高技术产业创新能力评价指标体系构建

王玉梅 孙珊 杨皎平 张樨樨

【摘要】基于国内CSSCI来源期刊，全面分析国内学者在创新影响因素、创新能力指标研究领域关注的焦点及未来发展趋势，并提出新时代下高技术产业创新能力新内涵与特征，建立一套体现协调、共享、绿色、开放能力的评价指标体系。指标体系包含创新投入、创新产出、创新支撑、创新共享4个一级指标，包含绿色产出、创新开放能力支撑等8个二级指标以及30个三级指标。综合运用系统动力学方法和复合DEA方法，对高技术产业创新能力系统进行机理分析，对2013～2017年高技术产业统计年鉴数据进行实证研究。

【关键词】高技术产业；创新能力；知识图谱；评价指标；复合DEA

【中图分类号】F270【文献标识码】A【文章编号】1004-0994（2020）04-0069-7

【基金项目】国家自然科学基金项目“中国企业转型升级战略及其竞争优势研究”（项目编号：71332007）；国家自然科学基金项目“产学研合作创新网络演化的机理、模型及政策研究”（项目编号：71473055）；山东省自然科学基金项目“新时期我国制造业转型升级驱动因子萃取、模式映射对接与实施路径研究：技术能力视角”（项目编号：ZR2016GM23）

一、引言

高技术产业作为加速经济增长、提升国家综合竞争力的关键因素，得到了各国政府的高度重视。长期以来在高技术产业领域中，美日等发达国家占据了主导地位，且这些发达国家仍不断在政策上全力支持高技术产业的发展，谋求国家核心竞争力与国际地位的提升。进入21世纪以来，随着新一轮技术革命和产业变革的兴起，世界各国均对高技术产业的发展空前重视，纷纷实施“创新战略”，如美国制定“2015创新战略”、德国大力实施“工业4.0”等。在此背景下，我国也提出并实施了“创新驱动发展战略”。

近年来，我国高技术产业规模快速增长，已深度融入全球分工体系。在世界40个主要国家中，我国逐渐与其他国家缩小在创新能力方面的差距，但是与美国、德国等发达国家相比，我国高技术产业创新能力依然较弱，导致产业发展层次和国际分工地位仍然较低。因此，我国高技术产业当前迫切需要提高自主创新能力和核心技术水平，掌握产业发展主动权，加快提升产业创新能力。

二、研究综述

1.高技术产业创新的研究主题。通过对国外学者的研究进行梳理发现，国外对于高技术产业创新的研究主要站在企业角度上进行，包含开放式创新、创新速度、激进创新能力、创新绩效等方面[1-4]。如Chun-Hsien Wang等[1]用来自高技术产业的证据，研究了内向型开放式创新对企业业绩的影响；Goktan、Miles[2]通过实证分析得出，创新速度与产品和过程创新存在显著的正相关关系；Mengue、Auh和Yannopoulos[3]利用加拿大高技术公司的数据得出，高激进创新能力会损害新产品性能，并且在高质量的激进创新能力下，供应商参与设计有利于提升新产品的性能。

国内学者对于高技术产业创新的研究主要集中于创新效率、创新绩效考核、区域产业创新系统、协同创新、创新路径等方面。如戴魁早、刘友金[4]从市场角度出发研究要素市场、市场化进程与创新效率的关系；王惠等[5]从产业角度出发，表明绿色创新效率存在地域差异，R&D投入强度对绿色创新效率具有双重门槛效应；张秀武、胡日东[6]从区域角度研究高技术产业创新，提出区域主导产业创新系统；周明、李宗植[7]站在产业集聚的视角，运用改进知识生产函数分析我国高技术产业的面板数据，分析产业集聚和知识溢出对高技术产业创新能力的影响。

2.高技术产业创新能力的研究。关于高技术产业创新能力的研究，国外学者基本都是从某一企业或者某一产业等微观角度出发，研究内容较为分散，近些年更多的学者对创新能力在企业、产业中的影响以及影响创新能力的因素进行实证分析。如Hen？ rique等[8]对一个概念模型进行了测试，解释创新能力在巴西软件业的重大作用，并指出创新能力的先行因素有人的能力、人际关系、知识保留使用以及开发软件的过程等；Chandrashekar等[9]研究认为，高技术企业与其他企业相互之间的互动、联系程度是创新活力的来源，也是创新能力的关键驱动因素。另外一些学者认为高新技术产业的经营应建立在资源承载能力的基础上，指出节能水平是新创新能力评价体系中重要的一点。

國内学者的研究主要侧重于两个方面。第一个方面是通过建立创新能力评价指标体系对创新能力进行评价分析，进而提出创新能力提升的对策，不同的学者站在不同的角度建立了指标体系。如张倩男、赵玉林[10]基于国家和企业层面对创新能力的演变、评价指标体系进行了研究；王洪庆、侯毅[11]从行业层面出发，建立以投入能力和产出能力为一级指标的评价体系，对高技术产业的18个具体行业进行评价分析；张冀新、胡维丽[12]从产业层面考虑，基于“四三结构”创新体系构建战略性创新能力评价指标体系，涵盖研发创新、转化创新、产品创新、载体创新四个维度及创新价值链三个环节。第二个方面是对于高技术产业创新能力的实证分析，有的学者基于探索性空间数据分析和空间误差模型探讨我国高技术产业创新能力的空间分布差异；还有一些学者则实证分析了FDI知识溢出对我国高技术产业创新能力的影响。

三、高技术产业创新能力研究状况

1.高技术产业创新能力影响因素。本文通过在中国知网（CNKI）中检索主题为“影响因素”并包含“创新”的CSSCI样本文献，利用CiteSpaceV.jar软件的PagePank算法运算，选择Pruning为Pathfinder+ Pruning the merged network，对TOP50的Keyword进行共词分析，绘制国内创新影响因素关键词共现网络图谱，并进一步选择关键词聚类得到20个聚类名称图谱。20个聚类名称主要包括空间计量、创新扩散、商业模式、战略性新兴产业、合作创新、创新产出、协同创新、技术创新效率等。

从得到的20个凝聚子群可以看出，国内关于影响因素研究的核心内容主要关注以下几个方面：①研究内容以实证研究为主。学者们对创新效率、中小企业、核心企业、区域创新、企业规模等进行了实证分析。②研究方法为定量研究结合定性研究。学者们采用空间计量模型、系统动力学、结构方程模型、因子分析等定量方法对我国高技术产业技术创新效率、创新绩效、影响因素、创新产出等方面进行了定量分析。还使用扎根理论、计划行为理论等对协同创新、商业模式等方面进行了定性分析。③研究视角以宏观为主。學者们从国家战略、动态环境、技术获取、知识溢出等较为宏观的角度探讨内外部复杂动态系统因素对创新的影响。

除以上因素外，从外界环境因素看，经济的发展与产业结构调整、国家战略、竞争现状都是影响我国高技术产业创新能力的重要指标。但是很多影响因素往往是交叉起作用的，其间的界限并不是很明显，很难去精准地区分。针对这一情况，结合学者们的研究，将高技术产业创新能力的影响因素分为内在影响因素和外在影响因素两大类。

外在影响因素即为高技术产业领域之外的产生各种影响的人、财、物等因素，具体包括：①政府政策、国家战略。任何产业的发展都应该遵循国家、社会发展的实际情况。当前政府深刻认识到高技术产业在国民经济中的重要地位以及创新的重要性，国家战略也是围绕创新主题来制定的，这对于国家高技术产业创新能力的提升具有重要的促进作用。②市场创新环境。高技术产业创新能力的发展不仅仅局限于高技术企业之间，而应该是产业、企业、科研机构、高校、政府之间的联合和共同发展，共同提供良好而积极的创新氛围，当环境的成熟度提高时，创新能力也会相应提高。③FDI知识溢出。在国际竞争日益激烈的今天，国家之间的贸易往来以及国际投资成为技术传递的主要渠道，国家之间相互学习，落后国家可以获得发达国家的技术帮助、资金扶持，信息共享可加速经济增长，对创新能力的提高发挥巨大的促进作用。④外部资金投入。外部资金投入包含政府资金支持、天使投资、外资企业投资等，外部资金的投入增加，使创新个体获得更好的外部资源，为创新活动的展开打好基础，对创新能力的提升有着正向影响。

而内在影响因素则是从高技术产业本质、创新能力的内涵出发探知该领域内的因素，具体包括：①知识溢出。知识溢出对于高技术产业创新能力来说具有积极影响作用，可以促进资源优势互补、提高产业聚集度、节省创新成本，有利于产业寻找合适的创新路径。②人力资本。拥有专业知识或技能的高素质人员所占比例越高，创新能力则会越强。③产业聚集度。无论是区域内还是区域间的产业聚集度，在一定程度上都可以提供规范制度，培养商业习惯，促进资源、信息的流通，对创新能力的提升有积极作用。但同时也会带来更大的竞争压力，抑制创新能力的发展。④内部资金投入。内部资金可用于人员学习、技术引进及改进等活动，其投入越高，表明对创新活动的支持力度越大，对创新能力的提升作用越明显。

2.高技术产业创新能力的内涵与特征。创新能力的内涵要求高技术产业顺应时代发展的潮流，融入国家提出的“一带一路”“十三五规划”等政策中，建造创新共同体。随着经济全球化进程的推进，世界各个方面关联度提高，已经形成了你中有我、我中有你的共同体。而所谓的创新共同体即高技术产业与其他产业之间相互依存，旨在打造文化包容、技术融合、知识共享、组织互信的共同利益体，实现可持续发展。可见，高技术产业的创新能力不仅要体现在超宏观的国家战略层面，同样还应包含宏观的产业、企业层面和微观的指标层面。

因此，本文提出新时代下高技术产业创新能力的内涵是指以高技术产业为活动主体，充分整合、创造性利用高质量的人才、知识、技术、文化、组织、制度、政策等资源，不断为高技术产业注入新的活力因子，以实现高技术产业协调、绿色、开放、共享发展的能力。且该能力包含以下四个特征：①高成本控制的能力特征。可以大幅降低创新成本，增加其技术与相应市场之间的互动，大大减少高技术产业创新在知识搜索、选择和开发过程中的成本，有效控制其创新风险成本、人力成本等。②高风险应对的能力特征。促进高技术产业创新系统的柔性，降低产业的发展风险，有效提高产业的应变能力。③高产业竞争的能力特征。增进创新效率，提高产业技术含量，降低产业淘汰率，提高高技术产业的竞争力。④高工艺流程创新的能力特征。搭建传统产业与高技术产业之间互动的平台，使得科技成果、创新机制得以渗透，不断提升创新成果的质量和研发新的产品，带动和刺激与其相关的市场需求。

四、高技术产业创新能力系统运行机理

在进行高技术产业创新能力内外部影响因素、内涵与特征分析的基础上，本文提出创新能力系统运行机理，认为创新能力系统中存在多种要素并且受众多因素的影响，在平衡人力、技术、资本以及各方面的资源支持后，使得创新活动活跃性提高、创新知识积累水平提高，从而提升高技术产业创新能力。高技术产业创新能力系统因果关系如图所示。

从图中可以看出，存在九条反馈回路：

（1）高技术产业创新收益↑→创新协调投资投入↑→{R&D经费支出、创新研发经费支出}↑→创新支撑水平↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑→高技术产业创新收益↑。

（2）高技术产业创新收益↑→创新协调人力资本投入↑→{劳动者素质水平、R&D全时人员当量}↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑→高技术产业创新收益↑。

（3）高技术产业创新收益↑→引进设备、技术水平↑→固定资产增加值↑→创新支撑水平↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑。

（4）高技术产业创新收益↑→政府、企业资金投入↑→引进设备、技术水平↑→固定资产增加值↑→创新支撑水平↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑。

（5）高技术产业创新收益↑→政府、企业资金投入↑→创新共享水平↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑。

（6）高技术产业创新收益↑→最终产出数量↑→创新共享水平↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑。

（7）高技术产业创新收益↑→GDP增加值↑→高技术产业重要度↑→高技术产业创新能力↑→中间产出数量↑→高技术产品创新价值↑。

（8）高技术产业知识溢出水平↑→知识缺口↓→知識更新率↑→知识多样性↑→高技术产业创新能力↑→创新项目个数↑→创新知识创造↑→知识积累量↑→知识存量↑→高技术产业知识溢出水平。

（9）高技术产业知识溢出水平↑→知识扩散速度↑→创新成本↓→知识技术运用水平↑→高技术产业创新能力↑→创新项目个数↑→创新知识创造↑→知识积累量↑→知识存量↑→高技术产业知识溢出水平。

五、高技术产业创新能力指标体系构建

综合分析国内外学者关于创新能力指标的研究成果可以看出，虽然学者的方法种类很多，一级指标也多种多样，但本文在研究创新能力系统运行机理后，认为重要的四类指标分别为创新投入、创新产出、创新支撑及创新共享。而一级指标又可以分为多个二级指标、三级指标。具体创新能力指标体系见表1。

从表1中可以看出，高技术产业创新能力可以分为四个一级指标，分别为创新投入、创新产出、创新支撑以及创新共享。创新投入包括创新协调投资能力和创新协调人力资本能力两个二级指标。创新产出按照产出的阶段以及创新能力的内涵体现，分为中间产出、最终产出以及绿色产出三个二级指标。而创新支撑按照来源与性质划分为三个二级指标，分别为资金支撑，文化制度、环境支撑，创新开放能力支撑。创新共享指标由四个三级指标来体现。

在创新投入阶段，应当既有资金的投入，也有人力的投入，二者缺一不可，两者的投入力度、投入分配存在着一个协调的过程，这恰恰是协调能力的一种体现。创新协调投资能力由五个三级指标来衡量。即：R&D经费内部支出、R&D经费外部支出和高等学校R&D经费内部支出是构成高技术产业创新能力的物质基础，对其来说至关重要，在产业、高校中，有经费的投入才使得想法、方案有实现的可能性。技术是创新的重要载体，有了技术才会让创新迈出实质性的一步。创新协调人力资本能力包括R&D人员全时当量、劳动者素质、科学家和工程师的数量。R&D人员全时当量是国际上通用的、用于比较科技人员投入的指标。只有掌握一定专业技术的高素质人才，才会将取得的科技成果转化为科技产品，进而产生利润、促进经济的发展。

在创新产出阶段，中间产出主要是以专利的各项数据为指标。专利是某项工艺、设计、新型产品等依法取得的独占权力，体现了一个国家和地区的创新积累能力。这对许多国家都是很重要的，有些国家还成立了相关的数据库。但是如前文所述，该指标仅仅体现了静态的创新能力，因为很多领域的技术并没有申请专利，甚至很多取得的专利并不能产生真正的商业价值，专利的质量经常受到质疑。最终产出则是站在企业和经济的角度上，因为创新能力的提高最终要体现在经济效益上，要能促进经济的发展、社会的进步，包含的三个三级指标，分别为高技术企业个数、高技术产业从业人员平均数及新产品销售收入。习近平提到“绿水青山就是金山银山”，高技术产业的发展也是为了提升国民绿色生活度，在绿色制造的大环境下，绿色产出能力显得尤为重要，用新能源企业数在高技术产业所占比重和单位工业GDP二氧化硫、单位工业GDP废水排放量两个三级指标衡量。单位工业GDP二氧化硫、单位工业GDP废水排放量虽然并不单纯指高技术产业，其中可能会涵盖国民经济中的其他行业，但是这个三级指标与高技术产业有着较大的关联度，在某一区域内，如果单位工业GDP二氧化硫、工业废水排放量低，表明该区域内高技术企业数量多，高技术产业发展水平较高。

第三个一级指标是创新支撑，支撑力对创新能力的提升起到了推动作用，如果政府、企业、文化环境等都给予创新最大的支持，那么我国各领域的创新动力会加大，创新水平也会提高，直至在将来可以和发达国家相提并论。按照支撑的来源，分为资金支撑（包含来自政府和企业的资金）、文化制度环境支撑（主要是我国互联网环境和高等教育现状）、创新开放能力支撑（主要为我国与其他国家进行高技术产业的交流和贸易）。

在创新共享阶段，正如国家所提倡的“大众创业，万众创新”，就是要使得人民具有创新意识，真正开放思想，品尝到创新带来的硕果。国内高新区的发展速度较快，孵化器平台在稳步搭建，企业之间也在利用自己的R&D机构进行技术、知识等的共享。不仅如此，国家创新基金也在高技术产业创新的研究上给予学者较大支持，真正让产业、企业、高校三者充分结合，提升国内高技术产业创新能力。因此，选择国家级高新区企业数量、规模以上工业企业办R&D机构数量、在统孵化器数量、国家创新基金作为三级指标。

根据本文从创新投入、创新支出以及创新支撑三个维度构建的创新能力指标体系，并结合习近平新时代下对高技术产业创新能力赋予的内涵（十八届五中全会提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念以及“一带一路”所带来的利益共同体、命运共同体趋势），高技术产业应朝着协调、开放、绿色、共享的方向发展，发展的结果则是以能力体现，使创新能力指标体系在高技术产业领域有普遍适用性。

六、基于复合DEA方法的创新能力指标评价

1.创新能力指标评价的复合DEA模型选择。DEA有许多种模型可供选择，经典的模型有C2R模型和C2GS2模型。随着DEA方法应用范围愈加广泛，学者进一步提出其他有用的模型，例如C2WH模型、C2WHL模型，两者均改进了对权重的设置。此外，还有发展DEA模型、动态DEA模型等。不失一般性，本文采用经典的C2R模型：

其等价于以下线性规划模型：

（1）数据搜集与整理。本文创新能力指标的DMU评价模型从纵向、横向两个断面进行分析。纵断面是以某年份关于高技术产业创新能力的各个指标为DMU，横断面是以高技术产业的不同年份为DMU。本研究以国内高技术产业2013、2014、2015、2016、2017五个年份的发展情况为DMU，根据前文建立的创新能力指标体系，将体系中原31个指標根据统计年鉴数据完整程度和是否归属于投入产出范畴，最终筛选出9个投入指标依次为R&D经费内部支出（亿元）、高等学校R&D经费内部支出（亿元）、企业资金支持（亿元）、政府资金支持（亿元）、国家创新基金（亿元）、技术市场技术输出合同金额（亿元）、规模以上工业企业技术获取和技术改造费用（亿元）、R&D人员全时当量（万人年）、高技术产业施工项目个数（个），8个产出指标依次为专利申请数量（件）、拥有有效发明专利的数量（件）、专利申请授权数量（件）、科技论文发表数量（万篇）、高技术企业个数（个）、规模以上工业企业办R&D机构数量（个）、新产品销售收入（亿元）、高技术产品进出口贸易总额（亿美元），用复合DEA方法研究高技术产业创新能力发展综合情况，并进一步探讨其中的特征，挖掘影响因素。5个年份高技术产业的投入和产出数据见表2。

（2）评价过程。本研究中高技术产业创新能力评级范围包括5个年份（决策单元），每一个决策单元有9个投入指标、8个产出指标，投入和产出的总量远远高于决策单元的数目。因此，本文对复合DEA模型做出相应修改后再进行评价。参考式（2），根据表2中的数据，运用改进的复合DEA方法，计算所得结果如表3所示。

为获得更多信息，本文继续扩展第一种模式，分析产出指标对评价结果的影响。从表3中可以看出，如果选取三位小数则很难发现某些年份数据的差异，因此文章选取最后一位小数进行下一步的分析，结果见表4。

（3）评价结果分析。从原始DEA评价结果来看，五个年份下高技术产业创新能力由好到差的排序为：2017年（1.944）、2013年（1.242）、2015年（1.232）、2014年（1.136）、2016年（1.066）。对复合DEA结果进行具体分析如下：

从投入指标来看：2015年，高技术产业施工项目个数x9的投入对高技术产业创新能力发展的贡献要优于其他年份；2016年，国家创新基金x5的贡献程度较小程度地优于其他年份；2017年，R&D经费内部支出x1的投入对于创新能力发展所作贡献优于其他年份。

从产出指标来看：2013年，新产品销售收入y1对促进创新能力提升的有效性极大高于其他指标；2015年，相对于其他指标，专利申请授权数量y3的产出具有一定的有效性；2017年，专利申请数量y1对促进高技术产业创新能力发展的有效性优于其他指标。

七、结论与对策

从创新投入角度看，国家创新基金、R&D经费内部支出对于创新能力有较大贡献，因此应该继续拓宽经费投入渠道、加大经费的投入，提高资金的利用效率，形成较好的创新循环，提高自主创新能力；关于高技术产业的国家施工项目投入权重也较高，因此可以大规模展开高技术产业创新活动，营造活跃的社会创新氛围，提高创新群体的集群效应，使得创新活动多样化、创新思维根深蒂固。从创新产出角度来说，新产品销售收入、专利申请数量、专利申请授权数量具有一定有效性，因此一方面应该加强技术创新，增强知识产权保护意识，不断增加专利申请数量，从而极大地提高企业的创新能力。另一方面企业在获得专利申请授权后应该更加注重高技术产品多样化，提高产品质量，不断满足消费者的多样化需求，将专利商品化、市场化，兑现其经济价值，使得企业不断开发、占领新的市场，提高高技术产业的竞争力。

【主要参考文献】

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