质量创新与创新质量空间差异及耦合协调研究——基于中国高技术产业的经验分析

刘伟丽，林玮菡

(深圳大学 经济学院/中国质量经济发展研究院，广东 深圳 518060)

一、相关文献综述

改革开放四十年，中国经济进入高质量发展阶段。十九大提出“加快建设创新型国家” ，明确“创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑”，并提出技术创新为建设科技强国、质量强国等提供有力支撑，所以创新与质量需要协调发展，通过创新驱动质量的提升，通过创新的质量提升推进整体质量创新的发展。

学术界对质量创新的理论和实证分析主要集中在对质量和创新的分别研究中，对于质量的衡量，刘伟丽[1]综述分析了衡量质量的指标，其中“单位价值”是指用产品的货币价值除以数量得到的每单位价值，质量越高的产品，其“单位价值”越高。刘伟丽和陈勇[2]从生产环节和销售环节对产品的质量进行了实证分析，从生产环节出发，产品质量的高低直接与技术水平和生产率密切相关，从销售环节出发，产品的质量与价格和销售份额呈正相关关系。所以，质量创新可以理解为，创新要素在生产环节的投入带来质量在产出环节的提升。从生产环节上看，质量创新主要表现为由技术创新投入所带来的技术进步和生产率提高而引起的质量提升。唐末兵等[3]从投入产出的角度分析，技术创新表现为对技术进步的投入，是导致技术进步的一部分因素，所以，将技术创新的投入作为生产环节创新要素来研究质量提升的潜在发展；由创新因素的投入引起质量提升所产生的经济成果和产出成果作为产出环节的质量创新，经济成果采用“单位价值”和技术创新所推动质量进步产生的经济收入来表示，产出成果由质量创新带来的新产品数量以及专利数量来表示。

多数学者对于创新质量的衡量和判定主要集中在专利数量或专利质量、创新绩效或创新效率等方面。Haner[4]较早研究创新质量的概念，认为创新质量包括产品和服务领域、过程领域以及企业领域的创新质量。Prajogo和Sohal[5]认为企业的研究和开发能提高创新质量。Tong和Frame[6]认为专利中的权利要求数量能体现技术创新的能力。张古鹏等[7]认为专利的数量、专利授权量、授权率和付费期长度能体现创新质量。孙早和宋炜[8]指出人均专利产出能衡量产业的创新绩效。李向东等[9]基于投入和产出视角，以新产品销售收入作为创新生产的产出，采用研究与开发资本存量和研究与开发人员投入作为创新生产的投入对创新效率进行研究。王晓红和陈范红[10]通过产业创新过程的技术开发阶段和技术成果转化阶段对创新效率进行分析。但陆国庆[11]认为研究与开发投入不是企业开发新产品或新工艺的唯一方法，基于研究与开发的投入产出只能部分反映创新的绩效。所以，虽然新产品的收入、主营业务收入、专利数量一定程度上反映创新质量，研究与开发人员、研究与开发经费支出等创新投入要素能影响创新质量，但这些因素更多阐述创新“量”的问题，而非“质”的变化，不能精准地反映创新质量。创新质量应表现为创新投入产出的效率以及创新成本收入的效益。

二、质量创新与创新质量评价指标体系

评价指标体系是衡量质量创新与创新质量水平的关键要素，依照科学性、合理性、可行性和代表性等原则，从质量创新过程和质量创新产出，创新过程的质量和创新产出的质量综合考虑，构建质量创新与创新质量三级综合评价指标体系，如表1所示。

表1质量创新与创新质量评价指标体系

(一)质量创新评价指标体系构建

质量创新评价指标由质量创新的生产环节和产出环节两部分构成。质量创新的生产环节指的是由于技术创新要素的投入，推动技术进步和生产率提高，为质量提升提供潜动力。在衡量技术创新投入的指标中，官建成和陈凯华[12]指出研究与开发是技术创新自主创新的基础，研究与开发经费支出、研究与开发人员是技术创新活动实现的关键因素，同时新产品开发经费和技术改造经费对技术创新也有直接的影响。刘伟[13]认为在技术创新活动的投入要素上，研发经费和研发人员、新产品研发经费和技术改造费都是实现技术创新投入的重要因素。因而，质量创新生产环节的指标包括技术改造经费支出、研究与开发人员数、研究与开发经费支出和新产品开发经费支出。

质量创新的产出环节是指经过质量创新的生产环节，产品质量得到提高，这可以直接或间接地反映在产出的经济成果和产出成果上。从经济成果上看，质量的提升表现为产品在销售环节中其“单位价值”的提升，即货币价值除以数量得到的每单位价值更高；除了产品之外其他质量的提升可以反映在主营业务收入的增长。从产出成果上看，新产品数量以及专利数量可以反映出质量的发展水平。因而，质量创新产出环节的指标包括：新产品项目的“单位价值”、新产品销售收入、高技术产业主营业务收入、新产品研发项目数和专利数量。

(二)创新质量评价指标构建

创新质量主要是通过创新投入产出效率和创新成本收入效益来阐述创新的品质和水平。创新投入产出效率，强调的是基于创新要素投入—产出的基础上，当创新要素的利用率越高、效用越高，其创新质量也越好。新产品研发经费支出经常作为创新要素投入变量，基于投入产出效率，采用新产品平均研发经费投入作为创新质量效率的指标之一。专利数量经常被使用为创新的产出，但刘凤朝和沈能[14]认为发明专利更能客观反映创新的水平和质量，因此，也将专利发明申请率、有效发明数作为衡量创新产出效用的指标。

创新收入成本效益是指基于成本—收入的基础上，当创新产生的经济效益越高，即收入与成本比重越高，其创新质量越高。李向东等[9]、官建成和陈凯华[12]以及朱有为和徐康宁[15]等在研究创新活动的效率或绩效时，将新产品销售收入作为指标之一，但销售收入忽略了成本问题，并不能反映出经济效益。因此，王晓红和陈范红[10]、陆国庆[11]与康志勇[16]等指出将利润作为研究创新绩效和创新效率的代理指标。所以，笔者将高技术产业利润、新产品收入支出比率、新产品销售率作为创新的经济效益指标。

(三)指标权重确定方法

本文权重确定方法采用熵值赋权法，根据指标对整体系统的影响，客观地反映各评价指标的重要性。指标权重设有n个评价对象，m个评价指标，指标值为uij。

1.数据无量纲化处理

采取极值处理法对数据进行无量纲化处理，将数据进行平移，解决极值处理后出现uij为0的问题，保证uij>0，同时为了保持原始数据的差异性和真实性，平移的幅度为0.1。评价指标uij是正指标则为式(1)，逆指标则为式(2)。

(1)

(2)

其中，uij为i评价对象第j项指标的无量纲化值，i=1,2,3,…,n；j=1,2,3,…,m。umax=max {uij},umin=min {uij}。

2.计算第i个被评价对象在第j项评价指标上的特征比值

(3)

3.计算第j项评价指标的熵值

(4)

其中，0≤ej≤1。熵值ej越大，该指标提供的信息越小，所起的作用越小。

4.计算第j项评价指标的差异系数

gj=1-ej

(5)

其中，0≤gj≤1。熵值gj越大，对综合评价体系的重要性就越大。

5.计算第j项评价指标的权重系数

(6)

6.n个评价对象的综合评价值

(7)

三、质量创新与创新质量耦合协调的模型构建

(一)耦合度模型

借鉴物理学中的容量耦合概念和容量耦合系统模型，结合质量创新与创新质量的耦合特征，将两者的耦合度表示为：

(8)

其中，U1为质量创新综合序参量，U2为创新质量综合序参量。C为质量创新与创新质量的耦合值，C∈[0,1]。当C趋向于1，表明质量创新与创新质量耦合度高，系统要素之间达到良性共振耦合，系统将趋于有序结构；当C趋于0，表明质量创新与创新质量耦合度低，系统要素间趋于无关状态，系统将向无序发展。将耦合的过程分为四个阶段：当C∈(0,0.3]时，质量创新与创新质量处于低水平耦合阶段；当C∈(0.3,0.5]时，处于颉颃阶段，质量创新进入快速发展阶段，对创新质量的推动作用开始显现；当C∈(0.5,0.8]时，处于磨合阶段，质量创新与创新质量良性耦合；当C∈(0.8,0.9]时，处于高水平耦合阶段，相互作用，共同发展。

(二)耦合协调度模型

耦合度能反映两系统之间作用的强弱，但无法反映两者协调发展的高低。当两系统的取值都较低且数值相近时，会出现耦合度较高的伪评价结果。因而耦合协调度模型能更好地分析不同区域质量创新与创新质量交互耦合的协调程度，其模型为：

(9)

其中，C为耦合度。T为系统综合协调值数。D为耦合协调度，D∈[0,1]，当D越大，表明质量创新与创新质量之间协调发展能力越强。α、β为待定系数，分别代表质量创新与创新质量的贡献值，考虑到质量创新与创新质量的相互作用具有不对称性，根据两个系统的相对重要性，因而取α=0.6，β=0.4。参考赵湘莲和刘玎琳[17]的划分方法，结合耦合度四个阶段的划分标准，将质量创新与创新质量耦合协调值D划分为四个阶段10个类型：当D∈[0.0，0.3)，处于低水平耦合失调阶段。其中，D∈[0.0—0.1)为极度失调类(I)，D∈[0.1—0.2)为高度失调类(II)，D∈[0.2—0.3)为中度失调类(III)；当D∈[0.3，0.5)，处于颉颃阶段。其中，D∈[0.3—0.4)为轻度失调类(IV)，D∈[0.4—0.5)为濒临失调类(V)；当D∈[0.5—0.8)，处于磨合阶段。其中，D∈[0.5—0.6)为弱度协调类(VI)，D∈[0.6—0.7)为低度协调类(VII)，D∈[0.7—0.8)为中度协调类(VIII)；当D∈[0.8—1.0]，处于高水平耦合协调阶段。其中，D∈[0.8—0.9)为高度协调类(IX)，D∈[0.9—1.0]为极度协调类(X)。根据U1与U2之间的关系，耦合协调性可分为三类：当U1-U2>0.1，为创新质量不足或滞后；当U2-U1>0.1 ，为质量创新不足或滞后；当0≤|U1-U2|≤0.1 ，为质量创新与创新质量不足或同步。

四、经验分析

本文对中国2011—2015年四大经济区域(东部、中部、西部、东北)28个省份(由于数据的可得性，不包括西藏、青海、宁夏)高技术产业质量创新与创新质量的综合评价水平和耦合协调度进行分析。数据来自《中国高技术产业统计年鉴》和《中国科技统计年鉴》，通过熵值赋权法整理计算得出各指标权重如表1所示。根据质量创新与创新质量综合评价指标值计算两者的耦合协调度，并分析其在五年空间格局的演变状况。

(一)质量创新综合评价值时序空间格局分析

根据质量创新的指标体系(如表1所示)，由式(7)计算可得五年间中国四大区域的质量创新综合指数(如图1所示)以及28个省份高技术产业质量创新综合指数(U1)，其中，中国各大区域及28个省份高技术产业质量创新的发展速度与程度均有所差异。

图1 四大区域的质量创新综合指数

东部地区高技术产业质量创新发展水平最高，并稳步上升。2015年中国东部地区高技术产业质量创新综合水平达0.3166，远远领先于其他区域，五年间增长26.47%。从各省份来看，五年间，广东、江苏、山东、浙江、北京和上海的高技术产业年均质量创新水平位居全国前六甲。其中，广东高技术产业质量创新发展水平最高，常居全国首位， 2015年其质量创新指数高达0.8193，五年年均质量创新指数为0.7339，处于较高的质量创新水平；江苏高技术产业质量创新的发展也十分令人瞩目，2015

年其质量创新水平达0.5662，处于质量创新的中等发展水平阶段；山东、浙江、北京、上海、福建和天津的年均高技术产业质量创新超越或达到0.2000，开始进入质量创新的初级发展阶段。而河北和海南处于全国中下游水平，其中海南发展水平最弱，发展速度最慢，五年间其质量创新均停滞在0.1000左右，居于全国末位。东部地区的广东、江苏、浙江、山东、北京、上海、福建和天津这些省份凭借雄厚的经济实力，在高技术产业质量创新过程中研究与开发经费投入、新产品开发经费投入、技术改造投入相对较大，高技术产业质量创新发展的基础更扎实。同时，这几个省份是全国高端院校、研究所的聚集地，并依托其区域优势以及城市吸引力，聚集了大量高层次人才，在人才引进政策上也较为优厚，使得高技术产业质量创新的发展拥有强大的后备军，能够创造出更多的新产品研发项目数和专利数量。此外，这几个省市也是高技术产业的聚集地，产业规模较大，发展层次较高、科技含量较多，其质量创新的起点也更高。

中部地区高技术产业质量创新呈现后劲式发展趋势。自2013年，中部地区开始加速发展，并逐步超越西部和东北地区，2015年其质量创新水平接近0.2000，进入质量创新初级发展阶段，五年间增长了42.82%，是四大区域增长最快的地区。在中部地区中，河南高技术产业质量创新最高，2015年河南高技术产业的质量创新水平达0.2753，位居全国前列，五年增长108.70%，是全国增长速度最快的省份，主要是因为河南高技术产业的经济成果表现较为突出；湖南和湖北处于全国中游水平， 2015年其质量创新水平分别为0.1980和0.2198，进入质量创新的初级发展阶段，这主要是由于这两个省份在质量创新的投入方面力度较大；安徽、江西和山西处于全国中下游水平，其中，安徽和江西五年间增长近30%，处于全国中游水平，而江西发展最慢，五年仅增长7.20%，这三个省份在质量创新过程的投入略显不足，使得质量创新的发展缺乏动力，质量创新的经济产出和成果产出也都偏少。中部地区高技术产业虽然起步较晚，但发展较快，在质量创新的产出环节表现良好，产生较好的经济成果和成果数量。

西部高技术产业质量创新发展较为平缓。五年间，西部高技术产业质量创新仅增长15.61%，处于质量创新的起步发展阶段。四川位于全国前十之列，2013年起突破0.2000，是西部地区唯一进入质量创新初级发展阶段的省份，源于四川在技术改造费用支出、新产品开发以及研究与开发人员的投入都较大，也有较好的产出成果；重庆和陕西的质量创新水平位于全国中游水平，两者成长速度较快，五年间分别增长40.30%和21.17%，其中，陕西在质量创新的生产环节投入较大，重庆在产出环节获得的成果较多；西部其他省份，贵州、广西、内蒙古、云南、甘肃和新疆高技术产业的质量创新水平处于全国下游水平，由于这些地区在质量创新的生产过程中投入不足，产出成果较少。西部地区高技术产业质量创新水平仍有待提高。

东北部地区高技术产业质量创新发展平缓且出现倒退。2011年，东北地区高技术产业质量创新水平与中部持平，略高于西部，但此后质量创新发展停滞不前，五年间仅增长了2.33%，2015年下滑4.03%，与其它地区的差距拉大。在东北地区的三个省份中，辽宁的质量创新水平较好，五年间均保持在0.1500之上，处于全国中游水平，但发展较为平缓，且2015年下降了9.38%，主要由于其减少了在技术改造和新产品开发的支出，同时主营业务的收入也出现下降。吉林和黑龙江质量创新的发展水平较为接近，五年间均徘徊在0.1200左右，处于全国中下游水平，主要是由于其质量创新过程中投入和产出都偏低。东北地区在高技术产业质量创新过程中出现投入偏低或投入要素不合理，使得质量创新的产出也偏少，整体高技术产业质量创新的发展也较缓慢。

(二)创新质量综合评价值时序空间格局分析

根据创新质量的指标体系(如表1所示)，由式(7)计算可得五年间中国四大区域的创新质量综合指数(如图2所示)以及28个省份高技术产业创新质量综合指数(U2)，发现中国高技术产业创新质量的发展在五年间处于稳步上升阶段，区域间的发展存在差异性。

图2 四大区域的创新质量综合指数

东部地区高技术产业创新质量水平最高，呈现逐年上升的趋势，从2011年的0.3966增至2015年的0.4325，处于创新质量的中等水平，相对于质量创新的增长速度较为迟缓。其中，广东处于领军地位，2015年其创新质量指数达到0.6288，五年间均保持在0.5000之上，处于较高的创新质量水平，源于广东省高技术产业创造出比其他省份更高的利润和拥有较多的有效发明数量。天津、北京、江苏高技术产业的创新质量水平也是处于东部地区乃至全国的前列，年均创新质量均超过0.4000，达到中等创新质量水平，这些地区创新的利润、新产

品销售率和有效发明数较突出。浙江、山东、福建、上海、海南和河北的高技术产业年均创新质量均超过0.3400，处于从初级水平向中等水平进发的阶段，这些省份在创新的经济效益和创新效率上都有所增长。东部地区高技术产业创新收入成本收益好，都获得较高的新产品的销售率和利润，同时，创新投入产出的效率也较高，发明专利比重大，有效发明专利数量多，表明其创新质量水平高。

中部高技术产业创新质量呈现后进式增长模式，逐步超越了西部和东北地区。自2011年起，中部地区高技术产业创新质量进入快速上升阶段，在2015年达到0.4325，五年间增长22.15%，是增长最为明显的地区。河南的高技术产业创新质量水平最高，已达到创新质量的中等水平，五年间增长了88.55%，源于其在创新的经济效益上利润、新产品收入支出比和新产品销售率的提高。安徽、湖南和湖北高技术产业创新质量水平相近，均处于0.3500左右，位于全国中游水平，其中安徽的发展速度较快，五年增长了20.01%，湖北倒退了0.07%。此外，江西和陕西创新质量水平较低，处于全国下游水平，这是由于它们创造的利润较低，新产品销售率不高，有效发明专利数也较少。

西部地区高技术产业创新质量呈现凹陷式发展，其创新质量水平在2013年出现大幅下降，虽然在2015年回弹至0.3360，但仍低于2011年的水平。从西部地区各省份来看，重庆和云南高技术产业创新质量位于全国中游水平，均保持在0.3500左右，这主要取决于重庆拥有较高的新产品销售率和较高的新产品收入支出比，而云南拥有较高比例发明专利比例。甘肃、贵州、四川、广西、新疆、内蒙古和陕西的年均创新质量虽然略高于0.3000，但处于全国中下游水平，属于创新质量发展的初级阶段。其中，新疆的创新质量发展速度较快，五年间上涨了29.85%，主要取决于新产品收入支出比和销售额上有较大的增长；而四川和陕西出现下滑，分别下降了10.45%和20.00%，主要是由于四川创新的经济效益有所下降，而陕西的专利质量有所下降。由于西部地区高技术产业发展基础薄弱，加之地理上的劣势，西部地区高技术产业创新质量水平都较低，创新的经济效益和投入产出效率都较低，与东部存在较大的差距。

东北地区高技术创新质量主要呈现缓慢发展的态势，五年间基本保持在0.3000左右，是全国四大区域中最弱的。从东北三省的情况上看，吉林省高技术产业创新质量虽然在这五年有轻微下滑，但其创新质量水平仍是三省中最高的，且居于全国中游位置，年均创新质量达0.3410，主要取决于新产品收入支出比例保持较高水平。而辽宁和黑龙江的创新质量虽然有较快的增长，但仍处于全国下游末端水平，这主要是由于他们创新的经济效益质量不足，创新的投入和产出效率也较低。东北地区高技术产业创新的经济效益质量不足，创新的投入—产出效率也与其它三个地区存在明显的差距。

(三)质量创新与创新质量耦合协调时序空间格局分析

基于质量创新和创新质量的综合评价值计算可得28个省份质量创新与创新质量耦合协调度，并根据分类标准进行等级划分。从分析结果看，中国高技术产业质量创新与创新质量跨越了三个等级阶段六个类型，从颉颃阶段到高水平耦合协调阶段，从轻度失调类型(IV)到高度协调类型(IX)。从时间序列上看，大部分省份都实现了协调程度的提升。从空间分布上看，东部的协调程度明显优于中部、西部和东北地区。

第一，高水平耦合协调阶段(IX-X)。自2013年，广东高技术产业质量创新与创新质量的耦合协调度就已突破0.8000，从质量创新与创新质量磨合阶段的中度协调类别(VIII)提升至高水平耦合协调阶段的高度协调类别(IX)，是全国第一个也是唯一一个进入高水平耦合阶段的省份。但其整体创新质量水平低于质量创新水平，属于创新质量滞后型(IX A)，这是由于虽然广东在质量创新的生产过程投入大，产出成果数量也较多，但创新的经济效益和投入产出效率仍有待提高。

第二，磨合阶段(VI-VIII)。中部地区的河北和湖南、西部地区的重庆和四川以及东部地区除了湖北和海南外的其它省份均已达到磨合阶段。从磨合阶段的三个类型上看：中度协调类型(VIII)。自2013年，江苏高技术产业质量创新与创新质量的耦合协调度突破0.7000，提升至中度协调类别，自2014年，改善为质量创新及创新质量同步型(VIII C)，源于江苏是沪宁杭工业基地的主战场，高新技术产业开发区和基地的建设较好，高技术产业的创新力和质量都有所增强；低度协调类型(VII)。浙江和山东地区高技术产业在2015年达到低度协调类型，表现为质量创新滞后型(VII B)，源于浙江作为全国首批创新型试点城市，积极加大自主创新能力，较多互联网公司及科技公司入驻，但质量创新发展略为滞后，山东在高技术产业质量创新的生产投入上和专利数量上仍显不足，质量创新相对滞后；弱度协调类型(VI)。东部地区的北京、上海、福建和天津在五年期间基本处于弱度协调类型，属于质量创新滞后型(VIB)；中部地区的河南省和湖南省分别自2013年和2015年起进入弱度协调类型，并属于质量创新滞后型(VIB)，源于河南在质量创新的生产环节投入不足，湖南质量创新的新产品的经济产出和专利产出数量不多；西部地区的重庆和四川分别在2015年和2014年达到弱度协调类型，表现为质量创新滞后型(VIB)，源于重庆在质量创新的生产环节投入不足，四川在质量创新的产出环节中新产品的质量不高。

第三，颉颃阶段(IV-V)。总的来看，东部地区的河北、东北地区三省以及中部地区和西部地区的大部分省份都处于质量创新和创新质量的颉颃阶段。从颉颃阶段的两个类型上看：濒临失调类型(V)。东部的河北、东北地区三省以及中部地区和西部地区的大部分省份在五年间均长期处于濒临失调类型，其中，除了陕西属于质量创新与创新质量不足型(VC)，其他省份都属于质量创新不足型(VB)，这些地区由于科研实力和人才储备不足，其高技术产业质量创新与创新质量发展的协调程度较东部大部分地区而言仍具有一定差距，因而长期处于颉颃阶段，难以得到突破性发展；轻度失调类型(IV)。只有山西、内蒙古和新疆在其中早期阶段出现，但现阶段已完全脱离。

五、结论与建议

中国高技术产业质量创新和创新质量以及两者的耦合协调性在2011—2015年都有显著的提高和改善，但各区和各省份之间的发展水平均存在较大的不平衡，基本呈现“东部居高，中西东北弱”的等级差异。东部地区发展水平最高，大部分省份处于磨合协调阶段的弱度和轻度协调类型，部分省份达到中度协调类型，甚至进入高水平耦合协调阶段；中部、西部和东北地区发展较为缓慢，大部分省份处于颉颃协调阶段的濒临失调类型，部分省份进入磨合协调阶段。地区发展的差异主要源于经济、科技、教育等方面发展的不平衡。东部依托其雄厚的经济实力、充足的教育科研资源、成熟的市场条件，积极促进质量创新发展，并注重提升创新质量，因而高技术产业质量创新和创新质量以及耦合协调程度更高；中部、西部和东北高技术产业发展的实力不强，经济资源、教育资源和社会资源较为薄弱，质量创新与创新质量水平不高，耦合协调程度也较弱。

在高质量发展阶段，中国各省高技术产业应积极利用当前政策和制度优势，转变发展理念和发展模式，注重产业质量提升和创新发展的协调。东部地区应建立更高效的质量创新和创新质量的投入产出机制，加大对质量创新投入，进一步提升创新的有效产出，形成质量创新—创新质量的良性循环发展模式。中部地区努力加强高技术产业的建设和发展，积极进行招商引资，合理扩大高技术产业的规模，形成产业集群，提高高技术产业的经济效益，促进高技术产业质量创新与创新质量的协同发展。西部地区应加大人才引进和培养力度，构建高层次全方位的人才体系，同时应积极开拓资金，加大对科技研发的投入力度，加速质量创新和提高创新的产出质量，协调两者的平衡发展。东北地区努力营造良好的质量提升和创新发展环境，加大科技研发的投入，建立长效的人才激励机制和人才培养体系，积极开展自主研发和模仿创新，全方位提升东北地区高技术产业质量创新和创新质量的发展。