小數進行下一步的分析，結果見表4。

（3）評價結果分析。從原始DEA評價結果來看，五個年份下高技術產業創新能力由好到差的排序為：2017年（1.944）、2013年（1.242）、2015年（1.232）、2014年（1.136）、2016年（1.066）。對復合DEA結果進行具體分析如下：

從投入指標來看：2015年，高技術產業施工項目個數x9的投入對高技術產業創新能力發展的貢獻要優于其他年份；2016年，國家創新基金x5的貢獻程度較小程度地優于其他年份；2017年，R&D經費內部支出x1的投入對于創新能力發展所作貢獻優于其他年份。

從產出指標來看：2013年，新產品銷售收入y1對促進創新能力提升的有效性極大高于其他指標；2015年，相對于其他指標，專利申請授權數量y3的產出具有一定的有效性；2017年，專利申請數量y1對促進高技術產業創新能力發展的有效性優于其他指標。

七、結論與對策

從創新投入角度看，國家創新基金、R&D經費內部支出對于創新能力有較大貢獻，因此應該繼續拓寬經費投入渠道、加大經費的投入，提高資金的利用效率，形成較好的創新循環，提高自主創新能力；關于高技術產業的國家施工項目投入權重也較高，因此可以大規模展開高技術產業創新活動，營造活躍的社會創新氛圍，提高創新群體的集群效應，使得創新活動多樣化、創新思維根深蒂固。從創新產出角度來說，新產品銷售收入、專利申請數量、專利申請授權數量具有一定有效性，因此一方面應該加強技術創新，增強知識產權保護意識，不斷增加專利申請數量，從而極大地提高企業的創新能力。另一方面企業在獲得專利申請授權后應該更加注重高技術產品多樣化，提高產品質量，不斷滿足消費者的多樣化需求，將專利商品化、市場化，兌現其經濟價值，使得企業不斷開發、占領新的市場，提高高技術產業的競爭力。

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