河南省工業企業研發投入現狀與科技進步貢獻率測算研究

（河南財經政法大學 統計與大數據學院，河南 鄭州 450000）

一、引言

隨著經濟全球化發展，世界各國之間的競爭不僅限于經濟實力還包括科技水平，我國經濟發展已經進入了新常態，對一些工業產品的需求制約越來越強。河南省作為人口大省和經濟大省，工業在國民經濟中占據重要地位，工業企業自主創新能力不斷增強。近年來，河南省高度重視工業企業的研發投入與科技進步水平的提升，并取得了一定成效，但與先進省份相比，還存在一定差距，人均指標并不樂觀。今后要加大研發投入，將科技進步作為工業企業的一個發展戰略基點，提升河南省工業企業研發能力，促進國民經濟持續平穩發展。

學術界對科技進步與研發投入進行了大量探討。19世紀50年代，新增長理論首次提出科技進步貢獻計算模型。Moses Abramowitz（1956）指出，技術進步是不能由投入要素解釋的部分[1]。Solow R M（1957）總結出在一定情形下的增長方程和總量生產函數[2]。Howard Petith（2006）證明了科技進步能推動經濟增長[3]。成力為和戴小勇（2012）通過分析發現企業研發投入存在差異[4]；羅良文和孫小寧（2020）指出我國目前較少企業有研發活動，從事研發活動的企業情況不穩定[5]；羅利華和胡先杰（2015）認為不同行業和工業企業研發情況不同[6]；郭小婷（2017）指出研發集群是創新價值鏈的集合體[7]；楊柳（2006）通過計量模型研究企業研發時滯機制[8]。

學者們采用不同方法對科技進步貢獻率進行測度。Jimmy Alani（2012）利用索洛余值法算出1971—2009年烏干達科技進步貢獻率為2.4%[9]。V Capasso和R Engbers等人（2010）提出有空間結構的索洛方程[10]。Wei David Zhang和 Shuo Zhang等人（2005）通過 DEA測算美國證券業科技進步貢獻率[11]。YongHe和NuoLiao等人（2012）利用神經網絡法測算廣東省科技進步貢獻率[12]。張煜和孫慧（2015）將總生產函數分解為普通生產函數和科技進步生產函數[13]；趙帆和馮百俠（2020）與李甜田（2020）均通過索洛余值法對科技進步貢獻率進行測度[14][15]。董奮義和韓詠梅（2015）指出投入要素彈性系數一定程度上受主觀偏好和模型選擇影響[16]。鄭世林和張美晨（2019）對研發資本存量進行處理，重新估計科技進步貢獻率[17]。

綜合現有研究，有關研發投入與科技進步貢獻率仍存在一些不足。對工業企業研發與科技進步關系研究不夠深入，且少有以工業為研究對象進行科技進步貢獻率的測算。運用索洛余值法時，資本和勞動產出彈性系數測算還存在爭議。

二、河南省工業企業研發現狀及問題

（一）河南省工業企業研發現狀

研發活躍度不斷提高。河南省在2004年進行第一次經濟普查時，工業企業R&D項目數僅有2403個，在2018年進行第四次經濟普查時，工業企業R&D項目數已達16774個，是2004年的6.90倍。在第二次經濟普查到第三次經濟普查之間，是河南省工業企業R&D項目數增長速度最快的一個時期。同時，2018年河南省規模以上工業企業有研發活動的企業已有7130家，內資企業R&D項目數為15756，占比93.9%。工業企業的研發活躍度在這十幾年間得到了很大提升。

研發團隊不斷發展壯大。2018年河南省規模以上工業企業R&D人員折合全時當量為128054人年，是2004年（25144人年）的 5倍，2008—2013年，R&D人員增長速度很快。2018年，河南省企業辦研發機構人員數為92898人，其中內資企業人員有84339人，占90.8%。從學歷結構來看，河南省企業辦研發機構人員中擁有博士學位人員1606人，占比1.7%；擁有碩士學位人員為11806人，占比12.7%。目前河南省研發人員正逐年增長，但是擁有博士學位的人員占比少，對高學歷的人才需求比較大。

研發經費快速增長。在四次經濟普查中，河南省R&D經費支出呈現直線上升的發展趨勢，從2004年的296539萬元增長到2018年的5421350萬元，2018年是2004年的18.28倍。2018年河南省內資企業的R&D經費支出達5010251萬元，占比92.4%。隨著河南省在對工業企業科技創新的重視，R&D經費支出也在隨著R&D項目數增加，研發經費在未來幾年將保持逐年增長的狀態。

發明專利大幅增加。2004—2018年，河南省規模以上工業企業專利申請數逐年攀升，并且增長速度越來越快。2004年專利申請數僅為1827件，2018年達27603件，是2004年的15倍，其中內資企業專利申請數為25916件，占比93.9%。同時，2018年有效發明專利數為23857件，內資企業的有效發明專利數為22930件，占比96.1%。河南省規模以上工業企業的發明專利數在這14年間大幅度提升，預計未來仍會保持增長趨勢。

新產品開發能力顯著提高。河南省規模以上工業企業新產品開發能力，在這里用新產品銷售收入來代替，河南省規模以上工業企業新產品銷售收入在2004—2018年也是逐年攀升的發展趨勢，2008年之后增長速度開始加快，并且有持續增加發展勢頭。新產品銷售收入從2004年的4671530萬元增長到2018年的76882017萬元，2018年是2004年的16.46倍。2018年，內資企業的新產品銷售收入45525891萬元，占比59.2%；河南省規模以上工業企業新產品出口34113209萬元，內資企業新產品出口5390857萬元，占比15.8%。隨著河南省科技創新水平的提升，新產品的研發效果顯著，新產品的銷售收入顯著增加，為河南省經濟發展提供動力。

（二）河南省工業企業研發存在的問題

省內各地市發展差異較大。從目前河南省規模以上工業企業的研發專利數、R&D人員、R&D經費支出等指標中可以看出，鄭州市在科研資源方面有明顯的優勢。根據第四次經濟普查數據，2018年鄭州市的研發項目數為4081件，占全省的比重22.9%，有些地市研發項目數還不足百件；鄭州市R&D人員為43360人，占全省的比重23.7%，部分地市R&D人員僅有幾百人。河南省在科研資源投入方面應關注地區差異問題，使全省的工業企業在科技創新方面實現共同進步。

關鍵領域核心技術自主創新能力不足。這是我國也是我省存在的問題。目前一些關鍵領域的核心技術對外依賴度較高，擁有自主知識產權的產品和技術較少。工業企業創新傾向于引進和模仿國外技術，自主創新意識薄弱，不利于河南省提高自主創新能力。

工業企業與科研院所的研發合作有待加強。2018年，河南省規模以上工業企業R&D經費外部支出對境內研究機構和高等學校支出分別為43555萬元和21607萬元，合計65162萬元，與河南省規模以上工業企業R&D經費內部支出之比為1.23∶100。這個占比較低，應加強與高校和科研院所的研發合作。

內資企業新產品開拓國際市場的能力不足。2018年，河南省規模以上內資企業新產品出口額為5390857萬元，占新產品銷售收入的比重為7%，與港澳臺投資企業相比差距較大。

三、河南省工業企業研發投入與產出灰色關聯分析

為進一步研究工業企業研發投入與產出互動情況，采用灰色關聯度模型從動態的角度進行相關性分析。

（一）灰色關聯分析建模機理

灰色關聯分析是指對一個系統發展變化態勢的定量描述和比較的方法。分析對給定的一些因素對系統發展影響大小，得出對系統發展起推動作用的因素需要強化，對系統發展起阻礙作用的因素需要抑制。灰色關聯分析的基本思想是根據序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯系是否緊密。曲線越接近，相應序列之間的關聯度就越大，反之則越小。

（二）指標選取及數據分析

工業企業研發投入與產出的指標有很多。其中，研發投入指標主要為研發人員投入和經費投入。研發產出指標主要為專利申請數，代表科技進步產出能力，其值越高表示產出能力越強；新產品銷售收入是指工業企業銷售新產品實現的收入，代表工業企業研發新產品的能力。因此，本文選取規模以上工業企業R&D人員折合全時當量、R&D人員數、R&D經費內部支出、R&D經費外部支出表示研發投入狀況；選取專利申請數和新產品銷售收入表示研發產出情況。

表1 河南省歷次全國經濟普查工業企業研發投入產出情況

本文依據灰色關聯度分析建模機理及具體步驟，利用數據對工業企業研發投入與產出的關聯度進行測算，所得結果如表2所示：

表2 河南省四次經濟普查工業企業研發投入與產出的關聯度

對工業企業研發投入與產出關聯度進行排序如下，研發投入與專利申請數及新產品銷售收入關聯度排序均為：R&D經費內部支出＞R&D經費外部支出＞R&D人員折合全時當量＞R&D人員數。

（三）結果分析

從整體上看，根據指標間關聯分類原則，若0≤ri＜0.35，比較序列和參考序列為弱相關；若0.35≤ri＜0.65，為中度相關；若0.65≤ri≤1，為強相關。河南省第四次經濟普查工業企業R&D經費內部支出、R&D經費外部支出、R&D人員折合全時當量、R&D人員數均對工業企業的研發產出影響較強，反映出工業企業研發投入對產出的促進作用顯著且有效，工業企業研發投入對研發產出發揮著較大的推動作用。

從研發投入指標來看，無論是工業企業專利申請數還是產品銷售收入關聯度，R&D經費內部支出與R&D經費外部支出均大于R&D人員折合全時當量與R&D人員數，反映出工業企業研發經費投入對研發產出的影響大于研發人員投入的影響。尤其是R&D經費內部支出，說明工業企業研發產出的提高主要還是依賴于本企業內部實際支出。應制定合理的技術創新政策，增加工業企業研發投入產出數量，提高研發投入產出質量，增加R&D經費內部支出。

從研發產出指標來看，工業企業研發投入各指標對專利申請數和產品銷售收入的影響大小不同。R&D人員折合全時當量和R&D人員數對專利申請數的影響大于新產品銷售收入；而R&D經費內部支出和R&D經費內部支出對專利申請數的影響卻不及新產品銷售收入。反映出研發人員投入在一定程度上激發了科技工作者創新熱情，增加了專利產出；與專利申請數研發產出不同，新產品銷售收入反映出工業企業研發新產品的能力，R&D經費投入有力促進工業企業技術創新，推動工業企業發展。

四、河南省工業科技進步貢獻率測算分析

（一）方法選擇與模型建立

通過對科技進步貢獻率測算方法的對比分析后，發現增長核算法指標確定比較靈活，結果明確，可以測算單個經濟體。因此，本文使用增長核算法的索洛增長速度方程，即索洛余值法測算在規模報酬不變情況下，測算自2004年河南省第一次經濟普查以來，科技進步對河南省工業經濟增長的貢獻。

河南省工業生產函數如下：

公式（1）中，Y為總產出，K為資本投入，L為勞動投入，A為常數，σ為科技進步率，α為資本投入產出彈性，β為勞動投入產出彈性，其中，規模報酬不變時，α+β=1。

對該模型做線性化處理，即：

對t求導數，可得工業經濟增長速度模型

基于數據是不連續的，按年份數據計算時，用差分代替微分，dt=1，將 dY、dK、dL 改寫為 ΔY、ΔK、ΔL，科技進步率為：

公式（2）中，ΔY/Y為總產出的年均增長率，ΔK/K為資本的年均增長率，ΔL/L為勞動力的年均增長率，年均增長率采用期限內的總增長率按年限的幾何平均值計算，任意統計量Y在t年間的年均增長率為：

科技進步貢獻率為：

資本貢獻率Ek及勞動貢獻率E1分別為：

（二）指標選擇及處理

測算河南省工業科技進步貢獻率，需對產出、勞動和資本指標進行確定，確保計算結果的可比性。基于價格因素可能對測算結果產生影響，本文以河南省2004年不變價格進行計算。

1.產出指標。產出指標可以表示具體生產過程中創造的使用價值。產出指標理論上應以實物量來表示，但工業生產中所涉及的中間產品和最終產品種類繁多且不同種類產品間不具有可加性，因而在測算工業科技進步貢獻率時，可選用工業總產值或工業增加值作為產出指標。考慮到數據的可獲取性，本文選用河南省工業增加值作為產出指標。

2.勞動投入指標。勞動投入指標是一定時期內勞動要素提供的“服務流量”，有勞動時間、強度及質量等。勞動時間統計數據缺乏，雖然勞動報酬可以將勞動投入量變化較好的表示出來，綜合反映勞動數量和勞動質量變動，但此數據并不能完整獲取。現有研究多用工業從業人員數作為勞動投入數量，雖然受教育程度、性別、年齡、職業等不同會導致勞動質量的差異，基于數據的可獲得性難以對其進行綜合衡量，故本文采用工業從業人員數作為勞動投入量。

3.資本投入指標。此前研究中并沒有對資本投入指標做統一規范，由于資本投入量數據難以測算，資本存量可以反映企業擁有的全部資本資源，能夠較好體現某一時點所擁有的全部物質生產手段。本文以河南省工業資本存量作為資本投入指標，采用永續盤存法測算河南省工業部門資本存量，計算公式如下：

公式（9）中，Kt為當年工業資本存量，Kt-1為上一年工業資本存量，It為當年工業固定資產投資額，δ為折舊率，ρt為當年工業固定資產投資價格指數。在對資本存量進行估算時，首先確定基準期資本存量；其次確定歷年工業固定資產投資總額及價格指數；再次確定合適的折舊率；最后利用公式計算歷年資本存量。

本文以2004年河南省工業生產資本存量作為基準期資本存量。計算基期資本存量的公式如下：

公式（10）中，I2004表示2004年的工業固定資本投資額，δ是折舊率，i表示幾何平均值計算的2004—2018年工業固定資本投資年均增長率。依據我國工業企業會計制度相關規定，工業企業固定資產平均折舊年限約為15—20年，折舊率約為6.67%。

（三）數據來源

數據來源于2005—2019年歷年河南統計年鑒及中國統計年鑒、國家統計局國家數據網站及河南統計局數據網站。

科技進步對經濟增長的作用是有滯后性的，這種影響是長期的、有周期的。因此，對于科技進步貢獻率的測算，適合做階段性趨勢分析。在對2004—2018年科技進步貢獻率進行測算同時，分別對2004—2008年、2009—2013年、2014—2018年各個時期的科技進步貢獻率進行測算。

表3 河南省2004—2018年工業增加值、從業人員數及資本存量

（四）模型彈性系數確定

1.彈性系數測算方法。確定增長速度方程和生產函數的重要步驟是估計要素投入的產出彈性，其系數的經濟意義是要素投入每增長1.0%，產出增長多少，包括資本與勞動力產出彈性。在規模報酬不變的情況下，α+β=1，所以只需估計出其中一個即可。

測算要素投入產出彈性系數的測算方法主要有分配法（比例法）、經驗法及回歸測算法等三種方法。分配法要素投入的產出彈性假定工資率等于勞動邊際生產率，利潤率等于資本邊際生產率，由于這種情況極少存在，所以實際很少用于彈性系數的測算。經驗法要素投入的產出彈性受研究者的主觀因素影響較大，缺乏準確性與可信度。回歸測算法通過運用柯布-道格拉斯生產函數來測算，具有實際意義。因此，本文采用最小二乘法回歸來確定要素投入的產出彈性。

2.彈性系數測算。將公式（1）變形為：

對公式（11）作線性化處理，即方程式兩端取對數

將相關指標數據帶入公式，通過EViews8.0軟件運用最小二乘法對河南省工業的產出彈性系數α估計值進行測算，得到河南省工業生產函數回歸方程：

其中，回歸模型調整后的判定系數R2接近1，模型整體擬合狀況良好。D.W.的值為2.18，在2附近，說明該回歸方程自變量間不存在嚴重的序列相關現象。F檢驗的P值為0.00，通過5%水平下的檢驗，回歸方程整體顯著；回歸方程t檢驗的P值均小于0.05，各項系數均通過檢驗。此外，檢測該回歸方程是否存在異方差，最常用的方法是懷特檢驗，經檢驗，回歸方程各變量P值均大于0.05，即接受不存在異方差的原假設，因此該方程不存在異方差。由以上回歸結果可知，α=0.26，則β=1-α=0.74。即 2004—2018年河南省工業資本投入的產出彈性為0.26，勞動投入的產出彈性為0.74。其結果與以往研究差別不大，表明該彈性系數值具有一定的可信度。

（五）測算結果與分析

根據參數估計結果與公式，可計算出2004—2018年、2004—2008 年、2009—2013 年、2014—2018 年各個時期的河南省工業科技進步貢獻率，具體結果如表4所示：

表4 河南省2014—2018年工業增加值、從業人數增長率及科技進步、資本、勞動貢獻率 單位：%

從資本產出彈性系數與勞動產出彈性系數來看，在技術水平一定的情況下，河南省工業資本每多投入1單位，工業產出將會增加0.26；勞動每多投入1單位，工業產出將會增加0.74；將其進行比較，勞動產出彈性系數遠大于資本產出彈性系數，這是因為多數工業資本的投資回報周期較長。

從縱向上來看，隨著工業增加值的不斷增長，河南省資本存量和工業從業人數都保持增長趨勢，但是，無論是工業增加值還是資本存量、工業從業人數的增長速度都有所下降。科技進步貢獻率能夠反映科技進步水平變動速度，各階段科技進率變動不大，均在4%左右。2004—2018年間資本對河南省工業增長的貢獻率為41.7%，各階段資本貢獻率變化不明顯，均在40%左右，表明依靠資本推動工業增長的力度穩定。2014—2018年間勞動對河南省工業增長的貢獻率為25.7%，但各階段勞動貢獻率從2004—2008年的33.4%下降到2014—2018年的6.5%，表明依靠勞動力數量推動工業增長的力度逐漸減弱。在大力推動制造業轉型升級和高質量發展進程中，對勞動力的需求呈現出以質量換數量的特點。科技進步貢獻率在2004—2018年間為32.6%，各階段科技進步對工業增長貢獻份額逐漸增加，從2004—2008年的25.9%，增加到2014—2018年的53.5%，表明依靠科技進步推動工業增長的作用逐漸顯現。

從橫向上來看，首先是資本對工業增長的貢獻最大，河南省工業2004—2018年三個貢獻率的排列順序依次為資本貢獻率＞科技進步貢獻率＞勞動貢獻率，說明資本是工業經濟增長的主要原因。其次是科技進步對工業增長的貢獻，值得注意的是2014—2018年科技進步貢獻率已達53.5%，高于資本貢獻率40.0%和勞動貢獻率6.5%，反映在未來河南省工業發展中，科技進步是推動河南省工業經濟增長的第一要素。

五、結論與建議

（一）研究結論

本文以河南省工業企業及工業為研究對象，在對研發投入對科技進步發展的作用機理及科技投入與經濟增長關系理論的研究基礎上，利用河南省歷次經濟普查數據對河南省工業企業研發及科技進步貢獻率進行研究，得出結論如下：

1.河南省工業企業研發活動持續加強。通過河南省歷次經濟普查研發數據的對比分析，發現河南省工業企業研發活躍度有所提高，研發隊伍不斷壯大，研發經費快速增長，發明專利大幅增加，新產品開發能力顯著提高。

2.河南省工業企業研發依舊存在不少問題。河南省工業企業各地市發展差異過大；關鍵領域核心技術自主創新能力還不足，對外依賴度較高；企業與高校和科研院所的研發合作有待提升；內資企業新產品開拓國際市場能力不足。

3.河南省工業企業研發投入與產出動態關系顯著。通過對河南省規模以上工業企業研發投入產出的灰色關聯度分析，可見工業企業研發投入對產出的促進作用顯著且有效；研發經費投入對研發產出的影響比研發人員投入影響大；研發產出提高主要依賴于本企業內部實際支出；研發人員投入在一定程度上激發了科技工作者創新熱情，增加了專利產出數；研發投入有力促進了工業企業技術創新。

4.河南省工業勞動產出彈性系數遠大于資本產出彈性系數。通過柯布-道格拉斯生產函數，采用最小二乘法得到資本產出彈性系數為0.26，勞動產出彈性系數為0.74，勞動產出彈性系數遠大于資本產出彈性系數，這是由于多數工業資本的投資回報周期較長。

5.河南省各階段科技進步貢獻率、勞動力貢獻率及資本貢獻率呈現階段性特征。隨著工業增加值的持續增長，河南省各階段資本存量和工業從業人數都保持持續增長態勢，但增長速度都有所下降；各階段科技進率變動不大；各階段資本貢獻率變化不明顯；各階段勞動貢獻率逐漸減小，各階段科技進步貢獻率逐漸增加。

6.河南省2004—2018年工業資本貢獻率＞科技進步貢獻率＞勞動貢獻率，且各個階段資本貢獻率均大于勞動。通過對三個貢獻率進行排序發現，資本對工業增長的貢獻最大，說明人力資本是工業經濟增長的主要原因。次要原因是科技進步，反映出科技進步也是推動河南省工業經濟增長的重要因素。

（二）發展建議

1.加強研發投入以及科學技術的研發與推廣。科技進步貢獻率高低的一個基本條件就是科技創新能力的高低。河南省工業企業需要加大研發投入力度，提升科技創新的力度，通過引進和研發相關的新技術、新產品及新品種等來提高科技支撐能力，完善科學技術推廣擴散體系。

2.加強科技創新人才隊伍的建設。隨著當今人力資源理論和人力資本研究的不斷深入，越來越注重人力資源對經濟發展的作用。科技人才隊伍建設不僅要有數量還要注重質量。目前河南省工業企業科技人才隊伍數量和質量方面均有待提升，加強科技人才隊伍建設對推動河南省經濟發展有重要作用。

3.推進科技管理體制的改革，優化科技創新資源的配置。從河南省實際出發，根據黨中央國務院關于深化科技體制改革的一系列重大部署和要求，穩步推進河南科技管理體制改革。重點圍繞科技管理體制中遇到的突出問題，以科技發展計劃管理改革為重要突破口，推動科技發展計劃規范化管理。