基于熵權(quán)TOPSIS的區(qū)域科技創(chuàng)新能力評價模型及實證研究

趙黎明，劉 猛

(天津大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，天津300072)

隨著全球經(jīng)濟、貿(mào)易的發(fā)展，全球經(jīng)濟一體化的程度日益提高，各區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平因其地理位置以及所擁有資源的不同也各不相同。各區(qū)域在努力提高自身經(jīng)濟競爭力的過程中，逐漸認識到具有較強的區(qū)域科技創(chuàng)新能力才是提高本區(qū)域核心競爭力的決定性因素[1]。區(qū)域科技創(chuàng)新能力是衡量一個區(qū)域科技實力和技術(shù)創(chuàng)新能力的重要尺度，是一個地區(qū)核心競爭力的決定性因素，是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的基石，是產(chǎn)業(yè)競爭力提高的保證，是社會可持續(xù)發(fā)展的動力，更是全球化條件下決定區(qū)域參與國際產(chǎn)業(yè)化分工地位的關(guān)鍵性影響因素。

區(qū)域科技創(chuàng)新能力是區(qū)域內(nèi)各科技創(chuàng)新要素相互作用的結(jié)果，是區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的大學(xué)、科研院所、企業(yè)、政府、中介機構(gòu)等主體要素在現(xiàn)代信息技術(shù)基礎(chǔ)上，不斷將知識、技術(shù)、信息、人才等要素納入社會生產(chǎn)過程中協(xié)調(diào)與推動區(qū)域創(chuàng)新活動的能力，是區(qū)域科技創(chuàng)新結(jié)構(gòu)優(yōu)化與功能發(fā)揮程度的反映，是區(qū)域創(chuàng)新效率的重要衡量指標(biāo)[2]。

區(qū)域科技創(chuàng)新能力是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，需要眾多因素共同作用，其測度需建立一個多指標(biāo)的綜合評價體系。如何評價和提升各區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力，促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展以及國家區(qū)域經(jīng)濟戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)已成為一個重要課題。柳卸林[3]研究了區(qū)域創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系，對我國各省市的區(qū)域創(chuàng)新能力進行了詳細評價;魏守華等[4]利用省級面板數(shù)據(jù)實證分析了區(qū)域創(chuàng)新能力的影響因素，研究得出區(qū)域創(chuàng)新能力不僅受基礎(chǔ)條件的影響，還受到區(qū)域創(chuàng)新效率影響;康繼軍等[5]采用普通面板模型與空間面板模型進行實證研究，得出我國科技創(chuàng)新水平的分布情況:中、西部地區(qū)的科技創(chuàng)新水平明顯滯后于東部地區(qū)。王亞偉等[6]運用模糊數(shù)學(xué)方法構(gòu)建了一個區(qū)域科技創(chuàng)新能力的多層次模糊綜合評估模型，并用此模型對河南省科技創(chuàng)新能力進行綜合評價分析。除以上研究外，還有部分學(xué)者分別采用層次分析法、主成分分析法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法和可拓評價法等方法對區(qū)域科技創(chuàng)新能力進行評價研究[7-10]。

已有研究方法或是具有一定的主觀性，過于依賴決策者的主觀判斷，或是計算復(fù)雜，又或是忽略了不同性質(zhì)資料在評價體系中的不同地位，而TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)在進行績效評價時，對樣本數(shù)據(jù)無嚴(yán)格要求，即可用于橫向?qū)Ρ?，也可用于縱向分析，具有直觀、可靠的優(yōu)點，而熵權(quán)是客觀賦權(quán)法，利用原始數(shù)據(jù)客觀地得出權(quán)重，可有效避免主觀因素。因此，本文采用基于熵權(quán)的TOPSIS對全國31個省市的科技創(chuàng)新能力進行評價研究，并根據(jù)評價結(jié)果進行分析，指明各省市科技創(chuàng)新體系存在的問題，并提出創(chuàng)新能力提高的策略。

一、區(qū)域科技創(chuàng)新能力評價的指標(biāo)體系

1.構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新能力指標(biāo)體系的原則

制定科學(xué)、系統(tǒng)、全面的評價指標(biāo)體系是進行區(qū)域科技創(chuàng)新能力綜合評價的前提。構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系應(yīng)遵循以下幾個原則:1)科學(xué)性原則。評價指標(biāo)體系要遵循各地區(qū)科技創(chuàng)新活動的特點和規(guī)律，盡可能從相關(guān)影響因素中選取最能體現(xiàn)創(chuàng)新本質(zhì)、實力和潛力的指標(biāo)，且各指標(biāo)相對獨立。這些指標(biāo)既要能夠反映各地區(qū)科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)、現(xiàn)狀，還要能夠體現(xiàn)各地區(qū)科技創(chuàng)新的潛力、前景。2)科學(xué)導(dǎo)向原則?？萍紕?chuàng)新指標(biāo)體系的建立是為了進行科技創(chuàng)新能力評價，繼而找出所評價區(qū)域在科技創(chuàng)新方面存在的問題，尋求解決方案。因此，指標(biāo)體系的建立應(yīng)突出科技創(chuàng)新的導(dǎo)向作用，要適應(yīng)當(dāng)前國際科技創(chuàng)新發(fā)展的形勢和趨勢，符合國際科技發(fā)展戰(zhàn)略和政策。要突出原始性創(chuàng)新和高科技成果的轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)各地區(qū)政府更加注重科技創(chuàng)新活動。3)系統(tǒng)性原則。區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及從研發(fā)到應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)轉(zhuǎn)移到擴散的整個過程，各組成部分具有相應(yīng)的指標(biāo)，評價指標(biāo)體系應(yīng)以區(qū)域科技創(chuàng)新能力的基本內(nèi)涵為核心，具有足夠的涵蓋面，并從總體目標(biāo)出發(fā)，追求整體與局部的統(tǒng)一，長期與短期的平衡。4)可操作性原則。主要包括數(shù)據(jù)資料的可獲得性，數(shù)據(jù)資料的可量化，以及數(shù)據(jù)的可靠性。最大限度利用現(xiàn)有官方統(tǒng)計系統(tǒng)發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，保證評價結(jié)果的可信度。5)可比性原則。評價指標(biāo)體系是對多個區(qū)域的科技創(chuàng)新能力狀況進行綜合評價，量化指標(biāo)體系的設(shè)計是為了進行橫向或縱向的比較，所選擇的指標(biāo)應(yīng)該在統(tǒng)計口徑及范圍等方面盡量保持一致，以便于各區(qū)域間的比較。

2.區(qū)域科技創(chuàng)新能力評價的指標(biāo)體系

區(qū)域科技創(chuàng)新活動是一個多要素投入和多要素產(chǎn)出的復(fù)雜系統(tǒng)，對科技創(chuàng)新能力的評價應(yīng)涵蓋區(qū)域科技創(chuàng)新活動的各個方面，貫穿從投入到產(chǎn)出的整個過程。也就是說，對各區(qū)域科技創(chuàng)新能力的綜合評價不是靠某一個指標(biāo)或部分指標(biāo)就能實現(xiàn)的，而應(yīng)根據(jù)特定時代背景下各區(qū)域科技創(chuàng)新的本質(zhì)、特點和規(guī)律，構(gòu)建一個既能體現(xiàn)各區(qū)域科技創(chuàng)新現(xiàn)有能力，又能反映各區(qū)域科技創(chuàng)新發(fā)展?jié)摿Φ闹笜?biāo)體系，對各區(qū)域科技創(chuàng)新能力進行整體、綜合的評價。根據(jù)已有文獻的探討，以及按照科學(xué)性、導(dǎo)向性、系統(tǒng)性、可操作性和可比性原則，同時參考了可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，以及有關(guān)科技競爭力、科技實力指標(biāo)體系等研究體系，把區(qū)域科技創(chuàng)新能力分解為技術(shù)創(chuàng)新支撐基礎(chǔ)、技術(shù)創(chuàng)新投入水平、技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出水平和技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)濟績效四個方面。評價指標(biāo)體系具體設(shè)置見表1。前兩個指標(biāo)可看作是反映科技創(chuàng)新的潛力，后兩個可用于反映科技創(chuàng)新的實力，科技創(chuàng)新的潛力反映的是各區(qū)域科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)條件、資源優(yōu)勢和投入水平，體現(xiàn)了各區(qū)域科技創(chuàng)新的潛在競爭力;而科技創(chuàng)新的實力主要反映了各區(qū)域?qū)?chuàng)新資源和投入轉(zhuǎn)化為科技成果的能力，以及所能帶來的經(jīng)濟效益，體現(xiàn)了各區(qū)域科技創(chuàng)新所達到的實際水平。

表1 科技孵化器績效評價指標(biāo)體系

二、基于TOPSIS法的區(qū)域科技創(chuàng)新能力評價模型的建立

TOPSIS是一種多屬性決策方法，由 Hwang和Yoon[11]提出，這種方法的中心思想在于首先確定各項指標(biāo)的正理想值和負理想值，然后求出各個方案與理想值、負理想值之間的加權(quán)歐氏距離，由此得出各方案與最優(yōu)方案的接近程度，作為評價方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。TOPSIS方法對原始數(shù)據(jù)進行歸一化處理后，能夠消除不同指標(biāo)量綱的影響，客觀真實地反映各方案之間的差距，該方法具有原理直觀、計算簡便、數(shù)學(xué)意義明確等特點，而且對樣本資料無特殊要求。TOPSIS法在管理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域的有關(guān)評價、決策等方面獲得了廣泛和成功的應(yīng)用[12-15]。其工作原理和步驟如下。

1.構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化決策評估矩陣

一個多目標(biāo)決策問題的初始指標(biāo)評價矩陣為

首先，對初始數(shù)據(jù)作歸一化處理，正向指標(biāo)

逆向指標(biāo)

式中:i=1，2，…，m(m 為指標(biāo)數(shù));j=1，2，…，n(n 為指標(biāo)數(shù))。

2.計算各指標(biāo)的權(quán)重

設(shè)vij為第i個系統(tǒng)中的第j項指標(biāo)的觀測數(shù)據(jù)，用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重[16-17]。首先計算各指標(biāo)的熵值。先計算第i個系統(tǒng)中的第j項指標(biāo)的特征比重，然后可求出第j項指標(biāo)的熵值

最后求出第j項指標(biāo)的熵權(quán)

3.構(gòu)建加權(quán)的決策評估矩陣

設(shè)yki為第k個指標(biāo)下的第i個孵化器標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的加權(quán)值，xki為第k個指標(biāo)下的第i個孵化器規(guī)范化處理后的值，wk為第k個指標(biāo)對目標(biāo)層的熵權(quán)，則

4.確定理想解和負理想解

5.計算評價對象與理想解的歐氏距離

6.計算相對貼近度評價結(jié)果

式中 i=1，2，…，10。

三、基于TOPSIS法的區(qū)域科技創(chuàng)新能力評價實證分析

實證研究的評價對象為全國31個省市，各指標(biāo)數(shù)據(jù)選自于2012年中國統(tǒng)計年鑒和2012年中國科技統(tǒng)計年鑒。首先按照式(1)將年鑒中的數(shù)據(jù)作無綱量化處理。

各項指標(biāo)的權(quán)重采用2.2的熵權(quán)法計算，計算結(jié)果如表2所示。

表2 指標(biāo)權(quán)重

應(yīng)用上文方法，得出各省市技術(shù)創(chuàng)新支撐基礎(chǔ)X1、技術(shù)創(chuàng)新投入水平X2、技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出水平X3、技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)濟績效X4與理想解貼近度，計算結(jié)果與單項排序見表3。

依據(jù)同樣的方法，以各省市技術(shù)創(chuàng)新支撐基礎(chǔ)X1、技術(shù)創(chuàng)新投入水平X2、技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出水平X3、技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)濟績效X4的的大小為指標(biāo)值，再對X1～X4進行定權(quán)、排序，可以得到各省市的科技創(chuàng)新能力與理想解和負理想解的歐氏距離，以及相對貼近度，見表 4。

表3 二級指標(biāo)與理想解的相對貼近度及排序

表4 一級指標(biāo)加權(quán)決策矩陣的計算結(jié)果及總排序

四、實證結(jié)果分析及建議

根據(jù)表3、表4給出的我國31個省市的區(qū)域科技創(chuàng)新能力得分以及強弱排名，可以得到歸納結(jié)果，見表5。通過結(jié)果分析可以看出，各級指標(biāo)的得分及相應(yīng)的排名與總體評價結(jié)果并不完全一致。

表5 區(qū)域科技創(chuàng)新能力分類表

科技創(chuàng)新能力屬于優(yōu)秀級別的省份有廣東、江蘇、山東、上海、浙江、北京6個省市，其中廣東和江蘇的優(yōu)勢較為明顯，4個指標(biāo)均排在全國前列。廣東和山東兩地的政府注重科技創(chuàng)新研發(fā)的資金和人員投入，但短期內(nèi)的成果不明顯，應(yīng)注重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高科技創(chuàng)新的效率，厚積薄發(fā)。浙江各方面發(fā)展比較均衡，上海和北京應(yīng)提高科技創(chuàng)新基礎(chǔ)人才培養(yǎng)和引進，通過各種優(yōu)惠政策吸引高技術(shù)人才落戶，提高科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)支撐力量。

屬于良好級別的省市有10個。其中福建省的創(chuàng)新團隊整體能力較低，是由技術(shù)人員較少，科研投入不足導(dǎo)致的;而安徽和陜西的科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力、提高經(jīng)濟效益的能力有待提高，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)有效調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高科技成果轉(zhuǎn)化的效率，促成當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展;遼寧省和天津市的科研人員不足，應(yīng)加大科技人才的培養(yǎng)以及引進力度，以保證當(dāng)?shù)乜萍紕?chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展;湖南、湖北兩省科技成果產(chǎn)出效率較低，應(yīng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高科技創(chuàng)新的成果轉(zhuǎn)化率;河南和河北兩省由于的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理，無法帶來與投入相匹配的科技成果產(chǎn)出;四川的各項指標(biāo)發(fā)展比較均衡。

屬于中等水平的有重慶、黑龍江、江西、山西、廣西、吉林、內(nèi)蒙古和云南8個省市。重慶的技術(shù)創(chuàng)新支撐基礎(chǔ)指標(biāo)排名較落后，應(yīng)加大人才培養(yǎng)和引進力度，為科技創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展夯實基礎(chǔ);黑龍江經(jīng)營管理效率低下，沒有完美地將科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和就業(yè);內(nèi)蒙古應(yīng)著重調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高科技創(chuàng)新的效率;其他5個省份的各項指標(biāo)排名與整體排名保持一致。

屬于一般水平的省份有貴州、甘肅、新疆、海南、寧夏、青海和西藏7個省份，除海南屬于中南地區(qū)外，其他6省份都屬于西部地區(qū)，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)重視對科技創(chuàng)新基礎(chǔ)的投入，為以后的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時也反映了我國各省市的區(qū)域科技創(chuàng)新能力發(fā)展不平衡，區(qū)域差異明顯。

從全國的實踐情況來看，對比已有文獻的研究成果，本文的研究結(jié)論基本上符合現(xiàn)實，這說明了基于熵權(quán)的TOPSIS法的有效性。

通過從各個層次對全國各省市科技創(chuàng)新能力進行比較、評價可以看出，熵權(quán)TOPSIS法是多屬性決策方法在區(qū)域科技創(chuàng)新能力比較研究中的應(yīng)用，有著便于計算、易于使用的特點，且能得出比較合乎實際的評價結(jié)果，具有一定的客觀性，是對區(qū)域科技創(chuàng)新能力進行比較研究方法的新拓展。

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