基于集成超效率DEA模型的煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率分析

楊 力，王舒鴻，吳 杰

(1.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 管理學(xué)院，安徽合肥230026;2.天津南開大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津300071)

基于集成超效率DEA模型的煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率分析

楊 力1，王舒鴻2，吳 杰1

(1.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 管理學(xué)院，安徽合肥230026;2.天津南開大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津300071)

在構(gòu)建輸入輸出評(píng)價(jià)指標(biāo)體系之后，采用集成超效率數(shù)據(jù)包絡(luò)模型對(duì)煤炭行業(yè)上市公司生產(chǎn)效率進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算出決策單元投入冗余和產(chǎn)出不足，然后運(yùn)用集成評(píng)價(jià)方法對(duì)上述結(jié)論進(jìn)行定量分析，并運(yùn)用事前檢驗(yàn)和事后檢驗(yàn)加以驗(yàn)證。認(rèn)為大部分煤炭上市企業(yè)的生產(chǎn)效率是可以接受的，但是存在著很大的個(gè)體差異，許多企業(yè)還有很大的上升空間。有效的煤炭企業(yè)不僅要保住自身優(yōu)勢(shì)，還需要不斷加強(qiáng)技術(shù)與管理革新，探索更良好的發(fā)展模式，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。行政管理部門則應(yīng)該通過經(jīng)濟(jì)政策模擬，制定適宜發(fā)展規(guī)劃，對(duì)不同的煤炭企業(yè)采取不同的措施，最終建立我國煤炭產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展模式。

煤炭企業(yè);生產(chǎn)效率;超效率DEA;組合評(píng)價(jià);綠色發(fā)展模式

一、引言與文獻(xiàn)回顧

煤炭是我國的主體能源，一直占能源生產(chǎn)和消費(fèi)的2/3以上。近年來，石油等替代能源的進(jìn)一步緊缺更突顯了煤炭行業(yè)的重要性，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)地位長(zhǎng)期內(nèi)不會(huì)改變，煤炭行業(yè)作為關(guān)系國計(jì)民生的基礎(chǔ)行業(yè)，在煤炭?jī)?chǔ)量有限的情況下，其生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高對(duì)我國能源的供給將會(huì)做出極大的貢獻(xiàn)，因此研究我國煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前，煤炭企業(yè)粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式仍未得到實(shí)質(zhì)性的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)煤炭企業(yè)技術(shù)變革與生產(chǎn)效率提高迫在眉睫。煤炭企業(yè)本質(zhì)上是個(gè)多投入多產(chǎn)出的復(fù)雜系統(tǒng)，DEA就是一種評(píng)價(jià)具有多輸入多輸出指標(biāo)的同類企業(yè)間相對(duì)有效性的方法，本文引入集成超效率DEA模型對(duì)煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率進(jìn)行實(shí)證分析，并提出我國煤炭產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展模式。

2005年，胡省三和成玉琪在研究煤炭工業(yè)21世紀(jì)的發(fā)展方向時(shí)指出，煤炭工業(yè)應(yīng)該向“高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的方向發(fā)展，并應(yīng)著手解決煤炭資源精細(xì)勘查與開采、技術(shù)與裝備、煤礦安全、煤轉(zhuǎn)化技術(shù)、生態(tài)環(huán)境等煤炭科技發(fā)展等重大問題［1］。稍后，金碚認(rèn)為我國工業(yè)未來的發(fā)展應(yīng)該用科學(xué)發(fā)展觀來指導(dǎo)，推動(dòng)理論、技術(shù)、制度和管理的不斷革新，最終實(shí)現(xiàn)粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的根本轉(zhuǎn)變［2］。

與上述文獻(xiàn)不同，一些研究者采用計(jì)量方法和數(shù)理經(jīng)濟(jì)模型來研究煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，并提出了一些有用的管理啟示和建議［3-10］。在這些方法和模型中，尤以數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法最為流行與實(shí)用［5-10］。穆東等用CCR和C2GS2模型分析了汶南煤礦1985-1993年的技術(shù)進(jìn)步情況［5］。穆東和李冠運(yùn)用CCR和BCC模型分析了煤炭企業(yè)的非煤產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目投資的技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率［6］。安景文等對(duì)64個(gè)煤炭企業(yè)1994-1997年的技術(shù)效率和規(guī)模效率進(jìn)行分析，他們把這64個(gè)企業(yè)分為5類，并對(duì)相應(yīng)類別提出各種對(duì)策［7］。姚平和梁靜國采用DEA和SFA方法對(duì)我國40家煤炭企業(yè)2004-2006年的效率進(jìn)行了評(píng)估，在對(duì)這兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)分析和一致性檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)兩種模型計(jì)算出的效率值在數(shù)值上有顯著差異，但在效率排序上具有很好的一致性［8］。余榮榮和唐凱用DEA模型評(píng)價(jià)42家煤炭企業(yè)2006年的技術(shù)效率，分析了各類非技術(shù)有效煤炭企業(yè)的成因，提出了一些改進(jìn)措施［9］。最近，宋梅等同樣運(yùn)用CCR和C2GS2模型評(píng)價(jià)了煤炭產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的有效性，并從企業(yè)自身和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面對(duì)非有效的煤炭企業(yè)提出了一些改進(jìn)建議［10］。

容易看出，上述文獻(xiàn)集中于采用基本DEA模型分析煤炭企業(yè)相對(duì)績(jī)效和規(guī)模效益。但是，在實(shí)踐中，除了能夠分析出行業(yè)內(nèi)相對(duì)有效的煤炭企業(yè)，可能還需要對(duì)這些有效的煤炭企業(yè)進(jìn)一步分析以找出最有效的煤炭企業(yè)，也就是說，需要對(duì)有效的煤炭企業(yè)作排序或者對(duì)所有決策單元作全排序，故有必要采用超效率DEA(SE-DEA)模型來實(shí)現(xiàn)這一過程。不過，不同類型的SE-DEA模型對(duì)于同一個(gè)數(shù)據(jù)樣本會(huì)產(chǎn)生不同的排序，這讓管理者產(chǎn)生了困惑。此外，上述個(gè)別文獻(xiàn)還存在由于投入/產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)之和大于評(píng)價(jià)單元數(shù)目所導(dǎo)致大多數(shù)決策單元有效性的問題。

考慮到上述研究存在的不足之處，本文首先選擇合理的投入/產(chǎn)出指標(biāo)和煤炭企業(yè)數(shù)，接著用多個(gè)SE-DEA模型對(duì)煤炭企業(yè)進(jìn)行排序，隨后用多種集成方法對(duì)排序結(jié)果進(jìn)行集成以得到多個(gè)綜合排序方案，最后通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)每個(gè)綜合排序進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以得出一個(gè)優(yōu)良的排序方案。本文的第二部分構(gòu)建了煤炭企業(yè)超效率DEA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，第三部分使用集成超效率DEA模型進(jìn)行了計(jì)量分析，第四部分是綜合集成方法定量分析和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，在文章的最后給出了結(jié)論和下一步的研究方向。

二、煤炭企業(yè)超效率DEA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

超效率DEA(SE-DEA)方法是Andersen和Petersen［11］于1993年提出來的，通過把被評(píng)價(jià)決策單元排除在參考決策單元集合之外，得到被評(píng)價(jià)單元的效率值，決策者通過此效率值能夠?qū)τ行У臎Q策單元(效率值為1)進(jìn)行排序，同樣還可以對(duì)所有決策單元進(jìn)行全排序。

在進(jìn)行DEA評(píng)價(jià)時(shí)，一般要求各決策單元具有同質(zhì)性，即具有相同的目標(biāo)和任務(wù);具有相同的外部環(huán)境和具有相同的輸入和輸出指標(biāo)3個(gè)主要特征［12］。顯然，我國上市煤炭企業(yè)是具有上述三個(gè)特征的決策單元。然而，在實(shí)際評(píng)價(jià)過程中，不同的輸入和輸出指標(biāo)體系將會(huì)產(chǎn)生不同的評(píng)價(jià)效果［13］，因此，如何選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)、建立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)評(píng)價(jià)這些企業(yè)生產(chǎn)效率、純技術(shù)生產(chǎn)效率、規(guī)模效率至關(guān)重要［14］，并隨之影響煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)性等各方面。

通過綜合考慮煤炭企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、運(yùn)作與銷售等各個(gè)方面，本文采用員工總數(shù)(YGZS)、主營業(yè)務(wù)成本(YWCB)、固定資產(chǎn)(GDZC)、銷售費(fèi)用(XSFY)、管理費(fèi)用(GLFY)和財(cái)務(wù)費(fèi)用(CWFY)6個(gè)指標(biāo)為輸入指標(biāo);以主營業(yè)務(wù)收入(YWSR)和利潤(rùn)總額2個(gè)指標(biāo)為輸出指標(biāo)，共8個(gè)指標(biāo)構(gòu)成了煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。具體見表1所示。

表1 煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

三、超效率DEA計(jì)量分析

按照第二部分構(gòu)建的指標(biāo)體系，本文收集整理了我國上市企業(yè)煤炭板塊19個(gè)公司2008年的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)。對(duì)這19個(gè)公司，本文采用超效率徑向DEA模型(Radial DEA Models)和超效率非徑向DEA模型(Non-radial DEA Models)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。其中，超效率徑向DEA模型選用面向產(chǎn)出的超效率CCR模型(簡(jiǎn)記為Super-Radial-O-C)和面向投入的超效率BCC模型(簡(jiǎn)記為Super-Radial-I-V);超效率非徑向DEA模型選用基于松弛變量的面向投入且規(guī)模收益不變的超效率模型(簡(jiǎn)記為Super-SBM-I-C)和基于松弛變量的無面向的且規(guī)模報(bào)酬可變的超效率模型(簡(jiǎn)記為Super-SBM-V)。限于篇幅，具體模型和有關(guān)模型的討論請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)［11］。

在進(jìn)行計(jì)算之前，由于財(cái)務(wù)費(fèi)用等指標(biāo)數(shù)據(jù)存在負(fù)數(shù)，為了能夠直接使用上述4個(gè)模型，需要對(duì)有負(fù)數(shù)的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理。對(duì)于其他數(shù)據(jù)，由于DEA方法的固有特征，并不需要特別的處理操作。然而，為了方便且不失一般性，本文對(duì)每個(gè)指標(biāo)采用如下公式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理:

在公式(1)中，xi、xmax、xmin和 x'i分別表示第 i個(gè)指標(biāo)的實(shí)際數(shù)值、最大值、最小值以及轉(zhuǎn)化后的數(shù)值。容易看出，x'i是一個(gè)無量綱數(shù)，且取值范圍為［0.1，1］。經(jīng)數(shù)據(jù)變換后上述4種方法得到的效率值見表2。

表2 4種超效率DEA方法計(jì)量結(jié)果

在表2中，上述4種方法得出的效率值各不相同，因此，每個(gè)單元的投入冗余和產(chǎn)出不足也各不相同。表3列出了4種方法得出的效率值算術(shù)平均值，以及投入冗余和產(chǎn)出不足的算術(shù)平均值。

表3 煤炭企業(yè)的投入冗余和產(chǎn)出不足

從表3可以看出，大部分煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率是可以接受的，但是存在著很大的個(gè)體差異，不少企業(yè)生產(chǎn)效率還有很大的上升空間。特別地，中煤能源相對(duì)于其他煤炭企業(yè)在各個(gè)指標(biāo)上都占有比較優(yōu)勢(shì)，而上海能源等非有效煤炭企業(yè)卻需要在各個(gè)指標(biāo)上做出改進(jìn)。為了提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，可以從增強(qiáng)創(chuàng)新能力、提高技術(shù)水平、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和減少冗余人員等方面采取措施。我國經(jīng)濟(jì)正處于轉(zhuǎn)型期，非有效煤炭企業(yè)要在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)過程中不被淘汰，必須不斷努力提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)營管理水平，學(xué)習(xí)市場(chǎng)上的領(lǐng)先者。有效的煤炭企業(yè)不僅要保住自身優(yōu)勢(shì)，還需要不斷加強(qiáng)技術(shù)與管理革新，探索更良好的發(fā)展模式，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。行政管理部門則應(yīng)該通過制定一系列發(fā)展規(guī)劃，對(duì)不同的煤炭企業(yè)采取不同的措施，最終推動(dòng)我國煤炭產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

四、綜合集成方法計(jì)量分析

表4 集成計(jì)量結(jié)果

(一)四種集成方法計(jì)量結(jié)果

從表2可以看出，不同的超效率DEA評(píng)價(jià)方法會(huì)產(chǎn)生不同的評(píng)價(jià)結(jié)果，這會(huì)讓管理者產(chǎn)生困惑，不知道該采用何種方法。為了解決這個(gè)問題，不少學(xué)者選用多種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行組合，由于不同的組合方法會(huì)導(dǎo)致組合后的結(jié)果各不相同，因此，必須用規(guī)則確定哪一種組合方法在什么情況下是更有效的［15］。這里，本文擬用Synthetic Average法、Borda法、Copeland法和模糊Borda法進(jìn)行組合［16］，每個(gè)煤炭企業(yè)在每種集成方法下的得分和排序如表4所示。

(二)集成計(jì)量檢驗(yàn)

由于集成評(píng)價(jià)是以單一評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)建立起來的，其科學(xué)合理性直接取決于所選取的這幾種單一評(píng)價(jià)法的結(jié)果是否合理。這就需要通過檢驗(yàn)這幾組評(píng)價(jià)結(jié)果能否相互印證，即是否具有一致性，只有當(dāng)選擇的原始方法具有一致性時(shí)，在此基礎(chǔ)上所建立的集成評(píng)價(jià)法才是有效的。于是，在應(yīng)用集成評(píng)價(jià)方法之前必須進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。若出現(xiàn)多種排序方法，需要采用Kendall一致性系數(shù)對(duì)集成評(píng)價(jià)法進(jìn)行事前檢驗(yàn)。同時(shí)，關(guān)于集成評(píng)價(jià)方法的結(jié)果是否合理?其標(biāo)準(zhǔn)式集成結(jié)果與原始方法的排序結(jié)果之間是否密切相關(guān)，即集成評(píng)價(jià)法是否為原始方法的如實(shí)體現(xiàn)。此時(shí)，可以借助集成評(píng)價(jià)法的事后檢驗(yàn)得到確認(rèn)。

在事前檢驗(yàn)中，評(píng)價(jià)結(jié)果的Kendall’s W系數(shù)為0.981(見表5)，x2統(tǒng)計(jì)量近似的p值近似等于0，因此可以拒絕原假設(shè)［17］，說明4種評(píng)價(jià)方法結(jié)果是一致的。

事后檢驗(yàn)首先要計(jì)算各單一評(píng)價(jià)法與集成評(píng)價(jià)結(jié)果之間的spearman秩相關(guān)系數(shù)。

表5 計(jì)量結(jié)果Kendall一致性系數(shù)檢驗(yàn)

表6 單一計(jì)量結(jié)果與集成計(jì)量結(jié)果spearman秩相關(guān)系數(shù)

表7 單一計(jì)量結(jié)果與集成計(jì)量結(jié)果spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)

從表7檢驗(yàn)結(jié)果可以看出各種集成方法t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量都顯著大于給定的顯著性水平a=0.01的臨界值 ta/2，(n-2)=2.898，所以四種集成方法均與原四種單一DEA方法密切相關(guān)，其中又以第一種集成方法即Synthetic Average法組合效果最佳(tk值最大)，第四種集成法即模糊Borda法組合效果最差，其它集成方法則介于Synthetic Average法與模糊Borda法之間。因此，Synthetic Average法與原單一評(píng)價(jià)方法之間的相關(guān)程度最高，而且處理方法簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的運(yùn)算，對(duì)原始評(píng)價(jià)信息保留也最充分，也是本文中最好的集成評(píng)價(jià)方法。因此選用Synthetic Average法組合計(jì)量結(jié)果作為煤炭上市企業(yè)2008年生產(chǎn)效率最后排名的計(jì)量結(jié)果，見表8。

表8 Synthetic Average法集成SE-DEA組合排名計(jì)量結(jié)果

五、結(jié)論

本文基于集成超效率DEA模型對(duì)煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率進(jìn)行了實(shí)證分析，研究表明，為了提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，可以從增強(qiáng)創(chuàng)新能力、提高技術(shù)水平、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和減少冗余人員等方面采取有效措施。首先，通過建立煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將生產(chǎn)效率的提高情況納入煤炭企業(yè)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)體系，作為煤炭企業(yè)主要負(fù)責(zé)人綜合考核評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，實(shí)行嚴(yán)格的問責(zé)制，是強(qiáng)化煤炭企業(yè)社會(huì)責(zé)任，確保整個(gè)煤炭行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的重要基礎(chǔ)和制度保障。其次，應(yīng)遵循系統(tǒng)性與獨(dú)特性相結(jié)合、靜態(tài)性評(píng)價(jià)與動(dòng)態(tài)性評(píng)價(jià)相結(jié)合原則科學(xué)設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，探索出一些能解析煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率本質(zhì)特征的創(chuàng)新指標(biāo)、綜合指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)。再次，有必要對(duì)煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率發(fā)展綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證研究，采用多種方法比較分析，包括與其他研究結(jié)果比較、不同方法的結(jié)果比較以及實(shí)際效應(yīng)的比較等，建立動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。與此同時(shí)，我國煤炭企業(yè)需要盡快形成綠色發(fā)展模式，最大限度地減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。各煤炭上市公司節(jié)能減排現(xiàn)狀見表9。

表9 各煤炭上市公司節(jié)能減排現(xiàn)狀

需要指出的是，基于集成超效率DEA模型對(duì)煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率進(jìn)行分析并不能反映煤炭企業(yè)存在的所有問題，包括企業(yè)的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀。這種分析方法的側(cè)重點(diǎn)在于相對(duì)效率的比較分析，該方法并不能指出理論上的絕對(duì)有效，并且由于數(shù)據(jù)的可得性，造成了指標(biāo)選取的局限性，一些問題不能得到全面反映，比如說煤炭企業(yè)所處地理位置優(yōu)越與否、對(duì)周圍環(huán)境的正面或負(fù)面影響到底有多大以及礦藏貧富與否等因素。在本文中，我們尚未對(duì)這些煤炭企業(yè)的非期望產(chǎn)出進(jìn)行分析。這是因?yàn)?，雖然國內(nèi)外學(xué)者們經(jīng)過努力已經(jīng)開發(fā)出不少的考慮非期望產(chǎn)出(Undesirable Out-puts)的DEA效率模型，考慮非期望產(chǎn)出的DEA模型的完善和應(yīng)用尚有許多亟待研究的科學(xué)問題［18］。另外，數(shù)據(jù)較難收集也是重要原因之一。當(dāng)然，這些也是我們下一步的研究方向。

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(本文責(zé)編：海 洋)

Productivity Analysis of Coal Enterprises Based on Integrated Super-Efficiency Data Envelopment Analysis

YANG Li1，WANG Shu-hong2，WU Jie1
(1.School of Management，University of Science and Technology of China，Hefei 230026，China;2.School of Economics，NanKai University，Tianjin 300071，China)

After inputs/outputs index system for coal enterprise is established，some super-efficiency data envelopment analysis(SE-DEA)models are applied to evaluate the performance of nineteen listed coal enterprises，then efficiency scores of all enterprises including inputs redundancy and outputs shortage are attained.Later some portfolio evaluation methods are used to integrate all scores of each enterprise.In order to obtain the most fair and square portfolio method，pre-test and post-test processes are adopted.Results show that the productivity of most enterprises is acceptable.However，there are still many individual differences and lots of enterprises’productivity could be improved.Furthermore，efficient enterprises should improve and enhance their technology and management，and even explore better technical and management patterns so as to maintain their advantages and leading position.Administration should establish appropriate economic policies after the simulation，maybe use different rules for different enterprises，which finally achieve green development model of China’s coal industry.

coal enterprise;productivity;SE-DEA;portfolio evaluation;green development model

F426.21

A

1002-9753(2011)03-0169-08

2010-10-09

2011-02-26

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71071003;70901069);教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(09YJC630004;10YJC630208);安徽省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目(AHSK05-06D55);安徽高校省級(jí)科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2011A001)

楊 力(1972-)，男，安徽淮南人，教授，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)管理學(xué)院在讀博士研究生。