基于灰色關聯分析法的京津冀、長三角地區生物醫藥產業發展水平對比研究

黃穎，譚清立，林岱衡

（1.廣東藥科大學醫藥商學院，廣東中山 528400；2.廣東藥科大學健康學院，廣東廣州 510006）

生物醫藥產業是我國重要的戰略性新興產業，國家“十四五”規劃提出將生物經濟加速打造成為繼信息經濟后的重要新經濟形態。近年來，醫藥領域的一系列改革，如藥品帶量采購常態化、醫保談判制度化、藥品審評審批嚴格化和規范化等，倒逼生物醫藥產業發展提質增速。全球化背景之下，生物醫藥產業呈現出多元化空間格局的不同發展模式[1]。

我國生物醫藥產業集群主要分布于京津冀地區、長三角地區和粵港澳大灣區等區域，三地區經濟份額總額接近全國40%[2]。北京、上海等地相繼出臺政策扶持生物醫藥產業發展，促進生物醫藥產業一體化[3]。京津冀地區處在中國北方經濟核心位置，其中北京市創新資源豐富，但對天津市和河北省的輻射效應效果不理想，后兩地發展相對滯后[4]。長三角地區是我國改革發展的前沿陣地，經濟發展水平高且科技創新活躍，人才等眾多創新要素匯集，但也被認為存在區域發展不協調、政策體系不完善等系列問題[5]。我國三大經濟區中，已有學者對粵港澳大灣區生物醫藥產業的投入—產出水平發展進行了深入研究[6]，但京津冀地區和長三角地區生物醫藥產業投入產出水平的研究尚未見文獻報道。生物醫藥產業領域目前的研究多聚焦于省、市級層面的分析，經濟區層面研究較少。

本研究結合多種權威途徑查詢數據，解決了區域維度下數據分散的技術性問題，立足京津冀和長三角地區的生物醫藥產業發展水平進行定量分析，通過灰色關聯分析和文獻分析法完成數據挖掘與綜合討論，評估其發展效益，探究兩地區區位差異和產業要素配置的不足，因地制宜地提出生物醫藥產業發展的優化建議。

1 研究方法與數據來源

生物醫藥產業作為戰略性新興產業，具有信息不完全的特點，灰色系統理論則可以針對信息不確定性進行有效處理[7]。產業效益會受到來自研發投入、外部政策等多方面影響，據此，本研究選取灰色關聯分析法對京津冀地區與長三角地區的生物醫藥產業發展效益水平進行深入剖析，解析產業競爭力提升的有關要素。所采集指標數據為京津冀地區與長三角地區各省市2013-2019 年的各項生物醫藥產業面板數據。數據主要來源于中國高技術產業統計年鑒、京津冀地區各省市統計年鑒、長三角地區各省市統計年鑒和中華全國工商業聯合會醫藥業商會官網，個別數據指標（如新增藥物專利數、新增醫藥制造業專利數）來源于國家知識產權局。其中2017年因中國高技術產業統計年鑒停更，無法確定具體數據內容，故除去2017 年，將其余6年的歷史數據進行梳理與整合。

2 生物醫藥產業發展效益水平評價指標的選取

選取2013-2019年間（2017年除外），京津冀地區與長三角地區的全國醫藥工業百強數量、醫藥行業的新增藥物專利數作為部分比較指標，同時選取京津冀地區與長三角地區醫藥制造業的規上企業數、新增專利數、研發機構數、研發機構人員數、R&D 研究經費總支出費用、研究人員折合全當量和R&D 經費內部支出中政府資金作為比較指標，上述指標作為京津冀地區和長三角地區的醫藥制造業營業收入主要影響指標，將全部被應用于衡量生物醫藥產業投入情況，同時在指標間進行灰色關聯度分析，建立京津冀地區和長三角地區的生物醫藥產業營業收入影響指標體系。鑒于生物醫藥行業數據過少，不足以支撐建模分析，而生物醫藥產業是由生物技術產業與醫藥產業共同組成的，所以本研究采用醫藥制造業相關數據以代表生物醫藥產業效益。

3 灰色關聯模型的分析步驟與結果

3.1 灰色關聯分析序列的確定

京津冀和長三角地區分別以X0（k）、Y0（k）表示醫藥制造業營業收入（億元），并作為參考序列；以全國醫藥工業百強上榜數量（家）、規上企業數（家）、新增藥物專利數（件）、新增醫藥制造業專利數（件）、研發機構數（家）、研發機構人員數（人）、R&D研究經費總支出費用（萬元）、研究人員折合全當量（人年）和R&D 經費內部支出中政府資金（萬元）這9 項指標作為比較序列，京津冀地區的9 項比較序列分別記為X1，X2，…X9，長三角地區的9 項比較序列分別記為Y1，Y2，…Y9。京津冀地區和長三角地區2013-2019 年（除2017 年）各指標原始數據見表1、表2。以京津冀地區為例（下同），分析序列公式如下：

表1 京津冀地區的指標原始數據Table 1 The original data of indicators in the Beijing-Tianjin-Hebei region

表2 長三角地區的指標原始數據Table 2 The original data of indicators in the Yangtze River Delta region

式中：X為灰色關聯因子集，x0(k)∈xi為參考列，xi(k)∈xi為比較列，x0(k)與xi(k)∈xi分別為x0與xi在第k年的數據。

3.2 原始數據指標的預處理

本研究系統中的各項指標意義不同，導致指標間的量綱不一致，故采取均值化變換對各項指標的原始數據進行無量綱化處理，以便后續比較。處理公式：

式中：xi為未經過數據預處理的序列中的關聯因子，為經過數據預處理后的關聯因子，為對應每一項關聯因子的均值。

3.3 灰色關聯系數的計算

首先求解京津冀地區與長三角地區于2013-2019 年間（除2017 年）參考序列和比較序列的絕對差序列，然后從求得的絕對差序列中提取元素的最大值與最小值，計算得出關聯系數，并引出分辨系數ε，該系數的取值范圍是（0，1）。而ε取值越小，則所得關聯系數之間的差別越大，更有助于數據的比較和區分，此處取ε=0.5，使用Matlab 軟件求得兩個地區的關聯系數結果r0（k），如表3、表4 所示。關聯系數處理過程如下：

表4 長三角地區的指標灰色關聯系數Table 4 Grey correlation coefficient of indicators in Yangtze River Delta region

表3 京津冀地區的指標灰色關聯系數Table 3 Grey correlation coefficient of indicators in Beijing-Tianjin-Hebei region

3.4 求得灰色關聯度

為更直觀了解比較序列對參考序列在產業發展過程的聯系緊密度，進一步求得每個指標在此6 年中的關聯度平均值r0i（k），結果見表5。公式如下：

表5 京津冀地區與長三角地區的指標關聯度平均值排名Table 5 Ranking of average index correlation degree between Beijing-Tianjin-Hebei region and Yangtze River Delta region

3.5 灰色關聯度結果描述

由表5 可見，京津冀地區醫藥制造業營業收入與9 項指標均存在強關聯性或較強關聯性，長三角地區醫藥制造業營業收入與9項指標除新增醫藥制造業專利數、醫藥制造業研發機構經費支出2 項指標，其余指標均屬于強關聯與較強關聯范疇。

4 討論

4.1 京津冀地區生物醫藥產業規模不斷擴大，但發展階段不統一；與之相比，長三角地區產業集聚優勢突出，但產業協同發展水平有待提高。

京津冀地區規上企業數關聯度均值排位第1，為0.927，位列9 項評價指標之首，全國醫藥工業百強上榜數量指標位列第2，關聯度均值結果為0.900，表明規上企業數和全國工業百強上榜數量是影響京津冀地區醫藥制造業營業收入的關鍵因素。與京津冀地區相比，長三角地區的醫藥制造業規上企業數關聯度均值結果顯示為0.850，位列第3，規上企業數指標代表的城市產業規模相對較弱。基于京津冀地區的面板數據（表1），可發現北京市與河北省的規上企業數體量明顯大于天津市，而北京市的規上企業數總額總體與河北省相差不大，京津冀區域總額于2019 年達到峰值（614 家），此時北京市共計擁有醫藥制造業規上企業235家，河北省282家，天津市97 家，綜上表明京、津、冀三地生物醫藥產業發展步調不統一，存在著明顯的地緣差異。在區域一體化視角上，北京市作為政治中心，一方面把握住了生物醫藥產業發展機遇，另一方面也正積極推進生物醫藥產業向外轉移[8-9]，河北省則以人才引進等手段竭力把生物醫藥產業做大做強[10]，2019年京津冀規上企業數的飛速增長是大量中小企業成功“升規”的成果。整體上，京津冀地區生物醫藥產業規模不斷擴大，其營業收入于2013-2019年間從1981.34 億元漲至2623.1 億元，累計增長32.39%，其生物醫藥產業發展勢如破竹，水平高且競爭力強。京津冀形成富有地區特色的產業集群新格局的同時，也面臨傳統優勢園區空間承載能力弱、產業資源集聚效果不顯等問題[11]。無獨有偶，長三角地區的生物醫藥產業也存在規模效益不足的相關問題，表4顯示該地區規上企業數關聯度于0.850上下浮動而未能前進，說明由規上企業數指標代表的產業規模層次欠佳。

長三角地區的生物醫藥產業鏈相對獨立且完整，產業集聚優勢也較為明顯[12]。但長三角地區生物醫藥產業突出的創新優勢和產業化優勢未能合理組配，帶動整體創新驅動轉型。證據來自該地區新增藥品專利數在2013-2019 年間共計減少5 844件，累計下降34.84%。而基于政策傾斜、市場擴容、外貿條件便利等多重背景[3]，長三角地區的三省一市生物醫藥產業差異化發展，該地區醫藥制造業規上企業數在2013-2019 年間累計增長10.6%，總體而言穩中有進。生物醫藥產業是江蘇省的優勢產業，產業規劃布局相對完善，集聚優勢明顯。較江蘇省而言，浙江省大中型生物醫藥企業規模不足，研發制造能力遜于江蘇。上海生物醫藥產業依托政策利好與區位優勢，在人才、科研院所與研發機構等創新鏈環節具有顯著優勢。安徽省生物醫藥企業數量少且規模小，產業模塊零碎、研發能力相對偏弱。從整體而言，這是區域協作能力建設不足導致了在長三角較大的幅員下規模效益弱于京津冀地區。

4.2 京津冀地區生物醫藥產業科技研發投入持續提高，但資源配置方面不均衡，相較而言，長三角地區產業鏈結構日趨完整，但研發機構與研發人員布局亟待進一步調整。

京津冀地區醫藥制造業研發機構人員數、研發機構數指標位列其關聯度均值（0.899、0.867）排位第3 位和第4 位。年度數據上，二者關聯系數在波動中呈下降趨勢。而長三角地區的醫藥制造業研發機構數、研發機構人員數與產業效益緊密關聯，居于其關聯度均值的第1 位和第2 位，分別為0.931和0.892，其中研發機構數的關聯度值變化趨勢為緩步爬升，機構人員數關聯度值則呈現波動下降趨勢，創新投入是促進長三角產業效益提升的首要層面。

統計數據表明，京津翼地區不斷加大生物醫藥產業的科技研發投入，2013-2019 年間，該地區研發機構總數累計增幅達到70.83%，其研發機構人員數變化趨勢為先上升而后趨于穩定，機構人員數增長最快的2013-2015 年間累計增幅14.83%，但產業效益卻沒有隨著研發投入相應提高。在模型結果中，京津冀、長三角生物醫藥新增專利與參考系統關聯度分別為0.79 和0.757，分別位列第6 位和第5 位，京津冀地區醫藥行業新增藥物專利數在2013-2015 年間累計降幅達28.70%，而2019 年相較2018 年下降12.34%，這反映該地區生物醫藥產業投入與產出的不同步，創新轉化效能有待提高。京津冀地區需要發揮生物醫藥產業一體化和集群優勢，通過轉移與承接促進產業機構調整與轉型升級[9]。相比而言，長三角地區總體醫藥制造業研發機構數穩中略有增長，該地區醫藥制造業研發機構數于2013-2019 年共計增加275 家，累計增幅29.47%。但上海市的醫藥制造業研發機構數卻呈現逐年減少的趨勢，2013 年共有62 家，2019 年減少至45 家，累計降幅27.41%，而安徽省、江蘇省和浙江省的研發機構數量均有明顯爬升趨勢，3 省在2013-2019 年間醫藥制造業研發機構數累計增量分別為159.29%，12.18%和19.14%，值得注意的是，安徽省研發機構數由2013 年的113 家增長至2019年的293家。這可能是長三角地區正落實生物醫藥產業轉移，其研發機構生產制造等活動正逐漸轉向周邊城市所致。長三角地區雖有全國領先的產業規模，但研發機構數量布局及空間布局優化需加緊統籌完善。可見，京津冀與長三角地區生物醫藥產業最需要關注的仍然是產業轉型升級、均衡資源配置問題。

5 建議

5.1 群龍齊出，以點帶面破壁壘

京津冀地區位列第1 位和第2 位的指標分別是規上企業數與全國醫藥工業百強上榜數量，而規上企業數在長三角地區的關聯度值排位第3，居于前列。京津冀地區由強至弱為北京市、天津市、河北省，長三角地區依次為上海市、江蘇省、浙江省、安徽省。

助力發展勢頭正盛的生物醫藥產業企業實現提質增量是推動區域發展的關鍵。在區域布局上，可通過引導發達城市的龍頭企業外遷，充分發揮北京、上海兩市在京津冀、長三角地區的輻射帶動作用，可分別以中關村科技園區大興生物醫藥產業基地、張江生物醫藥產業園為引領做好產業轉移工作，扶持周邊城市新興生物醫藥產業園區，推動中小企業規范化轉型升級。參考北京·滄州渤海新區生物醫藥產業園發展經驗，以高新技術平臺為外遷和地方合作樞紐，逐步實現區域間生物醫藥產與研的互聯互通。龍頭企業是創新與發展的主要驅動力量，應該加緊龍頭企業培育，二線城市工業發展部門應考慮同龍頭企業集團下子公司深入交流，著重提高企業經營管理水平，穩定生物醫藥產品的生產發展。還可將引入政策根據企業戰略需求予以一定程度上的側重和協同，來引導、推動龍頭企業集聚，以此提高區域內的規模經濟效益與產業凝聚力。我國醫藥工業百強企業作為引領生物醫藥產業技術革新的主力軍，當以《“十四五”規劃和2035遠景目標綱要》為指導，發揮百強企業創新優勢及行業共榮效益。京津冀、長三角兩地區需將其區域內百強醫藥企業優勢資源應用于產業創新研發，同時圍繞百強醫藥企業優勢資源搭建區域信息交流及技術授權平臺，完善產業模塊體系，推動區域內生物醫藥產業鏈集約化發展，接軌國際拓展現有產品的市場定位和技術定位，以形成更龐大的市場規模，創建良好的產業發展環境，由此實現兩地區生物醫藥產業的創新協同。

5.2 通力協作，順應時勢謀共贏

京津冀與長三角地區的醫藥制造業研發機構數關聯度值分別排第4 位與第1 位。醫藥制造業研發機構經費支出位列京津冀地區各指標排位第5。生物醫藥產業的發展需要全方位的政策扶持、充分的資金投入與合理的研發機構布局，三大要素缺一不可。面對當前產業創新要素缺乏的問題，可依托京津冀地區和長三角地區得天獨厚的地理優勢，積極整合、調配生物醫藥產業各類園區研發機構資源，可通過由河北、安徽等積極承接周邊生物醫藥產業龍頭省市的創新溢出，縮短產業發展差距。而京津冀與長三角地區的生物醫藥科研機構的高質量發展需把握時下國內國際雙循環發展格局，通過高校與高水平科研機構攜手合作，著手打造基礎研究與應用技術研究并行的政—產—學—研平臺。通過完善生物醫藥產業園配套軟硬件設施，優化周邊環境，吸引國內外在生物醫藥行業內有所建樹的機構進駐生物醫藥產業園；機構與企業協同配合，提高產業研發投入效率，進而促進兩地區內生物醫藥產業協同優勢互補，實現產業轉型升級、協調平衡發展。

5.3 引賢納才，能者得以盡其才

京津冀地區與長三角地區的醫藥制造業研發機構人員數與其各自的營業收入關聯度值排位分別在第2 位和第3 位，而長三角地區的醫藥制造業R&D 人員折合全時當年量關聯度結果位居第5，足見研發人力資源投入與配置對生物醫藥產業收益的重要性。實現人才隊伍建設與人才聚集效應，滿足產業需求，帶動產業創新與發展，是提高生物醫藥產業競爭力的關鍵。有關部門可考慮牽線搭橋構建引進高層次人才的平臺，并對人才市場機制進行完善，推動高水平人才集聚。京津冀與長三角地區的高校應突破現有人才培養模式，特別是醫藥類高等院校應由當下普遍的醫學、藥學、基礎科學分立的人才培養模式轉變為復合型人才培養模式，可參考清華大學、浙江大學的“MD-PhD”國內雙博士學位項目的培養模式，認可企業橫向課題，實現高技術人才的知識互溢，切實為生物醫藥領域創新拾柴添薪。同時促進資源有機整合，推動科技研發信息資源開放，高等院校間科研功能共享，分別形成京津冀地區與長三角地區的一流科研人才培育基地。充分發揮京津冀地區與長三角地區的教育資源優勢，推進校企聯動，鼓勵企業以現有資源為基礎，同高校精誠合作培養生物科學技術人才。