基于灰色關聯模型的高校R&D影響因素分析與時滯測度

劉 勇， 杜俊良， 趙煥煥

(1.江南大學 商學院,江蘇 無錫 214122; 2.無錫職業技術學院 管理學院,江蘇 無錫 214121)

0 引言

隨著知識經濟的崛起，高校憑借其知識創新與應用，服務社會以創造價值，在整個國民經濟發展和科技創新中具有了舉足輕重的地位和作用。高校作為知識創新和技術創新中心，其產生的科技成果能否得到有效轉化已成為科技與經濟深度融合的關鍵環節，也是提升國家創新能力和競爭力的核心[1,2]。我國高校不僅蘊藏著豐富的人力資源，而且還有無可比擬的科技資源和信息資源優勢。不少大學擁有國家和省市級重點實驗室，承擔較多的科技項目，每年都有不少科研成果問世。然而高校科技和經濟發展“兩張皮”的問題普遍比較突出，技術轉移成效并不明顯，科技創新與科技成果存在著巨大的浪費[3]。據統計資料，我國大學技術轉移尚處在發展的初級階段，還存在技術轉移規模較小、科技成果轉化率不高(<30%)或轉化后經濟效益不佳的狀況等問題[4]。根據2009～2015年高等學校科技統計資料匯編，我國高校每年取得的科技成果(授權專利數)從2008年的不足20000項增加到2014年的82369項，增長速度較快，然而這些成果真正實現成果轉化與產業化的不到1/10。對比發達國家高校科技成果60%～80%的商品化率和產業化率，我國高校的科技進步對經濟發展推動力尚未顯現，科技開發要素存在巨大浪費，知識產出與成果轉化“割裂”狀況較為嚴重，其直接影響了我國高校科技資源的利用效率，以及經濟發展方式轉變與創新型國家建設的戰略部署[4]。因此，如何識別和提取影響高校科技成果轉化的重要因素，分析影響因素的滯后周期，生成可用于指導或輔助決策的“深層知識”，促進高校科技成果向現實生產力轉化，加快其商品化、產業化，具有重要的理論與現實意義。

R&D活動是整個科技活動中的重要組成部分[5]，而高校R&D活動是高校科技創新活動的核心，高校R&D活動的有效開展有賴于R&D資源的支撐與投入，R&D資源的合理配置是推動高校科技發展的重要前提和保障[6]。為了促進高校R&D資源的合理配置，提高高校R&D績效，國內外學者對影響高校R&D績效的因素展開研究和分析，而這些研究主要集中在對研究機構或者企業R&D績效評估與測度、R&D績效指標體系構建、R&D活動與經濟發展的關系[7～10]等方面。在R&D績效評估與測度方面，一些專家和學者主要是采用證據推理規則[11]、多屬性決策評價法[12]、灰色關聯模型[13]、DEA模型[14,15]、模糊投入產出分析方法[16]、隨機前沿模型[17]、最優最劣(BWM)[18]等方法展開研究，這些方法雖然在一定程度上解決了R&D績效評估與測度問題，但是并不能反映影響因素與績效之間存在的滯后關系，同時這些方法對評估對象和數據有特定的要求。在R&D績效指標體系構建和影響因素分析方面，大多數專家、學者從投入產出的角度，提煉了影響R&D績效因素，這些因素主要包括科技經費投入[19～26]、科研人員投入[19～26]、科研設備投入[22,23]、政策法律法規[25]、專利[23,26]、論著[24,26]等，構建R&D績效指標體系，評估和測度R&D活動績效，分析影響R&D的因素，給出一些對策建議，但是其所構建的這些指標體系或者所設定的影響因素大多是針對研究機構或者企業R&D活動，難以滿足處理高校R&D績效問題的要求，并且一些數據難以獲得。在R&D活動與經濟發展的關系方面，專家和學者的研究范圍較廣，包括R&D支出與CO2排放[27]、R&D與企業價值[28]、R&D與技術創新[29,30]、R&D與生產力[31]等，通過數據分析等實證研究，分析了R&D投入產出活動與經濟發展的正負關系。

縱觀影響R&D績效方面的相關研究，其大多是針對研究機構或企業R&D活動展開的，個別文獻雖然對高校R&D績效的影響因素展開了研究，但是大多以定性分析為主，而考慮影響高校R&D活動不同階段績效的重要因素的量化挖掘和滯后長度測度不足，尤其缺乏結合我國實際的深層次量化分析，結論的信度不夠。鑒于此，針對高校R&D活動績效問題，以江蘇高校為例，考慮到科技投入的滯后效應，采用灰色關聯分析方法，構建了時滯的灰色關聯分析模型，并利用其提取影響高校R&D知識產出與成果轉化階段績效的重要因素，測度各影響因素的滯后長度。

1 時滯灰色關聯分析模型

高校R&D績效評價是個系統工程，考慮到樣本量和樣本分布實際狀況，基于傳統計量經濟學方法難以處理此類問題，而灰色關聯分析與要求大樣本的相關分析等統計方法不同的是，灰色關聯分析方法適用于樣本量較小的情形，其常用來評判系統變量之間的聯系或影響程度的，其基本思想是根據序列曲線幾何形狀來判斷不同序列之間的聯系是否緊密[25]。然而灰色關聯分析方法在遇到一些實際問題如科技投入產出時難以有效解決，這是由于科技投入產出存在著時滯性[21,25,26,33]和發展趨勢不一致性(如負相關)[34]。為了有效表征和測度在滯后性和負相關性作用下影響因素與績效間的關聯關系，識別影響高校R&D績效的重要因素，需要構建一種具有滯后性的灰色關聯分析模型。

圖1 正切函數曲線

定義2設Xi和Xi0分別表示影響因素i和系統行為i0的標準時間序列，對于時滯長度lii0，且0≤lii0≤n-3,αi(k)和αi0(k)分別表示時間序列Xi和Xi0關于時空的趨勢夾角，如果滿足

(1)

(2)

(3)

為時間序列Xi和Xi0關于滯后周期lii0的夾角。

(4)

(5)

(6)

(7)

(1)基于滯后灰色關聯分析模型的滯后長度確定

(2)基于時滯灰色關聯分析模型的重要影響因素識別

2 高校R&D績效影響因素提取與時滯長度確定

高校從R&D投入開始到最終成果獲利需要經過三個關鍵點和兩個階段。其中，三個關鍵點包括R&D投入、科研成果產出和高校成果獲利；兩個階段包括知識產出階段和成果轉化階段。三個關鍵點并不產生時滯，它們是整個高校R&D過程的階段性標志，代表了R&D項目取得的階段性成功。R&D活動的時滯全部集中在兩個階段中，每個階段時滯的長短不一[35]。根據高校R&D活動運作的規律，在知識產出階段，高校需要投入一定的人員和經費，而產出的主要科研成果為專利[36]，根據數據的可獲得性，此階段可將R&D經費(基礎研究、應用研究、試驗發展)支出、R&D全時人員、高等學校研發機構當年投入人數、高等學校研發機構當年支出經費等六個指標作為影響因素，而用專利授權數和發明專利授權數表征和度量績效指標；在成果轉化階段，一般用專利出售總金額和技術轉讓合同金額測度高校R&D轉化的效果[37]，但是最終成果的轉化受到轉化服務人員和投入影響與制約，根據數據的可獲得性，因此，可選擇R&D成果應用及科技服務全時人員和費用支出兩個指標作為影響因素，專利出售總金額和技術轉讓合同金額兩個指標作為R&D成果轉化績效指標。

依據2005～2015年度《高等學校科技統計資料匯編》，可收集整理各階段績效指標和影響因素數據。考慮到各階段影響因素對其績效存在一定的滯后效應，利用所構建的模型提取在知識產出與成果轉化階段影響江蘇高校R&D績效的重要因素，測度其時滯長度。

(1)知識產出階段

在知識產出階段，將R&D經費(基礎研究、應用研究、試驗發展)、R&D全時人員、高校R&D機構當年投入人數、高校R&D機構當年支出經費作為影響因素指標，分別記為X1,…,Xi,…,X6，其中，i=1,2,…,6；將專利授權數、發明專利授權數作為高校成果研發階段的績效指標，分別記為X10和X20，利用公式(7)計算各影響因素與專利授權數、發明專利授權數在不同時滯周期下的灰色關聯度，并根據灰色關聯度值繪制影響因素與績效指標隨時滯長度變化的趨勢圖，如圖2所示。在圖中，(2.a)和(2.b)分別表示各影響因素與專利授權數、發明專利授權數的灰色關聯度關于時滯的趨勢圖，r(17),r(27),r(37),r(47),r(57),r(67)分別表示影響因素R&D經費(基礎研究、應用研究、試驗發展)、R&D全時人員、高校R&D機構當年投入人數、高校R&D機構當年支出經費與專利授權數關于時滯長度的曲線，而r(18),r(28),r(38),r(48),r(58),r(68)分別表示影響因素R&D經費(基礎研究、應用研究、試驗發展)、R&D全時人員、高校R&D機構當年投入人數、高校R&D機構當年支出經費與發明專利授權數關于時滯的曲線。

圖2 知識產出階段各影響因素與績效指標的灰色關聯度關于時滯長度的趨勢圖

高校R&D機構當年投入人數>高校R&D機構當年支出經費>R&D全時人員>基礎研究經費>應用研究經費>試驗發展經費。

根據計算結果和排序可知，各因素對績效指標的影響均較強，其中，高校R&D機構當年投入人數和高校R&D機構當年支出經費對專利授權和發明專利授權作用和貢獻強度更高，而應用研究經費投入和試驗發展經費投入相對來說對績效的影響不如其他幾個因素更為強烈。結果表明，高校R&D機構當年投入人數和高校R&D機構當年支出經費是R&D績效的重要影響因素，R&D全時科技創新人才、基礎研究經費、應用研究經費并沒有充分發揮作用，其是制約績效提升的關鍵因素。

圖3 成果轉化階段各影響因素與績效指標的灰色關聯度關于時滯的趨勢圖

(2)成果轉化階段

在成果轉化階段，將R&D成果應用及科技服務全時人員和經費作為影響因素，分別記為X7;X8；將專利出售總金額、技術轉讓合同金額作為江蘇高校R&D成果轉化階段的績效指標，分別記為X30和X40，利用公式(7)計算在各滯后長度下各影響因素與績效指標專利出售總金額、技術轉讓合同金額的灰色關聯度，并根據灰色關聯度值繪制影響因素與績效指標隨時滯長度變化的灰色關聯度變化圖，如圖3所示。在圖中，(3.a)和(3.b)分別表示各影響因素與專利出售總金額、技術轉讓合同金額的灰色關聯度關于時滯長度的趨勢圖，r(13),r(23)分別表示影響因素與專利出售總金額的灰色關聯度關于時滯長度的曲線，而r(14),r(24)分別表示影響因素與技術轉讓合同金額的灰色關聯度關于時滯的曲線。

由計算結果和圖3可知，在成果轉化階段R&D成果應用及科技服務全時人員、R&D成果應用及科技服務經費對專利出售總金額、技術轉讓合同金額的影響均較大。根據各影響因素與績效指標的灰色關聯度，可確定各影響因素與專利出售總金額具有同步性，直接投入R&D成果應用及科技服務人員和經費能夠當年產生較好的轉化效果；而R&D成果應用及科技服務人員對技術轉讓合同金額具有1年的滯后期，而R&D成果應用及科技服務經費的投入直接會促進技術轉讓合同的簽訂，并產生合同金額。根據圖3，可知，各影響因素對績效指標的作用也是隨著滯后年份的延長影響程度呈現下降的趨勢。

由影響因素與績效指標間的灰色關聯度可知，成果轉化階段R&D成果應用及科技服務全時人員和經費均對成果轉化績效具有較強的影響和作用，并且R&D成果應用及科技服務全時人員所起的作用更突出。

根據以上分析可知，在知識產出階段，高校R&D機構當年投入人數和高校R&D機構當年支出經費是R&D績效的重要影響因素，R&D全時科技創新人才、基礎研究經費、應用研究經費是制約績效提升的關鍵因素；在成果轉化階段，R&D成果應用及科技服務全時人員是R&D績效的重要影響因素，而R&D成果應用及科技服務經費是R&D績效瓶頸制約因素。不論是知識產出階段還是成果轉化階段，各階段影響因素均對應階段R&D績效具有較強的影響和作用，并且隨著滯后年份的延長呈現降低的趨勢。

3 結論

針對高校R&D績效影響因素與時滯性問題，為了有效表征和測度在滯后性和負相關性作用下影響因素與績效間的關聯關系，構建了一種具有滯后性的灰色關聯分析模型。利用所構建的時滯灰色關聯分析研究了影響江蘇省高校R&D活動不同發展階段績效的影響因素與制約因素，測度其時滯長度。研究結果表明，各階段影響因素均對R&D績效具有較強的影響和作用，并隨著滯后年份的延長呈現降低的趨勢。具體來看，高校R&D機構當年投入人數和高校R&D機構當年支出經費是知識產出階段R&D績效的重要影響因素，而R&D全時科技創新人才、基礎研究經費、應用研究經費是制約因素；R&D成果應用及科技服務全時人員和經費分別是成果轉化階段R&D績效的重要影響因素和瓶頸制約因素。

因此，為提高高校R&D績效、促進高校科技成果有效轉化，各政府和高校還需從合理進行科技創新總體布局、建立協調的科研宏觀管理機制、完善促進高校科技成果轉化的政策與制度體系、加強R&D經費的投入和管理，提高原始創新能力與經費的使用效率、建立完善的科技中介服務體系、建立與完善高校科技創新與科技成果轉化的政策環境等方面著手加強。