基于熵权灰靶模型的湖南省工业企业科技创新能力评价

杨彩凤， 魏 巍， 杨 宇

(湖南省科学技术信息研究所， 长沙 410000)

科技创新是地区经济增长的重要驱动，而企业是科技创新的主体，建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系是加快创新型国家建设的重要战略部署。随着创新体系的不断完善，企业技术创新不断取得新的突破，为增强工业企业的创新能力，国家“中国制造2025”等战略部署推动了企业的快速发展，2018年全国工业企业增加值占地区生产总值的比重达到33.9%，工业企业研发投入强度达到1.25%，工业企业已逐步成为技术创新的重要主体，工业企业科技创新能力将是提升企业创新水平的重要体现。湖南省工业企业研发投入强度已达到1.19%，以装备制造、轨道交通为代表的行业技术 “领跑”世界，对湖南省工业企业科技创新能力的研究能在很大程度上反映全国工业企业发展情况。

目前已有不少学者开展了对企业科技创新的相关研究，研究内容涉及创新效率[1]、创新特征[2]等方面，研究领域涵括高技术产业[3]、战略性新兴产业[4]、新一代信息技术企业[5]、科技型中小企业[6]等多个类别。从研究范围来看，陈艺曦，于博骏[7]以全国31个省市为研究对象，分析了工业企业资金、人力投入等指标对地区工业企业创新能力的影响度。冯俊华，张庆妮[8]以“一带一路”沿线省份为研究对象，分析了18个省、自治区、直辖市的科技创新能力。王建新，刘晓婵[9]以中部六省为研究对象，分析了六个省份经济发展的地域特征。方亮[2]以安徽省为研究对象，研究了工业企业在创新综合、纯技术和规模三个效率上的差异。陈燕玲，朱孔来[10]以山东省为研究对象，分析了山东省各地市工业企业技术创新能力的特征及地域分布。从研究方法来看，以往学者对企业创新的研究方法主要有AHP法[11]、DEA方法[1，12]、SEM[6]、因子分析、组合赋权法、灰靶理论等。

综上所述，以往学者对企业技术创新的研究已涉及到多个行业领域，研究方法也有多种，但是对工业企业创新的研究更加侧重于效率评价和技术创新特征。运用灰靶理论评价工业企业科技创新能力的研究较少，本文运用灰靶理论的同时，引入熵权赋权法，弥补传统灰靶理论的等权缺陷，以湖南省为例研究工业企业科技创新能力及主要影响因素，同时使得评价结果更为科学合理，为提升工业企业科技创新能力提供重要的决策参考。

1 多因素熵权灰靶模型的构建

1.1 评价矩阵的确立

定义评价对象为时间集A，所有评价指标的集合成为指标集B，则：

A={Ai(1)，Ai(2)，…，Ai(m)}

B={Bj(1)，Bj(2)，…，Bj(n)}

其中，Ai(i=1,2,…，m)为第i个评价对象，Bj(j=1,2,…,n)为第j个评价指标，指标集与时间集构成的样本记为xij，由xij组成的矩阵为评价矩阵，即：

1.2 熵计算，确定指标权重

将初始评价矩阵进行无量纲化处理，处理后的矩阵记为Mij，假定Pij第j个属性下第j个评价指标Bj的贡献度，即特征比重为：

用Ej来表示所有方案对属性Bj的贡献总量：

其中，K>0，K=1/ln(m)，0=

定义dj为第j属性下各方案贡献度的一致性程度：

dj=1-Ej(4)

则各评价指标的权重Wj如下：

1.3 灰靶模型的建立

1.3.1 基本原理

灰靶理论是属于灰色系统理论中的重要分支之一，即灰理论中处理模式序列的灰色关联分析理论，主要基于多个研究对象的评价、筛选及决策等研究，研究结果主要通过靶心度和贡献度两个指标体现。灰靶理论的基本原理是要在构建的初始评价矩阵中找到最优标准，各评价信息与最优标准的关联度即为靶心度，每项指标对其靶心度的影响程度即为贡献度，可根据靶心度和贡献度评价出发展水平和各因素影响程度。本文引入客观赋权的熵权法，从一定程度上弥补了灰靶模型中的等权权重影响，更能体现各要素与最优标准之间的关联度。

1.3.2 评价模型的建立

1)构建标准模式。构建多级性指标序列Pi，假定i为评价对象，j为评价指标。

灰模式为Pi={wi(1)，wi(2)，…，Wi(m)}，∀Qi(j)∈Ai;i=1，2，3，…，m；j=1，2，3，…，n。j指标构成的序列为：

Pj={P1(j)，P2(j)，P3(j)，…，Pm(j)}

根据评价指标的极性，构建标准模式：

其中，POL(max)为极大值极性；POL(min)为极小值极性；POL(men)为适中值极性，由此构建的P0=(P0(1)，P0(2)，P0(3)，…，P0(n))即为标准模式。

2)对指标数据进行无量纲化。无量纲化后的数据序列形成如下矩阵：

3)灰靶转换。将Pi进行灰靶变换，得到T，计算公式如下：

TP0=U0，U0=(U0(1)，U0(2)，…，U0(n))=(1，1，…，1)，则称U0为标准靶心。

4)关联因子集和差异信息空间。差异信息序列：

Δ(0,k)=(Δ1(0,k),Δ2(0,k),…,Δm(0,k))

Δi(0,k)=|Ui(0)-Ui(j)| (9)

5)计算靶心系数和靶心度。分辨系数ε∈(0,1)，灰靶理论定义ε=0.5。

定义γ[U0(j),Ui(j)]为Pi对于标准靶心P0的靶心度，靶心系数计算公式为：

γ[U0(j),Ui(j)]=

则靶心度为：

6)计算贡献系数和贡献度。贡献系数计算公式为：

γ[Ui(0),Ui(j)]=

则贡献度为：

7)靶心度与贡献度的等级划分。根据灰靶理论以及最小信息原理，靶心度必大于等于0.333 3。因此，将靶心度均衡划分为7个等级，如下表所示。靶心度数值越大表示该评价对象越优，反之即越差。各指标贡献度的等级划分与靶心度同理。

表1 靶心度与贡献度的等级划分

2 工业企业技术创新能力评价

2.1 数据来源

本文将湖南省作为研究范围，规模以上工业企业的科技创新能力为研究对象，选取2011-2017年相关数据资料对湖南省的工业企业科技创新能力进行动态评价，了解工业企业科技创新的变化、特征及未来的发展趋势，数据主要来源于《湖南省统计年鉴》及《中国科技统计年鉴》。

2.2 指标体系

企业的科技创新主要体现为坚实的创新基础、强劲的创新投入支撑和高质量的创新支出。本文构建指标体系遵循指标数据的权威性、完整性、数据可获得性及公开性，评价内容主要从科技创新基础、科技创新投入和科技创新产出三个方面评价，科技创新基础主要反映工业企业开展研发活动的机构情况；科技创新投入主要反映工业企业在经费、人员方面的投入情况；科技创新产出主要衡量工业企业专利、产品销售等情况，从此三方面构建了包含3个一级指标和12个二级指标的评价体系，具体如表2所示。

表2 工业企业技术创新能力评价指标体系

2.3 工业企业科技创新能力结果评价

2.3.1 指标权重确定

依据上述指标体系，选取2011-2017年湖南省各指标的数据，构建初始评价矩阵，按公式(2)-(5)分别进行无量纲化，计算特征比重、贡献总量等过程，最终得到12个评价指标的熵值为：

Wj=(0.1220,0.0796,0.0726,0.0259,0.0290,0.0805,0.1232,0.0830,0.0194,0.0233,0.2353)T

由此可得各评价指标权重，即各因素的熵权，如表3所示。

表3 工业企业技术创新能力各评价指标权重

2.3.2 靶心度结果评价

根据灰靶模型的建立程序，按公式(6)—(11)的步骤进行计算，得到湖南省2011-2017年工业企业科技创新能力的靶心度，如图1所示。

图1 湖南省工业企业科技创新能力靶心度及等级划分

根据上述评价结果显示：

1)湖南省工业企业科技创新能力靶心度不断提高，且呈现持续加快提升趋势。2011年湖南省工业企业科技创新能力的靶心度为0.489 4，所处等级为第6级，2017年靶心度为0.923 9，提高了0.434 5，所处等级也提高到第1级。2011-2014年期间，湖南省工业企业科技创新能力提升较为缓慢，从2014年开始靶心度持续较快上涨，且上涨幅度远超“十二五”前期。从总体趋势上看，湖南省工业企业科技创新能力呈现持续上升的趋势。

2)湖南省工业企业科技创新能力所属等级不断提升。从上图可知，2011年湖南省工业企业科技创新能力处于第6等级，到2017年已跃居到第1等级。“十三五”前期提升缓慢，后期提升较快。2012-2014年连续三年靶心度所处等级均为第3等级， 2017年靶心度达到最高等级。“十二五”末期和“十三五”期间，湖南省加快实施创新驱动发展和开放崛起战略，实施一系列促进企业创新政策，为工业企业的创新发

展带来了新的发展动力和机遇。目前，湖南省正在创新型省份建设阶段，工业企业作为科技创新的主体之一，在新的政策支持下，科技创新能力具有较大的提升潜力。

2.3.3 贡献度测算结果评价

各项因素指标的贡献度反映了各要素对湖南省工业企业科技创新能力的影响程度，通过运用灰靶模型的构建程序计算12个评价指标的贡献度进行评价，根据公式(12)和(13)计算各因素指标的贡献度，并对贡献度进行等级划分，具体如表4所示。

表4 工业企业技术创新能力各评价指标权重

根据上述评价结果可知：

1)需要创新基础、投入和产出共同发力，才能有较强的创新能力。评价结果显示，各项一级指标中均有因素对湖南省科技创新能力的影响程度较高。12项指标中，有1项指标的影响程度达到第2等级，4项指标达到第3等级，3项指标达到第4等级。从科技创新基础、投入及产出来看，三方面评价内容中均有指标对湖南省工业企业科技创新能力的影响程度在第4等级以上。

2)新产品销售收入及创新投入情况对工业企业科技创新能力的影响较大。在科技创新基础方面，有研发机构的企业数占总企业数的比重的影响程度处于第3等级，说明工业企业具有研发机构这项基础，更能提高科技创新能力。在科技创新投入方面，研发人员数、R&D占主营业务收入比重的影响程度在第3等级，说明湖南省工业企业的技术人才投入和经费投入有利于企业科技创新，对企业科技创新能力的拉动作用明显。在科技创新产出方面，新产品销售收入占销售收入比重对湖南省工业企业科技创新能力的贡献度为0.806 4，处于第2等级；专利申请数处于第3等级，说明新产品销售收入情况以及专利申请情况对科技创新能力影响明显。

3)企业开展R&D活动和有效发明专利情况对工业企业科技创新能力的影响较弱。评价结果显示，湖南省开展R&D活动的企业数及其占总企业数的比重两项指标对工业企业科技创新能力的贡献度相对较低，处于第5等级，说明湖南省工业企业研发活动开展的范围和活跃度有待进一步加强。此外，有效发明专利数的贡献度也处于第5等级，湖南省工业企业专利申请虽然贡献较大，但其中授权的发明专利且有效的情况相对较差，反映出湖南省在知识产权维护和保护方面还有待强化。

3 对策建议

1)构建多元化创新投入体系，保障科技创新基础。评价结果显示，创新人力和财力的投入能有效提高工业企业的科技创新能力，因此提高工业企业的科技创新水平，可通过建立多元化创新投入体系。一方面，通过政府资金投入引导企业加大创新投入的同时，不断完善投融资体系，拓宽融资渠道，培育更多企业从金融市场、资本市场等渠道获得资金支持，保障企业的资金投入。另一方面，建立完善的高端人才引进机制，人才是创新的基础，为优化人才队伍，吸纳更多的优秀人才在湘生根，可根据人才缺口制定人才引进计划，在安家、教育等多方面提供优惠政策，吸引海内外高端科技创新人才。

2)健全知识产权保护制度，加强核心技术运用。专利作为企业核心技术创新成果的主要形式，加强对专利等知识产权的保护是实现科技创新成果转化的重要举措。随着企业创新能力的不断提升，越来越多的企业走向国际化发展道路，因此加强知识产权保护制度尤为重要。建议建立完善的知识产权保护制度，通过专利补贴、促进科技成果转移转化等方式，激励企业创新并加强对知识产权的保护，提升知识产权的创造与运用，促进知识产权转移转化，充分发挥专利等知识产权的支撑引领作用。

3)优化科技创新环境，激活企业创新活力。研究结果显示，湖南省开展R&D活动企业的占比较低，企业创新意识仍有待加强。一方面，建议充分发挥现有政策的引领作用，激活创新活力。目前湖南省正在实施的企业研发财政奖补政策等促进企业加大研发投入的政策体系，有效地促进了企业加大投入的积极性。应加大这类促进政策的宣传和实施范围，让更多的企业享受优惠政策，从而促进企业开展科技创新活动。另一方面，在促进企业加快科技成果转化、产学研合作等方面出台相关政策，为企业创新创造更好的环境。