河北省装备制造业创新能力的测定与分析

马银戌

（河北经贸大学 数学与统计学学院，河北 石家庄 050061）

一、引言

装备制造业是为国民经济各部门发展提供技术装备的基础性和战略性产业，其发达程度标志着一个国家和地区的产业结构层次和综合竞争力的强弱。河北省政府提出力争用五年左右的时间把装备制造业发展成为继钢铁产业之后河北省又一个支柱产业，培育新的经济增长点，构建具有河北特色的现代产业体系。然而，多年来河北省凭借资源优势形成了“一钢独大”的产业结构，装备制造业的产业规模偏小、科技创新能力不强、产品结构层次较低。发展装备制造业对河北具有特殊意义，不仅可以打造新的竞争优势，而且能够直接扩大对钢铁产品的需求，带动钢铁行业延伸链条、提升产业层次。从某种意义上说，装备制造业的发展决定了河北省钢铁业可持续发展的未来和全省经济可持续发展的未来。因此，深入研究河北省装备制造业的科技创新能力，迅速壮大装备制造业，将有利于河北省经济的可持续发展，促使现代产业结构的形成和优化，加速河北省工业化进程。

（一）相关研究综述

国外没有“装备制造业”的称谓，其较多研究的是装备工业。国内对于装备制造业创新的研究较多[1]。宋涛[2]（2007）认为，把创新发展以高新技术为特征的现代装备制造业作为突破口，加快我国技术进步与自主创新的进程，是实现我国国民经济在更高阶段上持续发展的重要保证。刘元才[3]（2007）等认为技术创新战略已经成为我国装备制造企业发展战略中的核心战略，装备制造企业核心竞争能力是由多重因素共同作用的一个合力，其中技术创新是一个最为关键的因素。王晓辉[4]（2010）认为中国装备制造业自主创新的能力及相应的技术水平低，使其市场竞争能力弱而处于全球价值链的中低端位置。跨国公司的全球生产网络加剧了中国装备制造企业与价值链同一环节中其他企业间的横向竞争，制约了中国装备制造企业自主创新的能力和动力。对于装备制造业创新能力的综合评价研究较少，有些学者提出了产业技术创新能力的评价指标体系。王哲和李荣平[5]（2007）在对产业技术创新能力的概念和影响因素进行探讨的基础上，提出了从技术创新能力形成过程的角度对产业技术创新能力进行评价的理论，并在此基础上建立了由三大模块、11个基础指标构成的产业技术创新能力评价指标体系。刘婧姝和刘凤朝[6]（2007）则从产业技术创新能力的构成要素入手，提出了由六大构成要素、31个指标组成的创新能力评价指标体系。杨华峰和申斌[7]（2007）以定性与定量相结合的方式，从创新基础、科技投入、环境支撑、产出效益、持续创新等方面建立了由42个指标组成的装备制造业原始创新能力评价指标体系。但上述研究均没有提出如何利用众多的指标对产业或装备制造业创新能力进行综合评价的量化方法，也没有实证研究结果。

（二）研究口径及数据来源

装备制造业是我国所特有的一个概念，其最早的正式使用是1998年中央经济工作会议提出的“要大力发展装备制造业”[8]。关于装备制造业的分类及产业范围，许多学者和机构提出了不同的意见。考虑到数据搜集的可行性和规范性，本研究采用国家统计局《国民经济行业分类》标准（GB/T4754-2002）[9]，将装备制造业具体分为下述 7 个行业：（1）金属制品业；（2）通用设备制造业；（3）专用设备制造业；（4）交通运输设备制造业；（5）电气机械及器材制造业；（6）通信设备、计算机及其他电子设备制造业；（7）仪器仪表及文化办公用品机械制造业。数据主要来源于河北省第二次R&D资源清查数据、全国第二次R&D资源清查数据、河北经济年鉴、河北省科技统计年报、中国统计年鉴、中国科技统计年鉴等，指标口径为规模以上工业企业。

二、装备制造业创新能力的评价指标体系

（一）创新能力的评价指标体系

创新能力是一个综合性概念，很难用某个单项指标来衡量，根据国家统计局提出的衡量企业自主创新能力的指标体系，遵循指标体系设置的科学性、系统性、相关性、实用性原则，依据装备制造业的产业技术特点，结合前人的研究成果，本文在指标体系设置时，尽可能多地考虑到和创新有关的各种因素，从创新资源、创新投入和创新产出三个层面筛选指标，以期指标体系尽可能完善，尽可能从多个角度较全面地反映装备制造业的综合创新能力。

装备制造企业的创新首先要求企业自身具有比较丰厚的创新资源，包括企业进行创新的物质资源和人力资源两方面。其中“物质资源”这个二级指标选择了一些总量指标用以衡量装备制造业的经济实力，主要包括总产值、科技经费筹集总额等7个三级指标；人力资源则选择了从业人员数和企业办科技机构的科技人员数2个三级指标。

创新投入是创新的实践过程，是创新产出结果的直接条件，包括资本投入和劳动投入两部分。在“资本投入”这个二级指标下具体选择了研发项目数、新产品开发项目数、R&D经费投入强度、科技经费支出总额及各项具体的创新支出来分析该行业资本投入程度。其中，“R&D经费投入强度”是一个重要指标，它是R&D经费占主营业务收入或产品销售收入的比重，综合反映了研发各项资源包括人员、资本及各种设施全方位投入的程度，是国际上衡量技术创新能力的常用指标；在“劳动投入”这个二级指标下，主要选择了企业从事科技活动的人员总数、科学家和工程师、R&D人员3个三级指标，这些指标代表了该行业高科技劳动力的投入量。

在创新产出这一部分，设计了2个二级指标：一是创新的“当期产出成果”，具体包括新产品产值、新产品销售收入和新产品销售利润3个三级指标；二是创新的“可持续效益成果”，具体包括反映维护创新成果、促进创新可持续发展能力的专利申请数和拥有专利数2个三级指标。

综上所述，考虑到创新的复杂性和综合性，本文从创新资源、创新投入和创新产出3个一级指标入手，并将其进行层次细化，反复筛选，使终端层次的指标表现为实际经济运行中所存在的可行性统计指标，最终选取了28个可获取数据的指标，形成表1所示的评价装备制造业创新能力的综合指标体系。

表1 装备制造业创新能力的评价指标体系

三、河北省装备制造业创新能力的综合测定

（一）创新能力综合指数的提出和测算方法

如前所述，创新能力是一个综合性概念，很难用某个单项指标来衡量，基于此，笔者经过反复筛选，最终选取了表1所列的28个可获取数据的统计指标，形成评价装备制造业创新能力的综合指标体系。然而，这28个指标虽然分别从不同角度反映了装备制造业的创新能力，但却都不能进行综合评价。为此，笔者提出一个综合评价装备制造业创新能力的新指标——创新能力综合指数，以综合衡量河北省装备制造业的创新能力。

创新能力综合指数是利用前面提出的28个基础指标，通过SPSS将各项指标的原始数据标准化以消除量纲影响，然后应用熵值法给予每个指标合理的权数，最终通过加权平均计算出一个综合性指标。其计算方法如下：

（1）式中，Ct表示某年度装备制造业的创新能力综合指数，ZXi表示经过标准化处理的指标数值，Wi表示各指标的权重，i表示指标的个数（i=1，2，……28）。

（二）原始指标数据的标准化

由于指标体系中所包括的各项指标计量单位不同，因而不能进行综合，所以，首先要对原始指标进行标准化处理，以消除不同指标不同量纲的影响。对各项指标最近10年的原始数据利用SPSS进行标准化处理的结果如表2。

（三）指标权重的确定

统计学中对多项指标综合确定权重的方法有很多，但多数方法都带有一定程度的主观性，如专家调查法、层次分析法等方法，所选专家不同，同样的指标会给出不同的权重。为了能客观地反映各指标的重要程度，采用熵值法确定各指标的权重就成了最好的选择[10]。

熵值法是一种客观确定指标权重的方法，它依据客观数据本身的信息以及数据之间的内在联系程度，首先确定数据的效用系数，然后根据各指标所包含的效用系数确定指标的权重，不受主观因素的影响。

本文设计的原始指标数据矩阵为X=（xij）n×m，其中，n为样本容量，m为指标的个数。

由于原始指标中各指标的计量单位不同，无法进行综合计算，因此，首先通过SPSS将数据进行无量纲的标准化处理，得到处理后的标准化矩阵ZX：ZX=（Zij）n×m。

利用熵值法确定的j指标的信息效用系数为：

则j指标的客观权重为：

实际应用中，为了避免熵值法完全从客观数据本身出发来确定指标权重而对指标本身在指标体系中的作用完全未加考虑这一缺陷，有学者提出了改良的方法，即将熵值法和一些主观赋权法结合起来应用，可参考专家的意见，对熵值法确定的客观权重根据实际情况进行适当调整。

利用熵值法，根据公式（3）测算的结果，并参考一些学者对创新指标重要程度的论述做了适当调整，最终得出各指标的权重如表3。

从表3看出，笔者应用熵值法最终确定的28个指标的权数总体上是比较均衡的，这一结果体现出熵值法的特点和该指标体系及其指标权重的合理性：一方面由于熵值法是一种仅仅从数据本身出发给出的权重，并未考虑到实际经济现象之间的联系，是一种完全客观的评价方法；另一方面则说明本文所选择的指标体系是比较合理的，即所选指标分别从某个角度某种程度上反映了河北省装备制造业的创新能力，这些指标确实对于装备制造业的创新能力评价起到了一定作用，其中“R&D投入强度”、“新产品销售利润”、“专利申请数”3个指标权重稍高，而这几个指标正是表现创新能力的核心指标，因此，笔者认为这个指标体系和权重是合理有效的。

表2 河北省装备制造业创新指标的标准化数据

表3 河北省装备制造业创新指标的权重

表4 2000-2009年河北省装备制造业创新能力综合指数

（四）创新能力测定结果

基于前述“创新能力综合指数”的计算方法，依据上述经过标准化处理的28项指标数据和利用熵值法测算的各项指标的权重，根据公式（1），笔者测算出河北省装备制造业2000—2009年的“创新能力综合指数”，结果如表4所示。

四、主要研究结论及对策建议

（一）主要研究结论

1.河北省装备制造业创新能力呈现非线性增长趋势。表4显示了河北省装备制造业创新能力综合指数的变动趋势是逐渐增长的，其中，2004年以前为负值，这只是利用标准化数据计算的结果，负值并不表示创新能力是负的，系数的大小只是说明创新能力的相对高低。数据表明，从2000年以来，河北省装备制造业的创新能力是不断提升的，创新能力综合指数从2000年的-0.852 9到2009年的1.788 2，跨度很大，用EXCEL拟合的增长趋势方程为：

y=-0.000 7x3+0.045 8x2-0.146 4x-0.760 4

上述趋势方程反映出河北省装备制造业创新能力的变动呈现出非线性（多项式曲线）增长趋势，增长过程不是直线上升，而是有波动、有拐点的，2005年是一个拐点。

2.河北省装备制造业创新能力呈现阶段性增长特征。从数据的变动趋势看，河北省装备制造业创新能力的增长呈现阶段性增长特征，以2005年为界分为两个阶段，2000—2004年为第一阶段，2005—2009年为第二阶段，基本拟合“十五”时期和“十一五”时期。2005年是一个拐点，创新能力综合指数首次成为正值，为0.017 6，之前的五年即第一阶段数值均为负值，各年之间增长幅度较小；之后的五年即第二阶段（含2005年）数值均为正值，各年之间增长幅度较大。而2005年正是“十五”末期，也是“十一五”的基期，数据反映的特征与现实相吻合。“十五”时期，河北省虽已开始关注装备制造业，但并未给予有力的政策支持和相应的各项投入，研发经费投入的年平均增长速度为28.05%，虽在全省工业行业中居于首位，但由于起点低，绝对投入量仍然较小，2005年R&D经费支出为8.3亿元，大大低于钢铁工业（13.4亿元），省区产业结构仍处于低端的刚性产业结构，经济的发展主要是依靠钢铁、建材、医药、化工等原材料型重化工业的强力支撑，装备制造业没有被提到应有的高度。进入“十一五”时期，省政府开始高度重视装备制造业的发展，出台了河北省装备制造业振兴规划及一系列推进装备制造业快速发展的政策措施，整个行业创新投入大幅度增加，研发经费投入的年平均增长速度为40.85%，绝对投入量大幅度增长，2009年R&D经费支出为31.5亿元，首次超过河北省第一大产业——钢铁工业（29.8亿元）。创新投入的快速增长促使创新产出快速增长，综合创新能力大幅度提升（见图1）。

3.河北省装备制造业综合创新能力低于全国平均水平。从纵向看，河北省装备制造业的综合创新能力正在迅速提升，但将河北省放入全国大坐标系中横向对比发现，河北省装备制造业的综合创新能力从2000年以来一直低于全国平均水平，而2007年以后，这种差距进一步扩大，2009年全国装备制造业创新能力综合指数为2.892 9，是河北省的1.6倍，主要原因是近年来江苏、山东、浙江、广东、上海等省市装备制造业迅速发展，创新能力快速提升，带动整个国家装备制造业创新能力快速提升。因此，与全国平均水平和发达省市相比，河北省还需要采取强有力的措施，进一步提升装备制造业的创新能力。

（二）进一步增强河北省装备制造业创新能力的对策建议

多年来，河北省一直是以钢铁工业为主导的原材料型“刚性产业结构”，经济的增长依靠大量的原材料投入来支撑，这种产业状态已不适应新时期的需要，而通过大力发展装备制造产业，延长钢铁产业链，走依靠科技进步的可持续发展道路是河北省构建现代产业体系的必然选择。

1.加强政府对装备制造业自主创新体系的政策支持。首先，政府应从战略上重视技术创新，通过制定相关政策促使产业成长的动力实现由简单和初级生产要素堆积型增长模式向生产要素升级、制度（包括机制和体制）和技术两重创新的集约式增长路径过渡。其次，要结合现有产业与技术基础，围绕重点领域组织实施重大项目，开展重点研发和攻关。再次，政府应牵头建立河北省区域产业创新体系合作机制，依托京津，建立跨城市的研发中心、产业共性技术研发中心、区域科技成果转化和产业化平台等，同时进一步完善配套政策体系和市场环境。

2.实施区域性产业集群战略。产业集群的发展能够带动区域产业链逐步升级，关键是找准能最大限度发挥比较优势的特色产业，并根据特色产业的发展科学地制定产业集群发展规划。目前，河北省应大力培育发展发电及输变电产业集群、机床齿轮工（模）具集群、交通运输设备产业集群、船舶产业集群、国防科技产业集群、仪器仪表产业集群等大规模装备制造业产业集群，带动汽车产业、输变电成套装备制造业、数控机床制造业、船舶、轧辊、煤机等专用设备制造业、动车等轨道设备制造业、电子产品及通信设备制造业等河北省具有生产和研发优势的装备制造业的发展，建设好国家级装备研发生产基地，把河北省建成中国环渤海地区重要的装备制造业基地。

3.倡导投资主体多元化，加快引进战略投资者。研发活动的投资来源主要有政府、企业、外资和其他渠道。近年来河北省装备制造业的R&D经费内部支出总额中，来自企业的资金占资金总额的95%以上，而其余各种渠道的资金总和占比不足5%。这表明企业已经稳定地成为研发活动最主要、最活跃的投资者，其中大中型国有企业又占据着主导地位；政府资金的比重偏低且有所下降。今后还应适当加大政府对装备制造业的支持力度，加大研发资金投入；同时通过政策优化投资环境，倡导投资主体多元化，鼓励非国有制企业加大研发投资力度；另外应扩展渠道，适当加大利用外资的力度，还可借助政府平台引进战略投资者，进一步丰富河北省装备制造业创新的资本资源。

4.进一步完善吸引和留用高级优秀人才的政策。研发活动的发展和创新能力的提高归根到底取决于人的因素，是以人为本的，高级优秀科研人员的增长有利于装备制造业创新能力的增强。但值得注意的是，河北省装备制造业科研人员中博士的增长速度明显低于其他类别人员的增长，特别是2010年的博士数量比2009年不仅没有增长，反而减少了52人，一年中博士人才流失如此之多，个中原因值得深入探究。因此，进一步完善吸引和留用高级优秀人才的政策是当务之急。政府可通过制定相应的奖励性政策吸引高层次人才落户河北，对于在研发方面有突出表现的拔尖人才，必要时可借助行政干预破格升级，放在重要的位置，使其最大程度地发挥自身的研发能力和带头人作用；企业则应注重从经济条件、工作环境、成长空间等具体方面出发，科学地使用好并留住现有的优秀研发人才，为河北省装备制造业创新能力的持续增长奠定人才基础，促使河北省产业结构和人才结构的双重升级。

[1]吴天宝，刘志迎.我国装备制造业发展研究动态及文献述评[J].工业技术经济，2007，（11）:26-28.

[2]宋涛.国民经济发展中的问题研究[J].当代经济研究，2007，（1）:1-5.

[3]刘元才，戚璇，郭爽.装备制造企业自主技术创新能力的构成要素[J].科技进步与对策，2007，（12）:87-90.

[4]王晓辉，余佳群.中国装备制造业自主创新能力的制约与突破[J].前沿，2010，（4）：61-64.

[5]王哲，李荣平.河北省产业技术创新能力评价指标体系研究[J].经济论坛，2007，（10）：17-18.

[6]刘婧姝，刘凤朝.产业技术创新能力评价指标体系构建研究[J].科技和产业，2007，（11）：8-12.

[7]杨华峰，申斌.装备制造业原始创新能力评价指标体系研究[J].工业技术经济，2007，（11）：85-89.

[8]中央经济工作会议.要大力发展装备制造业[N].经济日报，1998-12-10.

[9]国家统计局.国民经济行业分类标准，GB/T4754-2002[S].

[10]蒋雪.河北省装备制造业创新能力评价研究[D].石家庄：河北经贸大学，2011：30-32.