基于主成分分析法的省域科技创新体系评价模型构建-徐顽强.pdf
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1、2016年第6期 Sci咖dTe勰谨霁稳。一t R恍戤h 2016 No6doi:103969jissn10007695201606叭1基于主成分分析法的省域科技创新体系评价模型构建徐顽强,周晓婷(华中科技大学,湖北武汉430074)摘要:在国内外科技创新评价指标体系研究的基础上进行改进与扩充,构建我国省域科技创新体系评价指标体系,建立基于主成分分析的省域科技创新体系评价模型,并采用全国31个省、市、自治区2012年的科技创新状况数据进行实证研究。研究结果表明,目前我国企业在省域科技创新体系中的主体地位并未得到彰显,而研发机构和高等院校的作用更为明显,科技公共服务的完善能够在很大程度上激发省域
2、科技创新;我国东中西部省域科技创新体系绩效表现出的地区差异较大。关键词:省域科技创新体系;主成分分析;评价模型中图分类号:G322 文献标志码:A 文章编号:10007695(2016)06005207Evaluation Mode of Provincial Science and Technology InnovationSystem Based on Principal Component AnalysisXU Wanqiang,ZHOU Xiaoting(Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China)A
3、bstract:This paper chose the evaluation indexes for provincial science and technology innovation system through improving and expanding the previous domestic and foreign research on science and technology innovation evaluation index systern,built a provincial science and technology innovation system
4、 evaluation mode based on principal component analysis,and then made an empirical research using the 2012 data of our country31 provinces and autonomous regionsThe resultsshow that the dominant position of enterprises in the provincial science and technology innovation system has not been estab-lish
5、ed at present;public science and technology services call greatly improve the performance of provincial science andtechnology innovation system;the performances of provincial science and technology innovation system in eastern,centraland western provinces of our country are notably differentKey word
6、s:provincial science and technology innovation system;principal component analysis;evaluation mode1 科技创新体系评价模型研究的相关理论11 科技创新与技术创新理论约瑟夫熊彼特第一个系统研究技术创新,他认为所谓的技术创新就是“建立一种新的生产函数”的过程,即一种“新生产要素的重新组合”,技术创新在很大程度上受到政府、科技体制环境和科技政策等因素的影响。而克里斯托弗弗里曼指出,无论是技术创新还是制度创新均源于人们思想观念的进步与创新,首先是一种新思想的产生,然后是新知识新技术的出现、传播与应用以及新
7、产品的设计、生产;而这种思想指导下的制度安排,会反过来影响创新的绩效。因此,科技创新不仅仅是技术方面的变革与应用,也不仅仅是科学研究、技术进步与应用创新的协同发展,由于科技创新内涵广泛,且涉及政府、企业、科研院所、高等院校、国际组织、中介机构、社会公众等多个主体,包括人才、资金、科技基础、知识产权、制度政策等多个要素,学术界也在不断地探索着这些要素间的秩序和内部联系、构建着科技创新体系。12科技创新体系与国家创新体系理论国家科技创新体系这个概念是由英国苏塞克斯大学科学政策研究所教授、经济学家克里斯托弗弗里曼在1987年首先提出来的。他认为国家科技创新体系是公私部门的机构组成的网络,它们的活动和
8、相互作用促成、引进、修改和扩散了各种新技术。他给予4个因素以特别的关注:政府政策的作用、企业及其研究与发展努力的作用、教育和培训的作用、产业结构的作用。经济合作与发展组织(OECD)旧。通过对其十几个成员国的国家创新体系比较之后,于1997年发表的国家创新系统报告中指出,科技创新系统的收稿日期:20150429。修回日期:201510一Il基金项目:国家自然科学基金项目“以食、为主体的科技创新体系评价模型与优化策略研究”(71440013)万方数据徐顽强等:基于主成分分析法的省域科技创新体系评价模型构建 53正常运转依赖于:企业相互的科技创新合作及“产学研”科技创新互动;科技公共服务平台在各科
9、技创新行为主体间发挥衔接作用;政府通过各部门的协调对各创新参与者的科技创新活动发挥引导和协调作用。中国科技促进中心柳御林教授经过研究,认为政府、企业、科研与高校、支撑服务等4个要素以及它们彼此之间的相互作用构成了国家科技创新体系。13科技创新体系评价与区域科技创新体系评价研究随着科技创新受到人们的日益重视,作为国家创新系统的重要子系统区域创新系统的研究也成为学术界的研究热点,其中的重点更是放在如何对区域科技创新系统的绩效进行测度评价上。经济合作与发展组织(OECD)建立的科学技术评价指标体系、瑞士洛桑国际管理研究院(IMD)的国家科学技术发展指标体系都属于测量一国(或地区)科技创新体系绩效的指
10、标体系。举例而言,联合国工业发展组织(UNIDO)的产业发展计分板(Industfial Development Scoreboard)就从4个方面来评价一个区域的产业竞争力:科技影响、产业绩效、技术引进以及人才要素,该计分板主要的评价指标包括美国授权专利数、企业科技创新投入、产业附加值、产业总出口状况、中高端技术对产业出口状况的影响、外资对产业科技创新的投入、高等院校相关技术专业就读人数及科技创新基础设施状况等。世界银行旧1的科学技术评价指标体系确定研究与发展经费、科学技术期刊论文、高技术产品出口、专利权与专利费、专利申请数、商标注册数等为世界各国科技评价的具体指标。国内学者迟国泰等H o则
11、根据科学发展观内涵,根据科技投入、科技产出、科技对经济的影响、科技对社会的影响等评价准则构建了适合于中国省级行政区的科技评价指标体系。省域科技创新体系是建设全国科技创新体系、深化科技体制改革、充分发挥科技对经济社会发展的支撑引领作用、稳步推进经济新常态的基础,对省域科技创新体系进行测度评价的意义重大。2评价指标体系模型的构建方法21 省域科技创新体系的评价指标在弗里曼的国家创新体系中,科研机构与研究型高校是科学技术知识供应者和创新源;企业是技术创新主体;政府是创新体系协调机构;还有作为科学技术知识转移和扩散机构的教育培训部门和中介机构;另外新生技术知识流动与金融体制效率相关甚密,金融服务、金融
12、政策对创新的影响较为直接;最后历史文化因素影响着人们的思维方式和行为模式1。以此为基础,参考国内外科技创新体系评价的研究,特提出本文构建的省域科技创新体系评价模型的理论框架,如图1所示。图1 省域科技创新体系评价模型的理论框架根据以上理论框架,本文选取科学适宜的评价指标。省域科技创新体系以企业为主体,首先本文从两个方面人手衡量企业科技创新活动绩效:企业科技研发与应用绩效,企业科研人才资源质量。人才资源从数量规模与能力素质两方面衡量,本文暂以研究人员(指R&D人员中具备中级以上职称或博士学历学位的人员)占R&D人员比重来对企业人才的质进行评价。在衡量研发机构与高校科研绩效时,本文选取科研机构与高
13、校的课题项目数量、科研机构与高校人才资源、科研机构与高校学术质量3个角度,学术质量用国外主要检索工具(主要是SCI美国(科学引文索引)收录的我国科技论文数量来反映。企业、科研机构与高校的人员数量代表的都是国际通用、用于比较科技人力投入的指标R&D人员全时当量,即R&D全时人员(全年从事R&D活动累积工作时间占全部工作时间的90及以上人员)工作量与非全时人员按实际工作时间折算的工作量之和。由于资料和数据的限制,本文对政府政策扶持绩效的评价仅能从定量指标上人手,以政府财政支持和产业计划的分配来衡量政府政策扶持绩效,其中政府部门科技活动资金囊括了来自各级政府部门的各类资金,包括财政科学技术拨款、科学
14、基金、教育等部门事业费以及政府部门预算外资金的实际支出。科技创新环境是宏观概念,它包含科技创新体制机制、经济基础、科技创新公共服务支撑与社会教育程度,等等,本文选取产业结构、经济成果、科技教育培训、公共服务支持绩效4个方面纳入指标评价体系。公共服务支持绩效中,专利所有权转让与许可收入指省域内单位(个人)转让专利所有权或允许专利技术由被许可单位(个人)使用而得到的收入,当年从被转让方或被许可方得到的一次性付款和分期付款收入,以及利润分成、股息收入等。另外本文将经济基础解构为经济总量万方数据54 徐顽强等:基于主成分分析法的省域科技创新体系评价模型构建与经济结构,以人均地区生产总值代表省域经济发展
15、状况,以第一产业、第二产业、第三产业占地区经济总产值的比率表示产业结构,高技术产业包括有核燃料加工、信息化学品制造、医药制造业、航空航天制造、电子计算机等高知识性、高转化率、高创新性、高效益性的诸多产业,因此高技术产业是衡量省域是否完成产业结构优化升级的重要标尺,本文以高新技术产业收入来衡量高技术产业的产业规模与生产效率。综上,建立相应的指标评价体系如表1所示。表1 省域科技创新体系绩效的评价指标体系一级指标 二级指标 指标科技创新环境绩效 产业结构 xl高技术产业主营业务收入亿元)(2第一产业构成比重】(3第二产业构成比重x4第三产业构成比重经济成果 )(5人均地区生产总值元科技教育培训X6
16、每十万人口高等教育平均在校学生人x7科普专兼职人员人x8科技馆展厅面积万m2公共服务支持绩效 )(9技术市场成交合同金额万元X10专利所有权转让及许可收入万元政府政策扶持绩效 政府财政支持XI 1使用政府部门科技活动资金万元X12高新技术企业减免税万元中央宏观安排X13国家产业化计划项目数量个研发机构与高校 科研项目X14研发机构与高校R&D课题效个科研绩效 科研机构人才资源X15研发机构与高校R&Dk员A学术质量X16国外主要检索工具收录我国科技论文篇企业科技创新绩效企业科技研发与应用X17企业办研发机构数量个X18规模以上有R&D活动的工业企业数个企业研发人才资源(量)X19规模以上工业企
17、业R&D人员人企业研发才资源(质)X20研究人员占R&D人员比重22省域科技创新体系评价模型本文采用能够简化降维、优化统计数据,能够客观确定指标权重、克服指标代表涵义相互重合的主成分分析法求算指标系数,进而确定综合评价模型。若对省域科技创新体系的评价涉及P个指标,分别用x。,置,瓦表示,这P个指标构成的p维随机向量为X=(x,x:,X。),且协方差阵为三。主成分的实质是观测指标的线性组合,于是对X进行线性组合,形成新的综合指标,用F表示,即新的综合指标可以由原来的变量线性表示,满足下式:,。=allxl+oX2+o。Xp i=1,2,k (1)式(1)中的这些主成分之问互不相关,且方差递减,通
18、常我们只选取前面几个方差最大的主成分,从而达到简化系统结构和抓主要矛盾的目标,于是求出协方差阵三的特征根和特征向量,分别表示为Ai和Li,i=1,2,P,且AlL2A。,口i为对应第i个特征值的特征向量的第,个分量。主成分E的方差贡献率,记为Mi,计算公式是:A;:。Ai,表明主成分t的方差在全部方差中的比重。一般以前矗个主成分的累计方差贡献率(:。肘i)达到80为标准,判定前矗个主成分是否能够基本代表全部测量指标所具有的信息。各主成分对应的方差贡献率占总方差贡献率比为:Mi:,Mi,记为Ai。以Ai为系数,以各主成分对应的方差贡献率为权数,就能计算出省域科技创新体系绩效的综合评价值:Z=Af
19、 x Ff+A2 x F2+A。x F (2)将式(1)带人式(2),得1:Z=X1ik:1Aio。l+墨:1Ai口正+瓦:。Ai血咖 (i=1,2,|) (3)式(3)即为省域科技创新体系的综合评价模型。3 评价指标体系模型的构建与分析31省域科技创新体系评价模型由前文可知,本文构建了20个指标所组成的省域科技创新体系评价指标体系,这些评价指标数据来源如下:各省域人均生产总值、每10万人口高等教育平均在校学生人数和第一、二、三产业构成比重等5项指标来自2013年中国国家统计年鉴,各省域企业办研发机构数、使用政府部门科技活动资金金额、高新技术企业减免税及专利所有权转让许可收入等4项指标来自20
20、13年我国工业企业科技活动统计年鉴,其他11项指标均来自2013年中国科技统计年鉴。现利用SPSS软件对2012年我国省域科技创新体系的评价指标数据进行主成分分析,得到主成份的得分系数矩阵如表2所示。表2 2012年我国省域科技创新体系评价指标主成份得分系数矩阵万方数据徐顽强等:基于主成分分析法的省域科技创新体系评价模型构建 55又根据总方差解释表,第4个主成分的累计方差贡献率为84617,说明只要选择前4个主成份就能解释大部分指标所包含的信息。设省域科技创新体系综合评价值为z,指标变量分别是置,x:,x。第1主成分为F。,第2主成分为F:,第3主成分为F3,第4主成分为凡,则F解释方差贡献率
21、为45742,F:解释方差贡献率为25098,B解释方差贡献率为7158,F4解释方差贡献率为6620,因此有:模型公式Z=45742F】+25098F2+7158F3+6620F484617 (4)Fl=0087Xl一0071X20021X3+0059X4+0079X5+0060X6+0049X7+0086X8+0067X9+0066Xlo+0085X11+0097X12+0074X13+0072X14+0067Xl s+0093X】6+0076X17+0083X18+0089X190056X20 (5)F2=一0Cr70Xl一0037X20129X30136X40136X5+0054x6+
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