科研儀器開放對區域創新績效影響的實證研究科研儀器開放對區域創新績效影響的實證研究

邵必林　楊會會

摘要：科研儀器的開放有助于促進科技創新發展，但目前科研儀器開放管理模式不成熟，導致科研儀器開放的效果分析不明確。根據科研儀器開放和區域創新績效的先行文獻提出經驗假設：科研儀器開放促進區域創新績效提升，但科研儀器開放規模與區域創新績效并不顯著正相關。然后基于科研儀器開放視角，運用SuperSBM模型與Tobit模型相結合的方法，采用2018年相關統計數據，對我國科研儀器開放規模與各區域創新績效之間關系進行實證分析。研究發現：科研儀器的開放促進創新績效提升，目前提升效應并不顯著;東部地區存在創新投入資源冗余問題; 科研儀器開放對創新績效的影響存在區域異質性，東部高水平經濟發展地區促進效應不如中西部地區。

關鍵詞：科研儀器開放;創新績效;SuperSBM;Tobit模型

中圖分類號：F 276.42 文獻標識碼：A文章編號：1672-7312（2021）03-0244-09An Empirical Study on the Impact of Scientific Research Instrument

Opening on Regional Innovation PerformanceSHAO Biling，YANG Huihui

（School of Management，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，China）

Abstract：The opening of scientific research instruments is helpful to promote the development of scientific and technological innovation，but the current management mode of scientific research instruments is not mature，resulting in the unclear effect analysis of scientific research instruments opening.According to the previous literature on the opening of scientific research instruments and the performance of regional innovation，the empirical hypothesis was put forward：the opening of scientific research instruments promoted the performance of regional innovation，but the opening scale of scientific research instruments was not positively correlated with the performance of regional innovation.Then，based on the open perspective of scientific research instruments，the SuperSBM model and the Tobit model are combined to make an empirical analysis of the relationship between the open scale of scientific research instruments in China and the innovation performance in various regions with the relevant statistical data of 2018.The results show that：the opening of scientific research instruments promotes the improvement of innovation performance，but the improvement effect is not significant at present.The eastern region has the problem of redundant innovation input resources.Regional heterogeneity exists in the influence of scientific research instrument opening on innovation performance，and the promotion effect of the eastern highlevel economic development region is not as good as that of the central and western regions.

Key words：Scientific research instrument opening;Innovation performance;SuperSBM;Tobit model

0引言

大型科研儀器作為科技條件資源的重要組成部分，是科研工作開展的重要基礎性保障，在科技創新活動中發揮著不可替代的支撐作用。一個國家大型科學儀器設備的數量從一定程度上可以反映該國在科學領域的研究地位。大型科研儀器的開放程度越高，科技創新發展水平就越好。近年來，國家特別關注大型科研儀器的開放，2015年1月26日，國務院發布了《國務院關于國家重大科研基礎設施和大型科研儀器向社會開放的意見》，并陸續出臺了大量關于科研儀器開放平臺管理的文件。尤其是十九大以來，中國的經濟由高速發展轉向高質量發展，科研儀器的開放對促進高質量創新具有十分重要的意義。

目前，我國對大型科研儀器的投入大，但是科技資源配置分散、封閉、重復建設問題比較突出，不少科研設施和儀器閑置浪費現象比較嚴重，專業化服務能力不高。大部分科研儀器集中在高校和研究機構中，而高校及研究機構內部科研資源對外開放程度不高，對外部資源的利用率較低，就目前儀器設備的使用情況來看，儀器設備的投入產出不成比例，使用效率遠遠低于預期，這是阻礙科技創新發展的主要因素之一。

針對這一問題，國內學者已經開始對大型科研儀器開放現狀進行相關研究，但是研究成果明顯不足。在中國知網CNKI中以SCI，EI，核心、CSSCI，CSCD電子期刊為檢索庫，以“科研儀器開放”作為檢索關鍵詞，只有32篇檢索紀錄，可見現階段關于大型科研儀器開放的研究較少，而且既有文獻也多是科研儀器的購置評估及審批管理、開放平臺的管理、考核評價激勵機制建設等方面的研究。鮮有學者提出大型科研儀器開放對科技創新績效影響方面的研究?；诖耍闹胁捎肧uperSBM模型與Tobit模型相結合的研究方法來探討：①目前，科研儀器開放規模越大，將會更利于促進區域創新績效？②科研儀器開放對創新績效的影響是否存在區域異質性？

1文獻概述及理論假設

1.1國際科研儀器開放現狀

隨著經濟社會快速發展對科技創新成果產出需求的日益迫切，如何對支撐科技成果持續產出的科研儀器設備實施有效管理，更好地挖掘和發揮科研儀器設備的固有價值和潛在作用，已成為國內外學術界和實際工作領域致力于解決的關鍵問題。有學者指出，儀器設施的開放可以使終端運營商相互受益，但是中國共享經濟成功發展的同時，又存在著嚴重的資源冗余問題。

國外發達國家在大型科研儀器設備的開放管理方面，已經進行了相關探索，并取得了較大的進展。美國、英國、日本等發達國家有很多成功的經驗值得我們學習和借鑒，表1是美國、英國、日本與中國開放現狀的對比分析。表1美、英、日與中國開放現狀對比國家購置評估及審批流程產權歸屬管理開放服務管理考核評價及激勵機制美國主要是由聯邦政府進行管理，項目的立項審批及經費預算均有相關部門負責聯邦政府對儀器的產權歸屬做了詳細的規定，明確的法律規定，產權清晰完善的開放服務使用機制，使用費用明細清晰，擁有技術人才隊伍聯邦政府進行嚴格考核，并以此作為是否繼續資助的依據英國儀器購置渠道多樣，包括政府資助、企業合作、個人捐贈等政府全額資助的儀器，產權全歸政府建立開放服務平臺，面向全國開放，實行人員三級管理針對不同儀器設備制定不同的考核評估辦法日本國立研究機構向有關省廳提出特別預算申請，由專門委員會和省廳的相關部門審查產權全部歸國家所有完善的開放平臺網站，方便需求者使用，在資源上實現互通向社會開放的儀器基本免費，根據使用目的有時也進行收費中國經費大都財政支出，沒有法規對儀器的購置審批做系統的規定由財政投入的產權均屬于國家，產權模糊，相關方面的制度管理建設不完善國家宏觀管理體系不完善，開放服務的管理限于部門或單位內部，對相關技術人員重視不足對績效考核做了大量的研究，但是沒有形成固定的考核體系從表1中可以看出，發達國家開放程度較高，主要依托于完善的法律法規，清晰的產權歸屬，較為完備的開放管理機制及考核評價激勵制度。而中國大型科研儀器開放現狀整體不樂觀。

1.2理論研究現狀及假設

1.2.1創新績效相關研究現狀

廣義上的創新績效包括了科學研究和技術創新，是從創新思想產生到將新技術、新工藝推向市場的全過程。創新績效的概念廣泛而復雜，目前國際上尚未形成統一定義。黃魯成認為，區域創新系統是由知識創新子系統、技術創新子系統、知識傳播子系統和知識應用子系統構成。文中借鑒黃魯成、官建成等人的研究成果，把創新績效理解為，以高校為主體的知識創新系統和以企業為主導的技術創新系統相互作用為創新活動帶來的效益，并以此為前提選擇創新績效評價指標。目前，國內外學者通過借鑒奧斯陸手冊從評價研究角度、研究方法等方面對科技創新績效影響因素已經做出了大量的研究。

在研究視角方面，LU W M等基于生產過程的角度，運用網絡數據包絡分析的方法對30個國家的創新系統進行效率分析，并且引入了管理決策矩陣的概念，通過創新績效改進戰略地圖給政府和管理者提出績效改進建議。楊晶照等基于大數據的視角，通過對CSSCI和SSCI這2個數據庫進行“創新績效”檢索，運用Citespace Ⅲ軟件對近年來創新績效的文獻進行可視化分析，發現越來越多的學者開始關注知識整合能力、吸收能力、網絡嵌入度、組織學習與創新績效的關系，為創新績效指標體系的構建提供了良好的基礎。李婧等基于空間相關視角，以人力投入、物力投入、知識產出、經濟產出方面為依據構建了區域創新績效評價指標體系，利用中國30個省市的面板數據，采用熵權法應用引力模型測度知識溢出，考察知識溢出對區域創新績效的影響。譚俊濤等從創新基礎、產業集群環境、產學研聯系質量、技術溢出效應、政府政策5個方面出發構建了區域創新績效評價體系，借鑒歐盟的創新指數算法，從地理空間和區域差異角度，對中國31個省市的創新績效的時空演變特征及影響區域創新績效差異的因素進行深入分析。

在創新績效影響因素方法構建上，劉笑等采用面板分位數回歸的方法，研究了產學研合作數量與學術創新績效的關系，并分別分析了合作廣度、知識能力對產學研合作數量和學術創新績效的調節關系，研究表明產學研合作數量與學術創新績效呈明顯的倒U型關系，合作廣度和知識能力對創新績效具有正向調節作用。CARAYANNIS，ELIAS G等在DEA模型的基礎上，輔助以序數回歸模型的多準則決策方法，來研究創新和創業的環境因素如何影響估計的績效得分，為國家和區域創新效率提出一個綜合評估和分類框架。厲偉等采用DEA方法對2009—2013年中國內地31個省市的創新資源整合績效進行評價，將物力這一要素加入評價指標體系，彌補了前人只將人力、財力作為投入指標而忽略物力這一要素的不足。

1.2.2科研儀器開放對創新績效的影響

美國學者CHESBROUGH于2003年首次提出開放式創新的概念，開放式創新強調的是一個組織與其外部組織間進行異類資源的互補與共享以避免資源的重復浪費。RIGBY等認為加強組織與外部的合作，從外部引進創新技術資源，有利于增強組織的創新基礎。在國家創新驅動戰略的導引下，開放式創新在我國逐漸成為創新領域研究的熱點話題，彭正龍等認為提升企業與外界的合作共享能夠對創新績效產生積極的影響。蔣旭燦等指出，企業創新過程中存在創新資源匱乏問題，而組織之間資源的開放共享能提高資源的利用效率，加快創新速度，提升創新績效，對創新績效產生顯著的正效應。習近平總書記于2014年的中央全面深化改革領導小組第六次會議上提到了目前科研儀器利用率和共享程度不高等突出問題，并提出通過科研儀器向社會開放來提高全社會創新能力的必要性?？蒲袃x器作為科技創新活動的重要基礎資源，其開放程度對創新績效的影響值得深入研究。根據國內外學者關于開放式創新的研究現狀和發達國家對本國科研儀器開放以提高科研資源的利用率，促進創新成果產出的啟示，得出本研究的科研儀器開放對創新績效的影響機理，如圖1所示。

基于前人的研究，可以看出，大多數學者關于科技創新績效影響因素的研究主要涉及3個方面：一是評價指標體系的選取;二是評價方法的選擇;三是考察視角的選擇。在中國高質量創新發展的背景下，大型科研儀器設備的開放對促進高質量創新發展具有十分重要的意義，但是很少有學者從大型科研儀器的開放角度出發，對創新績效影響做出客觀的評價分析。

綜合科研儀器開放和區域創新績效的先行研究文獻，我們得出經驗假設：科研儀器開放促進區域創新績效提升，但科研儀器開放規模與區域創新績效并不顯著正相關。文中的著力點是：①在注重劃分科研儀器開放規模的基礎上，探討科研儀器開放規模對創新績效的影響;②從區域層面對我國科研儀器開放與創新績效的關系進行深入研究;③借助超效率DEATobit模型實證檢驗科研儀器開放規模對科技創新績效的影響。

2.1SuperSBM模型

數據包絡分析法（data envelopment analysis，DEA）是目前廣泛應用于效率評價研究的一種非參數方法。由于在使用該模型的過程中不需要確定各投入指標和產出指標的權重，避免了指標權重確定主觀性強、難以確定的問題，它可以測算純技術效率、規模效率等，有助于更為準確地評價投資效率，大量有關DEA模型所測度的效率結論也都表現出良好的可信性。通常運用數據包絡分析法進行評價決策單元（decision making units，DMU）是否有效、是否達到最優化，并對決策單元的效率進行排序。它是基于線性規劃和生產理論的原理，旨在測量決策單元投入可用資源生成一組輸出的效率。運用DEA模型具有以下優點：①它允許多個投入指標和多個產出指標;②不需要確定投入指標和產出指標的權重，避免了指標權重確定難的問題;③將效率與最佳運行機組的效率進行比較，而不是與平均性能進行比較。

目前傳統的DEA方法主要集中在徑向的CCR、BCC模型中，若評價最優解不為1，即該DMU無效。傳統DEA的方法主要的局限在于：投入和產出變量之間若存在較強的相關性，會出現決策單元普遍有效的情況，缺乏較為清晰的區分度，不利于從各決策單元的效率值中提取差異信息。Tone提出的非徑向SBM模型（slackbased measure，SBM）將松弛變量直接放到目標函數中，解決了投入產出的松弛性問題和存在非期望產出時的效率評價問題。SBM模型在效率評價中得到了廣泛應用，并具有相當的穩健性，而超效率DEA能夠對普遍有效的決策單元重新優劣排序。因此，文中采用DEA方法中的SuperSBM模型。

假設每個省是一個決策單元（DMU），每個省有m種投入、s種產出，用向量可表示為x∈Rm，y∈Rs，定義矩陣X、Y如下：X=＼[x1，…，xn＼]，Y=＼[y1，…，yn＼]，其中，xi>0，yr>0。具體模型分別見式（1）。

minσ=1m∑mi=1ixiO1s∑sr=1rxrO

s.t≥∑Jj=1，≠0ixj，

≥∑Jj=1，≠0iyj，

∑Jj=1，≠0j=1，

≥x0，≤y0，≥0，≥0（1）

若效率值σ≥1，則表明該決策單元完全有效，此時該DMU的投入—產出剛好達到最優效率，即投入正好轉化為最大產出;若效率值σ<1，則表明該決策單元存在效率損失，該DMU的投入—產出未達到最優效率，即投入未轉化為最大產出，可通過優化投入量、提高產出量來改善效率。

2.2Tobit模型

Tobit模型最早是由James Tobit（1958）提出，又稱截斷式回歸模型，該模型的一個重要特征就是解釋變量y為截斷數據，即解釋變量都大于或小于某個確定值＼[24＼]。因用SuperSBM測算出來的績效值大于0，傳統最小二乘法的回歸將產生有偏和不一致＼[25＼]，基于此，文中運用Tobit模型考察科研儀器開放規模對區域創新績效的影響，見式（2）。

ink=βhk+εk，βhk+εk>0

0，其他（2）

其中ink為第k個省區的科技創新績效值; hk為創新績效的k個影響因素;εk為誤差項。

3指標構建及數據來源

3.1評價指標的選取及數據來源

能反映科技創新效率的指標很多，基于全面性、科學性、系統性、客觀性和數據可靠性5個原則，參考前人對創新績效評價指標體系的建立＼[26-27＼]，在進行了專家咨詢及深入調查研究的基礎上，構建了基于中國31個省市數據的科技創新績效評價指標體系。評價指標體系主要分為投入指標和產出指標2類，投入產出指標見表2。

產出指標Y國外主要檢索工具收錄的科技論文數y2新產品銷售收入y3高校R&D課題數y41）投入指標。盡管前人對評價指標的選擇不盡相同，但主要涉及規模投入、人員投入、資金投入這3個方面。文中參考朱海就、趙炎等人的研究，從以上3個方面出發選取投入指標，以普通高等學校數量、規模以上工業企業數量和國外技術引進合同數這3個指標作為規模投入的基本情況;規模以上工業企業R&D人員數、公有經濟企事業單位專業技術人員數能夠衡量企業對科技創新的重視程度，以反映人員投入基本情況;資金投入指標用“R&D經費投入強度”來表示。

2）產出指標。產出指標的選取主要涉及知識成果產出及經濟收入。美國學者FRAME的研究表明，專利數對創新能力的貢獻為25%，科技論文數為21.6%，該觀點肯定了專利數和科技論文數在某種程度上代表了一個地區的創新水平。在國際技術創新水平的比較研究中，也常用到有效專利數，徐銀良等人用國內有效專利數和發表的科技論文數來衡量科技創新的直接產出。高校是進行知識創新的主體，“高校R&D課題數”體現其進行創新的主觀努力程度，因此，以國內有效專利數、國外主要檢索工具收錄的科技論文數、高校R&D課題數來表示學術成果的產出情況;經濟收入用“新產品銷售收入”來表示。

研究是以中國內地31個省市的創新績效為研究對象，考慮到數據的可得性與完整性，數據主要來源于2018年的《中國統計年鑒》《中國科技統計年鑒》等權威數據庫，各省的科研儀器開放數量來自《重大科研基礎設施和大型科研儀器國家網絡管理平臺》權威網站。這里需要說明的是，基于數據的可得性，科研儀器開放數量采用的是截止到2018年底的累計變量。

3.2科研儀器開放與創新績效的事實描述分析

我們用EViews 10.0軟件畫出我國內地包括東部、中部、西部的31個省區的科研儀器開放規模趨勢折線圖，如圖3所示?？梢钥闯鑫覈笮涂蒲袃x器設備已經全國范圍內普遍開放，但開放規模顯然不同;例如東部地區整體規模明顯大于中部地區，中部地區略微大于西部地區，究其原因在于各地區地理位置、經濟、文化等因素的不同。

根據圖3，科研儀器開放規模區域差異較大，因此，我們參照劉友金對東、中、西3大區域的劃分方法將全國內地31個省市按圖2橫坐標中的北京-海南作為東部地區，山西-黑龍江作為中部地區、內蒙古-西藏作為西部地區來探究科研儀器開放規模與創新績效的影響關系。

同時，文章參考國內學者在進行定量分析時所用的方法，對前文所說的31個省市的科研儀器開放數量從大到小進行排列，并將其劃分成大規模開放與小規模開放2個階層，來驗證科研儀器開放規模對科技創新績效的實質性影響。具體劃分結果如圖4所示。圖4我國內地31個省市科研儀器開放數量

文中將科研儀器開放規模作如下設定：對超過全國科研儀器開放數量平均值的稱為大規模開放，反之稱為小規模開放。Tobit回歸模型的指標變量，見表3。

4實證分析

4.1區域創新績效評價

在有效獲取評價數據的基礎上借助DEASOLVERpro 5.0軟件，采用SuperSBM模型，得到中國內地31個省市2018年的科技創新投入產出績效，計算結果見表4。

1）2017年各省市的創新績效排名為：北京>陜西>甘肅>廣東>廣西>山西>西藏>寧夏>吉林>湖南>江蘇>河南>上海>黑龍江>內蒙古>四川>貴州>浙江>重慶>湖北>河北>遼寧>山東>安徽>福建>天津>江西>云南>海南>新疆>青海。其中20個省達到DEA有效，天津、河北、遼寧、海南、青海等10個省DEA無效。在DEA有效的20個省中，北京市績效值排名第一且遙遙領先其他省，而排名最末的新疆、云南、海南、青海等省份的績效與之相差甚遠，可見這些地區受經濟條件的限制。

2）東部地區的績效值并不普遍高于中西部地區。例如，上海、廣東等東部地區的績效值低于陜西、甘肅等西部地區。DEA是對決策單元進行相對有效性評價，當投入的增量值大于產出增量時并不會增加創新績效值，即投入資源存在冗余。西部地區雖然產出量少，但其投入量也相對較小，這正是上海、廣東等東部地區的績效值低于陜西、甘肅等西部地區的原因。由表5可知，上海市的“新產品銷售收入y3”產出指標嚴重不足，廣東省存在投入指標冗余、產出不足的現象，尤其是“規模以上工業企業數量x2”存在嚴重的投入重復浪費現象。這說明，東部經濟發達地區創新績效低于西部地區并非因為創新投入量不夠，而應該加強投入產出過程管理，進而提升績效值。

3）在非DEA有效的10個省中，遼寧地區與黑龍江、吉林地區的創新績效值相差較大，研究結果顯示，遼寧省的“國內有效專利數y1”、“國外主要檢索工具收錄的科技論文數y2”2個指標存在嚴重產出不足的問題。因此，遼寧應該加強學術成果產出方面的研究，同時應加強東北區域科技創新協同管理，以提升東北地區整體創新績效。

4.2科研儀器開放對科技創新績效的影響：Tobit

運用Tobit模型，并引入虛擬變量，分2個層面研究：第一，從科研儀器開放規模層面分析對科技創新績效的影響。第二，分區域研究，將我國內地31個省劃分成東、中、西3部分，將西部設為基準地區，來分析3大區域科研儀器開放對創新績效的影響，結果見表6。

根據表6的模型（1）結果我們可以看出，科研儀器的開放促進創新績效的不斷提高，但是大規模開放的情況下其對創新績效的提升效應是不顯著的。根據表6模型（2）的回歸結果，確立3個回歸方程如下。

東部地區科研儀器開放規模與創新績效的關系

in=0.854+0.000 2h-0.444=0.410+0.000 2h（3）

中部地區科研儀器開放規模與創新績效的關系

in=0.854+0.000 2h-0.132=0.722+0.000 2h（4）

西部地區科研儀器開放規模與創新績效的關系

in=0.854+0.000 2h（5）

由于把西部地區看作基準地區，因此偏截距系數反映了相對基準地區科技創新績效的增加或減少。例如：-0.444表示東部地區的創新績效比西部地區少0.444。

通過模型（2）的3個回歸方程，可以得到：雖然東、中、西部地區科研儀器開放對科技創新績效的影響效應有所差別，但整體上都是促進科技創新績效的提升的，這在一定程度上驗證了之前的經驗假設;通過相關系數的比較，隨著我國科研資源開放理念的逐步發展，科研水平日益提升，但科研儀器開放對創新績效的影響呈現明顯的區域差異性。開放背景下，東部地區的創新績效提升效應比西部地區少0.444，中部地區較西部地區少0132。該結果不符合高水平經濟發展地區科技資源開放規模越大進而對創新績效提升效應越高的觀念，這與2015年底“中國軍民融合平臺”開始在西部建設相關，因為經濟發展水平高的地區存在資源重復浪費現象，導致科技創新產出績效較低。

5結語

文中從“科研儀器開放”的角度出發，采用SuperSBM模型對創新績效值進行測度，然后用Tobit模型對創新績效進行回歸，從科研儀器開放規模層面及區域層面對我國科研儀器開放規模與各區域創新績效之間關系進行實證分析。

1）經濟發展水平高的地區存在科技創新資源投入重復浪費現象。

2）科研儀器開放促進創新績效提升，但開放規模對創新績效的影響并不顯著。

3）科研儀器開放對創新績效的影響存在區域異質性，從影響效應上看，西部地區>中部地區>東部地區。

4）加強儀器開放平臺的管理。研究結果顯示，經濟發達地區科技資源投入量大，但存在投入重復浪費現象，經濟發達地區開放效果不明顯。因此，需要進一步加強開放平臺的建設，以提高儀器開放效率。建立激勵評價機制，按職能劃分管理人員，定期進行設備的使用評價，合理的價格補貼政策有利于推動開放平臺的發展，激發平臺管理人員的積極性＼[36＼]。根據儀器設備的來源不同，劃分清晰的產權歸屬，明確相關機構和單位的責、權、利，方便制定合理的開放機制。利用先進的大數據技術，對各機構的儀器設備數據進行收集，實現數據庫的統一管理，以便實現資源的互通，達到共享的目的。

5）加強區域開放平臺的聯系。在西北5省中，只有新疆、青海的創新績效值非DEA有效。東北三省中，遼寧地區創新績效值落后于黑龍江、吉林地區。因此，應加強區域開放平臺的聯系，提高臨近省區整體科技創新水平。最后，科研開放平臺有法可依。制定合理的法律保障體系，使各機構在推進科研平臺的開放時，有法可依。

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（責任編輯：王強）