磷化工企業技術創新效率評價
——基于27 家上市公司的數據

閆華飛，肖 靜，馮 兵

（武漢工程大學管理學院，湖北武漢430205）

中國磷礦資源豐裕，磷及磷化工產業一直是中國的優勢礦種和重要產業之一。 近年來中國磷化工行業發展迅速，磷產品產量不斷上升，產品結構日益健全，產業集中度逐漸提高，完整的磷化工工業體系已初步建立。 中國已成為全球第一大磷化工生產國，主要磷化工產品的產能、產量和貿易量居全球首位。 但是，中國高質量磷礦儲量低，污染、能耗嚴重，聚集度較差，產品精細化程度不高，產業結構有待優化， 特別是國內大多數磷化工企業面臨技術創新不足、創新能力有待加強等問題［1-4］。基于此，大力開展技術創新活動以及加快發展共生資源的綜合利用顯得尤為重要［5］。

當前中國經濟發展正處于轉型發展期， 供給側結構改革正有序推進， 各行業均需尋找可持續發展的路徑和機遇。 在“生態文明”、“綠水青山就是金山銀山”的發展理念深入人心的大背景下，磷化工產業作為傳統產業面臨著提升產業能效水平、 推動綠色發展的巨大挑戰。因此，如何合理運用有限資源提高磷化工企業技術創新效率進而促進技術革新以面對日益嚴峻的發展態勢， 是不容忽視的重要課題。 然而， 目前中國有關磷化工產業技術創新效率的研究正處于探索階段， 僅有關于磷化工產業創新技術本身的少量研究， 而對于磷化工行業技術創新效率的現狀尚未可知［6-8］。在此基礎上，筆者選取中國27 家磷化工上市企業進行技術創新效率評價， 以弄清中國目前磷化工產業技術創新效率的基本現狀并指出提升路徑， 以期為中國磷化工產業轉型升級和綠色發展提供基礎支撐。

1 研究設計

1.1 研究方法

對技術創新效率評價的方法采用較多的是數據包絡分析法（DEA）和隨機前沿分析法（SFA），兩類分析方法往往被學者結合起來使用［9-11］。 由于磷化工企業生產運作是一項具有多投入和多產出的復雜活動，很難確定其生產函數關系，因而筆者選擇運用DEA 方法來評價磷化工上市企業的技術創新效率。DEA 方法具有避免主觀因素、簡化運算和減少誤差等優勢，并且DEA 方法不需要考慮投入與產出的函數關系，直接利用投入產出指標建立非參數模型［12］，適用于本研究。

1.2 模型選擇

迄今為止DEA 已有二十多年的發展歷史，其間學術界不斷地修正其基本模型并相應地提出了新模型。 筆者將規模報酬不變模型（CCR 模型）和規模報酬可變模型（BCC 模型）結合使用。

1.2.1 CCR 模型

1978 年著名運籌學家Charnes 等［13］提出運用投入、 產出數據建立非參數經濟數學模型來評價決策單元的技術及規模的綜合效率 （TE）， 此模型就是CCR 模型。 綜合效率是指以最小的投入獲得一定效果產出的能力， 是包括純技術效率和規模效率的綜合效率。假設有n 個決策單元DMU，每個決策單元有m 種投入和s 種產出，其中第j 個決策單元DMUj的投入、 產出用向量可分別記為Xj=（X1j， …，Xmj）T、Yj=（Y1j，…，Ysj）T。 為方便計算，通過適當變換，并引進非阿基米德無窮小量ε，構成具有非阿基米德無窮小量ε 的CCR 模型，它的對偶線性規劃問題模型為：

式中：θ、βj均為對偶變量；m 為單位向量e-=（1，1，…，1）∈Em；s 為單位向量e+=（1，1，…，1）∈Es；S-、S+為松弛變量。

假設問題（1）的最優解為β*、S*-、S*+、θ*，可以得出如下結論：1）若θ*為1，但至少某個輸入或者輸出松弛變量大于0，此時決策單元DMUj0為弱DEA 有效，它不是同時達到技術有效和規模有效；2）若θ*為1，且S*-=0、S*+=0，則決策單元DMUj0為DEA 有效，此時同時達到技術有效和規模有效；3）若θ*小于1，決策單元DMUj0不是DEA 有效，此時既非技術效率最佳，也非規模效率最佳；4）此外，利用CCR模型中βj來判別DMU 的規模收益情況。 假設有條件使得成立， 認為DMU 為規模效益不變；假設此條件不存在，則當時，DMU 被認為是規模效益遞增；當時，DMU 則為規模效益遞減。

通過CCR 模型的計算可以擬合出中國磷化工行業27 家上市企業的技術效率，即綜合效率。 單用CCR 模型雖然可以對企業的技術創新效率進行科學評價，但是無法綜合技術效率、純技術效率和規模效率對企業的技術創新能力進行全面衡量， 即衡量企業的綜合有效性、技術有效性和規模收益情況，此時需要引入BCC 模型。

1.2.2 BCC 模型

CCR 模型常被學者們用來對DMU 的技術及規模的綜合效率進行評價， 但是無法對純技術效率的相關問題進行區分。 基于此，1984 年Banker 等［14］提出了可對決策單元的純技術效率進行計算的規模報酬可變模型即BCC 模型， 在CCR 模型基礎上引入約束條件，主要通過它來構成不同DEA 模型的數據包絡面，可以得出DMU 的純技術效率。 純技術因素主要是指技術和管理水平， 是影響企業綜合效率的重要因素。 BCC 模型只需在（1）式中加入的約束條件即可得到。

BCC 模型是在CCR 模型計算的基礎上進行的分析，用以確定是否為純技術有效。 由于綜合效率是純技術效率和規模效率的乘積，因此結合CCR 模型求得的綜合效率值可以計算出規模效率值。

1.3 指標體系的萃取

對企業創新效率進行評價是一項復雜的系統工程，評價指標的選擇與量化是建立評價模型的基礎，也決定著評價質量的優劣［15］。 技術創新效率的投入指標主要指研發投入，分為財力和人力投入，產出指標主要分為專利數量的直接產出和經濟效益的間接產出。筆者借鑒以往學者的研究成果［16-19］，從指標體系的科學性、系統性、可操作性、簡潔性原則出發，綜合考慮上市企業相關數據的可獲得性以及企業技術創新效率評價的質量，采用研發經費投入（X1）、研發員工人數（X2）作為企業投入指標，采用專利擁有數量（Y1）、年凈利潤（Y2）和年銷售收入（Y3）作為企業產出指標。

1.4 數據來源

根據DEA 方法的基本要求，選取的DMU 數量即決策單元和樣本數量須大于或等于投入指標與產出指標數量之和的2 倍［20］。2019 年南方財富以及同花順財經公布的全國磷化工上市企業均為28 家，筆者以這28 家企業2018 年的相關數據為選擇樣本。由于新化股份未公布2018 年財報， 存在數據缺失，因此最終選取27 家磷化工上市企業作為研究對象。根據上市公司2018 年財報數據以及其他有效信息，對投入指標（X1、X2）和產出指標（Y1、Y2、Y3）中的各個具體數據進行采集。 各指標原始數據的描述統計見表1。

表1 27 家企業各指標原始數據的描述性統計

2 實證分析

由于企業凈利潤指標數據存在負數 （見表1），需要對數據進行量綱化處理，將其量綱化為0～1 之間的正數。 處理軟件為SPSS23，計算公式如下：

將量綱化后的數據代入DEAP2.1 軟件，得到CCR 模型和BCC 模型的運算結果，并報告創新投入與產出各個指標的松弛變量值，結果見表2。

表2 樣本企業2018 年技術創新效率評價

2.1 創新效率整體分析

TE=1 則說明企業DEA 有效， 此時企業在創新投入和產出方面實現了平衡， 達到最優狀態。 TE＜1則說明企業為非DEA 有效，此時企業存在著研發費用或研發人員投入過多， 或在現有研發投入下產出不足， 以至于企業研發投入和研發產出之間達不到平衡狀態。 從整體情況看，27 家上市企業的綜合效率平均值為0.372，介于0.2～0.5 之間；純技術效率與規模效率平均值分別為0.634、0.545， 介于0.5～0.8 之間。 在企業技術創新效率的評價等級上，一般根據效率值大小劃分為強（1）、較強（0.8～1）、一般（0.5～0.8）、較弱（0.2～0.5）、弱（0.2 及以下）5 類［19］。因此，27 家磷化工上市企業整體綜合效率為較弱等級，純技術效率與規模效率皆為一般等級，綜合效率相對較低。 其中：僅有澄星股份、云天化、宏達股份、三泰控股、 四川美豐等5 家企業達到DEA 有效，占總樣本的18.5%；在非DEA 有效的22 家企業中，有芭田股份、魯北化工、云圖控股、新安股份、洛陽鉬業等5 家企業達到純技術效率有效， 說明這5 家企業的技術和管理水平處于最優狀態， 但是5 家企業均未達到規模有效，說明這5 家企業未達到最優規模。從DEA 效率值的分布來看，DEA 大于0.5 的企業僅有7 家（占25.9%），小于0.5 處于弱或較弱等級的企業有20 家（占大多數），這也說明中國磷化工企業技術創新效率整體偏低。

從整體上看， 中國磷化工產業技術創新效率較低。 究其原因，一是經營模式及結構與時代脫節，大多數磷化工企業還停留在利用自然資源和廉價勞動力創造產能，與“去產能”、發展循環經濟與綠色經濟、技術轉型升級等發展理念不符，企業的創造力、管理與技術水平缺乏優勢。二是資金短缺，研發經費不足。研究數據顯示，27 家企業中多達18 家企業的技術研發費用尚不足銷售收入的3%， 產品結構趨于單一，技術含量較低，缺乏市場競爭力，經營狀況不佳，無法投入足夠的資金進行技術研發。三是磷化工企業布局不合理，企業間關聯度低。中國多數磷化工企業在建立初期并未進行統一的規劃布局， 難以形成具備規模的磷化工產業園區， 產業集群的優勢難以形成和發揮， 導致各類資源的浪費和生產成本的增加。四是高技術人才缺乏。作為傳統行業的磷化工企業難以提供具有市場競爭力的薪資待遇， 加上磷化工企業布局大多偏離經濟發達的城區，難以吸引頂尖工程技術人才， 甚至出現優秀人才流失現象，人才缺乏成為阻礙磷化工企業技術創新的重要因素。

2.2 創新效率內部分析

在整體分析的基礎上，筆者還將從純技術效率、規模報酬、 投影分析3 個方面對磷化工行業創新效率內部進行具體分析。

2.2.1 純技術效率

由表2 可知，在技術創新投入和產出方面已達到最優的企業僅有5 家， 其余22 家企業必須在技術創新投入或產出上做出相應調整才能達到有效狀態。其中芭田股份、魯北化工、云圖控股、新安股份、洛陽鉬業等5 家企業達到純技術效率有效但其綜合效率均不為1，由于TE、PTE、SE3 者的關系為TE=PTE×SE，因此可以推測主要原因在于這5 家企業未達到規模有效，未實現企業的最優規模。 此外，六國化工、ST宜化和羅平鋅電3 家公司的規模效率均大于0.8，分別為0.998、0.837、0.982，接近規模有效，但3 家企業的綜合效率均小于0.7，分別為0.243、0.275、0.649，這主要是由于3 家企業的純技術效率過低導致的，說明這3 家企業現有的技術和管理水平較低。 此外14家DEA 無效的企業綜合效率均較低下，這是由企業純技術效率和規模效率過低共同導致的， 面臨著企業規模不優和技術與管理水平較低的雙重難題。

2.2.2 規模報酬分析

在DEA 模型處理中， 規模報酬包括3 種狀態：一是規模報酬遞增， 表示增加1 單位的投入便會得到大于1 單位的產出， 此時企業處于技術創新的上升期， 企業可以通過追加投入來獲取更多的創新產出；二是規模報酬遞減，此時與規模報酬遞增相反，追加投入非但不會提高產出反而會減少產出， 此時企業需要減少投入；三是規模收益不變，表明追加投入或減少投入均不會對規模報酬產生影響， 此時企業達到理想狀態。

27 家企業中規模報酬不變的企業僅有6 家，分別為澄星股份、六國化工、云天化、宏達股份、三泰控股、四川美豐，占樣本總數的22.2%，表明這6 家企業已經達到最優規模；規模收益遞增的企業僅有1 家，為羅平鋅電，占樣本總數的3.7%，表明只有1 家企業可以通過追加投入而獲得更多的創新產出； 規模收益遞減的企業數量高達20 家，占比為74.1%，說明這20 家企業不能繼續盲目增加創新投入， 增加單位投入不會帶來單位產出的提升，反而會減少單位產出。

將近3/4 的磷化工上市企業存在著技術創新投入的規模收益遞減現象。 直接原因是企業在現有產出的情況下投入過多或者在現有投入情況下產出過少，而從各企業投入的原始數據上看，近七成的企業研發經費投入占營業收入比例小于3%，反映了磷化工企業投入產出不平衡的首要問題是創新產出過少。 另外，中國經濟整體下行壓力依然存在，化工行業整體發展呈現萎縮態勢。 國家統計局相關數據顯示，2013—2017 年中國化工原料及制品行業銷售收入均在9 萬億元以下， 銷售收入增速由2013 年的7.63%下降至2017 年的-0.7%。 安全環保、“去產能”、綠色創新發展、產業轉型升級、供給側結構改革等政策效應給磷化工行業也帶來了巨大挑戰， 大部分磷化工企業還處在產業轉型升級以及技術創新的初始階段，尚未具備持續的技術創新能力。

2.2.3 投影分析

投影分析主要是為了解投入冗余和產出不足的具體情況。 27 家磷化工上市企業中，去除5 家DEA綜合效率值有效的企業， 對剩余22 家非DEA 有效的企業進行投影分析， 明晰其投入冗余和產出不足的情況。 根據表2 可以得出各個企業存在的投入冗余及產出不足狀態及具體數值。具體而言，投入冗余包括研發經費冗余和研發人員冗余， 產出不足包括專利產出不足、年凈利潤不足和年銷售收入不足。

首先，從投入角度看，川恒股份、六國化工等10家企業出現研發經費冗余，占樣本的37%，約占非DEA 有效企業的45.5%；22 家企業均未出現研發人員冗余，說明研發人員的投入得到了充分利用。然而接近半數的非DEA 有效企業研發經費投入未得到合理利用， 需在現有的研發經費投入基礎上增加產出。 其次，從產出角度看，2 家企業出現專利產出不足，分別是魯西化工和羅平鋅電；2 家企業年凈利潤產出不足，分別是六國化工和羅平鋅電；川恒股份、司爾特等8 家企業出現年銷售收入產出不足。 綜上所述， 中國接近4/5 的磷化工上市企業存在技術創新投入不合理或創新產出不足的問題， 且存在的產出不足問題大于投入冗余問題， 對于整個行業來說應著力提升現有投入情況下的產出效率。

3 結論與建議

在了解國內外研究現狀的基礎上，利用DEA 模型對中國磷化工行業27 家上市企業進行技術創新效率的實證研究，得出如下結論：1）從整體的DEA綜合效率（TE）來看，27 家企業的綜合效率均值為0.372，介于0.2～0.5 之間，表明中國磷化工行業整體技術創新效率較弱，純技術效率（PTE）低或規模效率（SE）低是企業綜合效率普遍偏低的主要原因。2）非DEA 有效的22 家企業中，5 家企業純技術效率有效但規模效率較低，企業未達到規模效益；3 家企業接近規模有效但純技術效率較低， 需要提升企業技術和管理水平；另外14 家企業純技術效率和規模效率均較低，導致其綜合效率低下，面臨企業規模不合理與技術和管理水平低的雙重困擾。 3）規模報酬的分析結論表明，20 家企業的規模報酬呈遞減狀態，表明增加1 單位的投入得到小于1 單位的產出，因此必須控制創新投入的力度或者提升在現有投入情況下的創新產出。 4）投入冗余或產出不足會導致企業技術創新的非DEA 有效。 通過投影分析可知，10 家企業面臨研發經費冗余、2 家企業面臨專利產出不足和凈利潤產出不足、8 家企業面臨銷售收入不足的問題。

針對中國磷化工企業技術創新效率較低的基本現狀，筆者提出如下對策和建議：1）國家層面。 一是應加大政策扶持力度，強制進行技術革新，對磷化工現有落后生產工藝及生產模式進行升級改造， 引導磷化工企業建立完善的技術創新體系， 加快傳統型企業向科技型企業轉變， 對具有重大技術創新意義的項目和企業進行資金扶持或獎勵， 重點扶持一批技術研發型磷化工中小型企業， 提升其企業技術創新能力。二是努力降低企業實施技術創新風險，對于風險大的研發項目， 政府與企業可共擔技術創新風險，降低企業實行技術創新的后顧之憂。三是助推高集聚度的磷化工產業園區建設， 吸引磷化工企業入駐產業園，實現各類設施、技術及信息共享，形成產業集群優勢，提升企業的技術創新能力。 2）企業層面。一是在技術創新投入一定的情況下，努力提升創新產出效率。 實證研究表明磷化工企業技術創新投入冗余嚴重，造成了投入的有限資源未充分利用，因此必須提高現有投入下的產出效率； 從長期來看還應加大技術創新投入尤其是研發經費的投入， 目前現有研發經費投入占銷售收入的比重較低， 成為技術創新成果不顯著的重要因素。二是轉變發展模式，大力推進企業轉型升級。 改變傳統型磷化工企業發展模式，優化產業結構和產品結構，通過新技術降低能耗、節約資源、促進綠色發展，擺脫傳統的以資源消耗為主的發展模式，轉變企業經濟增長方式。三是加快企業與高校、科研院所等機構的合作，實施產學研聯合創新，進一步拓展合作方式、范圍和空間，企業在合作過程中需完善自身技術創新體系， 條件成熟的企業可成立專業性研發部門， 為企業技術創新提供支撐。四是培養和引進高技術人才。人才是企業技術創新的關鍵， 磷化工企業應為人才營造良好的工作氛圍和環境， 建立科學合理的企業人才管理制度，充分激發科技人才的積極性和創造性。