西部地区装备制造业技术创新效率分析

吴明洋 黄令

[摘 要]本文以2003-2015年西部地区装备制造业截面数据为样本，借助DEA-Malmquist指数法，以企业人均产出作为产出量来衡量技术创新效率，实证测算了西部地区装备制造业的技术创新效率。并从装备制造业横项和纵向以及装备制造业各子行业三个方面进行分析，通过指数分解，剖析西部地区装备制造业技术进步过程中的技术效率、纯技术效率、规模效率等，在此基础上，提出相应对策。

[关键词]装备制造业；数据包络分析；技术创新效率

[中图分类号]F426.4 [文献标识码]A

装备制造业是一个资本密集型产业，是现代工业结构的核心，特别是2015年《国务院关于加快装备制造业的若干意见》和《中国制造2025》实施以来，装备制造业总产值迅速增长，成为促进产业结构升级，推动中国经济增长的关键增长点。因此提高装备制造业技术创新效率的利用率对促进其健康发展具有重要的现实意义和理论意义。数据包络分析（DEA）是一种最典型的非参数方法，不需要预先设定函数和参数形式，不必确定投入和产出之间关系，被广泛应用于各类系统的效率评价中，同时大量研究发现DEA模型获得的前沿效率具有一定的稳定性，因此借助DEA方法对技术创新效率进行评价、实证研究和分析已经成为近几年效率评价研究领域的热点。

目前国内外关于技术创新效率的研究主要集中在两个方面，一方面是利用DEA对技术创新效率进行评价。李向东、赵树宽等以高技术产业为研发对象，运用DEA方法，测算了不同子行业创新效率情况。而熊婵等以高科技创新企业，综合基本DEA效率评价模型和改进DEA交叉效率模型测度和评价了运营效率。二是借助DEA分析技术创新效率的影响因素。Feng等、Sueyoshi等借助DEA对企业的技术创新效率进行了测算，并得到了部分影响技术创新效率的外在因素。肖仁桥、刘伟、宇文晶等实证考察了政府支持、金融环境、产业结构等因素对技术创新效率有一定的影响。

从以往研究成果，本文发现考查装备制造业技术创新效率研究相对较为缺乏。段婕等借助DEA方法对我国装备制造业2007-2009年的技术创新效率进行了评价，但缺乏分析影响装备制造业技术创新影响因素，原毅军等、牛泽东等采用随机前沿分析方法对中国1997-2010年装备制造业7个子行业的技术创新效率进行评价，并分析了装备制造业技术创新效率的影响因素；但是生产函数的选取不同，结果不同，结论的可靠性不够。

因此，为了进一步丰富装备制造业技术创新效率研究，本文将以装备制造业为背景，同时考虑到西部地区作为西部大开发、渝新欧、一带一路战略实施的重点地区。故本文将以西部地区装备制造业11个省份为研究对象，借助DEA-Malmquist指数进行效率测度，首先从时间分布上实证考察西部地区装备制造业效率，并在此基础上，对装备制造业的技术创新效率进行分解，包括技术效率和技术进步指数，并进一步将技术效率分解为纯技术效率和规模效率；然后从西部地区不同区域挖掘装备制造业技术创新效率；最后从西部地区装备制造业各子行业探索技术创新效率，并对此进行分析。

1 模型设定

1.1 DEA简介

本文知晓目前研究技术创新效率的方法主要有算术比例分析法、相关分析法和生产前沿分析法，鉴于技术创新活动是一个多要素多投入的复杂动态系统，以及其生产函数的具体形式难以直接估计等特点，本文将选取数据包络分析（DEA）法进行处理，而DEA法是由A.charnes和W.w.cooper在1978年提出，其基本模型如公式2.1。

其中X和q分別表示投入和产出指标，s+和s-分别表示产出不足和投入冗余值，θ为有效值，如果θ为1，并且s+=s-=0，则表明决策单元DEA有效，否则无效。

1.2 Malmquist模型

由于DEA模型只能横向对比评价各决策单元的效率，在加入时间因素后，会改变各期的生产前沿面，不能合理的进行纵向比较，因此在进行纵向比较时，需要借助DEA的Malmquist指数法。

Malmquist指数法最早是由著名的瑞典统计学家、经济学家马奎斯特在1953年提出来的，后经Fare等相关学者引入规模报酬等条件，面向产出，以t+1时刻和t时刻作为参考时点，来定义Malmquist指数模型。而Malmquist指数模型测度了在时期t的技术条件下，从时期t到时期t+1的技术效率变化。当前使用最广泛的Malmquist指数模型为：Tfpch=Effch×Techch，式中Tfpch表示基于CRS的技术效率变化指数，Effch表示基于CRS的技术效率变化指数，Techch是基于CRS的技术进步变化指数。本文知晓Malmquist指数的建立是以距离函数为基础，而投入距离函数是生产点（x， y）向理想的最小投入点缩进的比例，如公式1.2。

那么产出视角下的Malmquist指数可以分解为技术效率指数和技术进步指数：

其中表示t+1期相当于t期发生的技术效率变化指数；而表示t+1期相当于t期发生的技术变化指数。（xt+1， qt+1）和（xt， qt）分别表示t+1期和t期投入产出点，Dt0（Xt+1， qt+1）和Dt0（xt， yt）分别表示t+1期和t期基于t期生产技术为参考的距离函数。Dt+10 （Xt+1， qt+1）和Dt+10 （xt， yt）分别表示t+1期和t期基于t+1期生产技术为参考的距离函数。

而公式1.3是在规模报酬不变的假设条件下进行的，那么当规模报酬可变时，技术效率可以进一步分解为规模效率（Sech）和纯技术效率（Pech）。

公式1.5中，和表示在规模报酬可变条件下，t+1期和t期基于t期生产技术为参考的距离函数；和表示规模报酬可变条件下，t+1期和t期基于t+1期生产技术为参考的距离函数。和表示在规模报酬不变条件下，t+1期和t期基于t期生产技术为参考的距离函数；和表示在规模报酬不变条件下，t+1期和t期基于t+1期生产技术为参考的距离函数。

综上，故最终Malmquist指数模型可分解为：

通常Malmquist指数可以应用DEA软件，通过DEA的CCR模型和BBC模型求解得到，因此此处不再详述。

2 变量解释与数据说明

考虑到数据的可得性、获取的充分性以及统计指标的一致性，本文选取西部地区重庆、四川、广西、陕西、贵州、云南、内蒙古、甘肃、青海、宁夏、新疆等11个省份为基本评价单元。数据来源于2003～2015年的《中国统计年鉴》《中国统计公报》《中国科技统计年鉴》《中国工业统计年鉴》以及各省的统计年鉴；本文被解释变量为技术创新效率，解释变量为劳均物质资本和劳均人力资本。西部地区11个省、直辖市、自治区13年时间共计143个观测样本，在数据处理过程中，由于不同省份不同时间发生了改版或者部分数据的缺失，本文将用相邻两年的数据进行平均得到，同时在具体测算中，需要对以下变量数据进行界定解释说明。

（1）技术创新效率。衡量技术创新效率的指标一般采用专利申请量、专利授权量，以及新产品销售收入等，本文将选取企业人均产出来表示，用工业总产出值与从业人员的比值来替代。而未采取以往相关指标，是由于单个指标变动过于频繁以及专利申请量、新产品销售收入等指标在变动时间上不尽相同。

（2）劳均物质资本和劳均人力资本。不管是罗默提出的内生经济增长模型还是罗伯特.默顿.索罗主张的新古典增长模型下的生产函数，劳动和资本始终是技术进步与创新系统中的关键要素，因此，本文也将从劳均人力资本和劳均物质资本两方面来选择投入变量，分别选择研发人员数、固定资产净值与和业人员平均人数的比值来表示劳均人力资本和劳均物质资本。选取装备制造业研发人员数能够更加准确地反映出技术进步的人员投入概况，采用固定资产净值和从业人员平均人数的比值来衡量劳均物质资本可以剔除掉因折旧等带来的影响。故这两项投入分别从劳均人力资本和劳均物质资本两个角度对投入要素进行了综合考虑，使得投入指标的界定、选取具有可行性和获得性。

3 实证分析

为了深入了解和挖掘西部地区装备制造业技术创新效率，本文将从西部地区装备制造业效率值、西部地区各区域装备制造业效率值和西部地区装备制造业各子行业效率值三个方面，借助DEAP2.1软件，通过BCC模型对西部地区11个省、自治区、直辖市进行实证研究，实证结果分析如下。其表1、表2、表3中Effch表示综合效率（技术效率），Techch表示技術进步指数，Pech表示纯技术效率，Sech表示规模效率，Tfpch表示全要素生产率。

3.1 西部地区装备制造业效率分析

表1显示了西部地区装备制造业效率值，在表1中，西部地区装备制造业各项指标均大于1，那么表明装备制造业当期指数增长为正，反之为负。从时间分布上来看，在2004-2015年间，西部地区装备制造业技术效率、纯技术效率、规模效率整体上升趋势一致，但并不顺畅，出现一丝波动，特别是在2007-2010年和2011-2013年两个时间段出现了剧烈下降，但下降的原因各不相同，2007-2010是由于技术效率的下降导致的，而2011-2013年是因为技术进步和技术效率的共同下降导致的。西部地区装备制造业全要素生产率均值为1.104，西部地区12年年均增长为10.4%，其中技术效率推动为1.4%，技术进步推动为8.9%，技术进步推动和技术效率推动是西部地区装备制造业技术进步和创新的重要原因，但本文发现技术进步比技术效率的推动作用更大，这充分表明西部地区装备制造业的迅速发展，技术进步起了很大的作用，并呈现出显著的阶段性特征，同时技术效率也取得了一定的提高，规模效率为0.999，故为负，这告诫我们在注重装备制造业技术创新的同时，还要注重产业结构的优化和管理水平的提升，加快形成产业集聚和规模经济，从而提高规模效率和技术效率。

3.2 西部地区各区域装备制造业效率分析

西部地区各区域装备制造业效率分析结果如表2所示。西部地区装备制造业技术效率平均为1.014，技术进步指数平均为1.090，纯技术效率平均为1.0144，规模效率平均为0.9996，全要素生产率平均为1.1046。从实证结果可以发现西部地区装备制造业规模效率小于纯技术效率，表明西部地区装备制造业技术效率中技术因素起关键主导作用，规模因素处于次要地位。这时因为西部地区经济发展水平低下，产业结构不合理状况以及西部地区市场经济体制改革的滞后等原因，尽管市场潜力大，但是西部地区装备制造业的市场开发程度低，市场分割现象恶劣，以至于使得西部地区装备制造业难以形成规模化，故说明规模因素不是制约西部地区装备制造业技术进步的主要因素。

在不考虑模型随机因素和环境因素等条件的干扰下，西部地区11个省、直辖市、自治区中，内蒙古、广西、四川、贵州、云南、甘肃、新疆等7个省份处于综合效率前沿面上，其技术效率（Effch）、纯技术效率（Pech）、规模效率（Sech）值均达到了1，同时发现西部地区装备制造业11个考察样本中，内蒙古等8个省、自治区、直辖市的技术效率的提高主要来源于技术进步，而广西、四川、新疆等3个省份技术效率的提高，不仅来源于技术进步，还来源于规模优化等，表明其管理水平、规模优化和资源配置相对有效。西部地区装备制造业技术效率和纯技术效率最低的是陕西，分别只有0.991和0.997，规模效率最低的是重庆，为0.993。表明我国西部地区装备制造业的技术创新效率是比较高的。究其原因是因为西部地区四川、甘肃等省、直辖市、自治区是我国重要的装备制造业重地，经过本世纪初西部大开发战略的实施和20世纪的五六十年代国家三线建设政策的扶持，西部地区装备制造业利用政策红利、改革红利和人口红利，借助国内技术购买、国外技术引进、外商直接投资、政府研发投入等途径有效释放西部地区技术追赶的后发优势，从而显著地提高了西部地区装备制造业的技术创新效率。

3.3 西部地区各子行业效率分析

表3呈现了装备制造业各子行业的效率值，装备制造业包括金属制品业、通用设备制造业、专用设备制造业、交通运输制造业、电器机械制造业、电子通信制造业和仪器仪表制造业7个行业。从表3中的分解结果来看，7个细分行业技术创新的综合效率（技术效率）、纯技术效率、规模效率三者的变化范围分别为1.009～1.1113、0.971～1.059、0.972～1.051。细究西部地区装备制造业各子行业技术效率、纯技术效率和规模效率，本文还发现金属制品业的技术效率最高，为1.113，交通运输制造业次之，最低的是电器机械制造业，为1.009。同时规模效率和纯技术效率与技术效率大致一致，金属制品业仍然最高，但规模效率和纯技术效率最低的分别是电器机械制造业和仪器仪表制造业，分别为0.972和0.971。因此，为了让各子行业迅速发展以及改善西部地区装备制造业的技术创新状况，就必须优化和完善产业结构，即采取适当的政策措施保证各子行业的创新活动得到有效实施。

而关于西部地区装备制造业各子行业各区域的效率值分析，本文由于篇幅原因，就不在此展开讨论。

4 结论与建议

本文应用DEA-malmquist指数法，以2003～2015年西部地区装备制造业的截面数据为样本，测算和评价了西部地区装备制造业技术创新活动中的技术效率、规模效率、纯技术效率 。本文的主要结论如下：

第一，从时间分布上来看，在2004-2015年间，西部地区装备制造业技术效率、纯技术效率、规模效率整体上升趋势一致，但并不顺畅，同时研究发现西部地区装备制造业全要素生产率均值为1.104，西部地区12年年均增长为10.4%，其中技术效率推动为1.4%，技术进步推动为8.9%，技术进步推动和技术效率推动是西部地区装备制造业技术创新的重要原因。

第二，西部地区装备制造业技术效率平均为1.014，纯技术效率平均为1.0144，规模效率平均为0.9996。并且实证结果可以发现西部地区装备制造业规模效率小于纯技术效率，以及发现西部地区装备制造业11个考察样本中，内蒙古等8个省、自治区、直辖市的技术效率的提高主要来源于技术创新，而广西、四川、新疆等3个区域技术效率的提高，不仅来源于技术进步，还来源于规模优化等。

第三，装备制造业7个子行业技术创新的综合效率（技术效率）、纯技术效率、规模效率三者的变化范围分别为1.009～1.1113、0.971～1.059、0.972～1.051。其中技术效率、规模效率、纯技术效率最高的装备制造业子行业均是金属制品业，但三者效率最低的子行业却各不相同。

基于以上关于西部地区装备制造业技术创新效率的研究结论，本文有如下建议：1）进一步完善和优化装备制造业以及各子行業的规模结构，实现产业集聚和规模经济，为此需要以政府为引导，以外资为扶持，以自身投入为主体，开展政府研发投入、外商直接投资、国外技术引进、国内技术购买等多渠道融资，逐步提高装备制造业技术创新的利用率。2）在提升西部地区装备制造业技术创新效率的过程中，各省、自治区、直辖市要重视技术进步指数的提高，也要重视纯技术效率、规模效率对技术进步效率的影响，最大程度地促进技术进步指数和技术效率的协同增长。

[参考文献]

[1] 李向东，李南，白俊红，等.高技术产业研发创新效率分析[J].中国软科学，2011（02）.

[2] 赵树宽，余海晴，巩顺龙.基于DEA方法的吉林省高技术企业创新效率研究[J].科研管理，2013（02）.