基于三階段DEA模型的云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率影響機(jī)理研究

趙婧雯，劉春學(xué),3，張欽禮

(1.云南財經(jīng)大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650221；2.中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 4100833.湖北師范大學(xué) 資源枯竭城市轉(zhuǎn)型與發(fā)展研究中心，湖北 黃石 435002)

基于三階段DEA模型的云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率影響機(jī)理研究

趙婧雯1，劉春學(xué)1,3，張欽禮2,3

(1.云南財經(jīng)大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650221；2.中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 4100833.湖北師范大學(xué) 資源枯竭城市轉(zhuǎn)型與發(fā)展研究中心，湖北 黃石 435002)

本文運(yùn)用三階段DEA模型，對2005—2014年我國31個省市有色金屬產(chǎn)業(yè)的效率進(jìn)行測度，揭示了云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率偏低的主要原因。結(jié)果表明：一方面，外部環(huán)境因素對有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效率影響顯著，其中一、三產(chǎn)業(yè)占比情況對產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)有較大的積極影響；另一方面，剔除環(huán)境因素和隨機(jī)干擾之后，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)綜合技術(shù)效率波動明顯，綜合技術(shù)效率在全國排名較后，與純技術(shù)效率的趨勢較為吻合，同時規(guī)模效率在全國范圍內(nèi)也排名靠后。研究發(fā)現(xiàn)，純技術(shù)效率較低是影響云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率相對較低的主要原因，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率亟需提升管理水平，提高資源利用效率。

有色金屬產(chǎn)業(yè)；三階段DEA模型；效率；環(huán)境因素；云南省

2016年6月的中國有色金屬產(chǎn)業(yè)月度報告顯示，有色金屬產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總體較為平穩(wěn)，有色金屬產(chǎn)品的價格環(huán)比增長回升，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益呈恢復(fù)性增長，但產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇的基礎(chǔ)尚不牢固，行業(yè)困難局面并未得到明顯好轉(zhuǎn)，發(fā)展后勁仍顯不足。有色金屬產(chǎn)業(yè)依舊面臨價格波動較大、資金鏈條緊繃、出口壓力較大、企業(yè)負(fù)擔(dān)沉重等問題。有色金屬作為重要的基礎(chǔ)原料產(chǎn)品，勢必將通過投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)對其他產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響，同時對整個經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行干擾，減弱國家的政策效果。因此確定有色金屬產(chǎn)業(yè)的效率的實(shí)際情況，并通過對比全國31個省市有色金屬產(chǎn)業(yè)效率的情況，對近十年有色金屬產(chǎn)業(yè)效率的演變規(guī)模進(jìn)行分析，深入挖掘云南有色金屬產(chǎn)業(yè)存在的問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)于產(chǎn)業(yè)效率的問題，國內(nèi)多使用DEA方法進(jìn)行實(shí)證探討。趙自芳和史晉川(2006)運(yùn)用DEA模型，選取產(chǎn)品銷售收入為產(chǎn)出指標(biāo)，固定資產(chǎn)凈值余額、從業(yè)人員平均人數(shù)為投入指標(biāo)，對要素市場扭曲導(dǎo)致的效率損失進(jìn)行了測算。王家庭(2009)、黃永興(2014)分別基于三階段DEA模型、Bootstrap-DEA方法，選取營業(yè)收入、增加值為產(chǎn)出指標(biāo)，產(chǎn)業(yè)資產(chǎn)、從業(yè)人數(shù)等為投入指標(biāo)，對產(chǎn)業(yè)效率進(jìn)行了實(shí)證分析。田淑英(2012)基于DEA模型選取產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均收入等為產(chǎn)出指標(biāo)，固定資產(chǎn)投資、年末從業(yè)人數(shù)為投入指標(biāo)，對產(chǎn)業(yè)的投入產(chǎn)出效率進(jìn)行了評價。國內(nèi)對有色金屬產(chǎn)業(yè)效率的研究不多，鑒此，本文使用2005—2014年十年共31個省有色金屬產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)，對有色金屬產(chǎn)業(yè)的效率演變情況進(jìn)行分析，試圖在時間的演變規(guī)律和三階段DEA方法上有所拓展。

一、分析方法

三階段DEA分析方法是在傳統(tǒng)DEA方法的基礎(chǔ)上，加入第二階段SFA分析，彌補(bǔ)其在剔除隨機(jī)誤差和環(huán)境因素兩個方面的不足，使計算出來的結(jié)果能更加準(zhǔn)確地衡量內(nèi)部管理水平的生產(chǎn)效率值。為了驗(yàn)證是否有必要進(jìn)行三階段DEA ，需使用 Pearson 相關(guān)性檢驗(yàn)和配對 T 檢

minθ

sij=fj(zi,β)+μij+Vij

二、實(shí)證分析

(一)指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)處理

利用三階段DEA模型對云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率進(jìn)行分析，需統(tǒng)計傳統(tǒng)DEA模型所需要使用的投入產(chǎn)出指標(biāo)，以及第二階段引入SFA回歸模型后需使用的環(huán)境指標(biāo)。根據(jù)《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》(2006—2015)，本文將有色金屬采選業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)兩大產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整合，形成有色金屬產(chǎn)業(yè)。指標(biāo)的類別主要參考國內(nèi)學(xué)者在研究產(chǎn)業(yè)效率時采用的指標(biāo)，結(jié)合有色金屬產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)的可獲得性、科學(xué)性等原則，選取投入指標(biāo)為有色金屬產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)合計、主營業(yè)務(wù)成本、平均用工人數(shù)，產(chǎn)出指標(biāo)為主營業(yè)務(wù)收入。

由于各個投入項與產(chǎn)出項之間必須符合模型的“同向性”假定，即投入量增加時，產(chǎn)出量不能減少，在此進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，可知各個投入項與產(chǎn)出項之間的相關(guān)性系數(shù)均可以通過1%置信水平的雙尾檢驗(yàn)，說明投入項與產(chǎn)出項之間符合“同向性”假定，且各個投入量對產(chǎn)出量主營業(yè)務(wù)收入的影響很大，指標(biāo)的選擇較為合理。

表1 2005-2014年投入量與產(chǎn)出量Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)

(注：**表示在1%的顯著性水平上顯著：()中的數(shù)為P值)

本文的環(huán)境指標(biāo)是能影響有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但不屬于該產(chǎn)業(yè)主觀可控的因素。相同的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)人員，但生產(chǎn)環(huán)境較好的個體可能具有更高的生產(chǎn)效率，因此第二階段的SFA回歸分析中，將引入環(huán)境變量，以排除環(huán)境因素以及隨機(jī)誤差項給效率值帶來的影響，使各個DMU都處于相同的環(huán)境中，得到更加科學(xué)的效率評價結(jié)果。目前環(huán)境變量的選取并沒有嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本文參考國內(nèi)相關(guān)研究，主要選取以下指標(biāo)作為環(huán)境指標(biāo)：城鎮(zhèn)人均一般可支配收入，用于表示消費(fèi)和工作積極程度等因素對生產(chǎn)投入的影響；地方財政支出，用于表示政府投資對生產(chǎn)投入的影響；一、三產(chǎn)業(yè)占整個GDP的比重，用于表示一、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展對第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供的物質(zhì)條件和科學(xué)技術(shù)條件。

(二)三階段DEA模型實(shí)證結(jié)果分析

傳統(tǒng)DEA模型分析為第一階段模型，利用Deap2.1軟件分析投入導(dǎo)向型的可變規(guī)模模型對各個省有色金屬產(chǎn)業(yè)2005—2014年的技術(shù)效率、純效率和規(guī)模效率。

通過傳統(tǒng)DEA模型得到31個省市共310個決策單元的效率值，同時計算出各DMU的冗余量。第二階段以第一階段DEA分析得到的投入冗余量為因變量，環(huán)境變量為自變量，建立SFA回歸模型。根據(jù)各省十年冗余量均值、環(huán)境變量均值數(shù)據(jù)代入回歸分析，結(jié)果表明，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)合計、平均用工人數(shù)這兩方面投入冗余量的平均占比較大，三種投入的冗余量占比分別為6.48%、31.04%和20.62%：投入情況存在較大程度的浪費(fèi)。

表2 第二階段SFA回歸結(jié)果

注：“()”內(nèi)為t檢驗(yàn)值，*、**、***分別代表通過1%、5%、10%的顯著性檢驗(yàn)。

由SFA回歸分析結(jié)果可知，大部分變量均可以通過顯著性檢驗(yàn)，說明各變量對有色金屬產(chǎn)業(yè)投入的冗余量具有較為明顯的影響。表中顯示，γ接近于1，而且能夠通過1%的顯著性水平，表明管理因素對文中三種投入的影響有主導(dǎo)性的作用。第二階段由于自變量為環(huán)境變量，而因變量是投入冗余量，得出系數(shù)為負(fù)值，說明隨著環(huán)境變量的增大，冗余量將減小，投入浪費(fèi)的情況將減弱?；貧w模型顯示，一三產(chǎn)業(yè)占比對三項投入的系數(shù)均為負(fù)值，表明一三產(chǎn)業(yè)占比越大，則投入浪費(fèi)將明顯降低。財政一般預(yù)算收入和城鎮(zhèn)居民一般可支配收入的增加都對主營業(yè)務(wù)成本有一定負(fù)面影響，而城鎮(zhèn)一般居民可支配收入的增加對平均用工人數(shù)有積極的影響。總之，各個環(huán)境變量將對不同地區(qū)的投入情況進(jìn)行影響，本文需要對原始投入要素進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使得所有地區(qū)面對的外在條件達(dá)到一致，再分析真實(shí)的地區(qū)有色金屬產(chǎn)業(yè)效率水平。

傳統(tǒng)DEA模型2005—2014年結(jié)果分析可知，純技術(shù)效率指標(biāo)上，云南省有色金屬產(chǎn)業(yè)的純技術(shù)效率基本未達(dá)到DEA有效，近五年來純技術(shù)效率在0.9以上，但整體低于全國平均水平，2014年效率達(dá)到DEA有效的有北京、天津、吉林、浙江、江蘇、安徽、江西、山東、湖南、海南、西藏共11個省份，云南省有色金屬產(chǎn)業(yè)純技術(shù)效率為0.943，在全國范圍內(nèi)排名26，純技術(shù)效率較低。另外，從純技術(shù)效率的穩(wěn)定性上分析，云南省有色金屬產(chǎn)業(yè)的純技術(shù)效率近十年來和平均效率值相比，波動較大，并不十分穩(wěn)定，近幾年有上升趨勢。規(guī)模效率指標(biāo)上，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)沒有達(dá)到DEA有效，除了2008年、2012年，其他年份均低于全國各個省市的平均水平。2014年達(dá)到DEA有效的省份有天津、上海、安徽、湖南、西藏五個省份，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效率值為0.969，全國排名18名，屬于中等偏下水平。另外，從云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效率穩(wěn)定性上看，近十年來該效率波動較大，最低低于0.94，最高達(dá)到0.995，接近DEA有效水平。綜合技術(shù)效率指標(biāo)上，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的綜合技術(shù)效率通常并未達(dá)到DEA有效，且與DEA有效水平相差較大，近十年來，除了2012年之外，綜合效率均低于全國平均綜合效率。2014年達(dá)到DEA有效的省份有云南省有天津、安徽、湖南、西藏四個省份，有色金屬產(chǎn)業(yè)的綜合效率排名為26名，屬于靠后水平，綜合效率值僅有0.914。另外，從云南有色金屬產(chǎn)業(yè)綜合效率值的穩(wěn)定性上分析，近十年來波動較大，最高的綜合效率值接近1，但最低值在0.84以下。

表3 2005、2014年第一、第三階段效率值比較情況

注：表中僅為2005年、2014年計算結(jié)果，便于比較十年各個省市效率變化。

第一階段的DEA研究結(jié)果表明，2005年至2014年期間，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的DEA無效率的主要原因是純技術(shù)無效率，即主要是云南地區(qū)生產(chǎn)要素的利用和管理能力較弱導(dǎo)致，規(guī)模效率的影響程度較弱。但是云南地區(qū)有色金屬產(chǎn)業(yè)存在部分地區(qū)經(jīng)營規(guī)模并不大，生產(chǎn)較為分散的情況，因此需進(jìn)行投入調(diào)整，進(jìn)一步說明規(guī)模效率對綜合技術(shù)效率的貢獻(xiàn)情況。

經(jīng)過第二階段的調(diào)整，2005至2014年各省市純技術(shù)效率結(jié)果有1個百分點(diǎn)左右的小幅度波動，規(guī)模效率有3個百分點(diǎn)左右的明顯提高，導(dǎo)致綜合技術(shù)效率值小幅度上漲。

圖1 各投入調(diào)整前后純技術(shù)效率比較

調(diào)整之后云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的純技術(shù)效率變化較小，除2012年之外，其他年份純技術(shù)效率均低于全國效率平均值，一是表明云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的管理情況受隨機(jī)誤差以及外界環(huán)境因素影響較小，二是表明云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的管理水平在全國范圍內(nèi)處于中下游水平；云南規(guī)模效率經(jīng)過調(diào)整明顯提高，十年規(guī)模效率值均不低于規(guī)模效率均值，表明云南規(guī)模效率在排除隨機(jī)誤差以及外界環(huán)境因素影響之后，產(chǎn)業(yè)規(guī)模情況有所改善。由于云南有色金屬產(chǎn)業(yè)規(guī)模效率接近于1，因此綜合效率情況與純技術(shù)效率的情況較為接近，說明云南地區(qū)的有色金屬產(chǎn)業(yè)效率主要是因?yàn)樯a(chǎn)要素的利用程度不夠，管理水平不高所導(dǎo)致，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效率情況較好，通過第二階段的調(diào)整，進(jìn)一步說明了云南有色金屬產(chǎn)業(yè)純技術(shù)效率和規(guī)模效率情況，厘清了云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率存在的主要問題。

另外，通過云南有色金屬產(chǎn)業(yè)第三階段純技術(shù)效率、規(guī)模效率及綜合技術(shù)效率與全國各個省市排名的情況可以分析得知，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)綜合技術(shù)效率的情況在全國31個省市中排名較后，主要是由于純技術(shù)效率較低導(dǎo)致，但與全國各個地區(qū)比較可知，云南的規(guī)模效率情況依然處于中下游水平。

總之，2005年至2014年云南有色金屬產(chǎn)業(yè)近十年的純技術(shù)效率整體呈上升趨勢，但在全國31個省市中排名十分落后，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的管理水平和技術(shù)進(jìn)步程度亟待提高。2005年至2014年云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效率較為平穩(wěn)，近五年來均接近于DEA有效水平，表明云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效率較高，但與全國其余30個省市相比，處于中下游位置，云南有色金屬產(chǎn)業(yè)依然分散度較高，集聚程度有待進(jìn)一步提高。2005年至2014年云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的綜合技術(shù)效率整體呈上升趨勢，在全國范圍內(nèi)處于落后地位。

三、結(jié)論

使用三階段DEA模型對近十年云南有色金屬產(chǎn)業(yè)的效率演變情況與全國各地區(qū)有色金屬產(chǎn)業(yè)的效率情況進(jìn)行比較分析，確定純技術(shù)效率較低是影響云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率相對較低的主要原因，云南有色金屬規(guī)模效率情況相比純技術(shù)效率較好，但在全國范圍內(nèi)也處在下游水平。2005年至2014年間推動云南有色金屬產(chǎn)業(yè)效率的主要是規(guī)模效率的提升，而管理水平、技術(shù)進(jìn)步等純技術(shù)效率因素的貢獻(xiàn)較小，這說明隨著云南有色金屬產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)管理水平較低，產(chǎn)業(yè)間各部門并未實(shí)現(xiàn)較好的協(xié)調(diào)，不能完全適應(yīng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展步伐，產(chǎn)業(yè)并未實(shí)現(xiàn)理想的生產(chǎn)效率。云南有色金屬產(chǎn)業(yè)離DEA有效還有一定的差距源于管理水平和技術(shù)進(jìn)步的落后，因此提高資源的利用效率，提升產(chǎn)業(yè)的管理水平對提升云南有色金屬產(chǎn)業(yè)在全國范圍的影響力至關(guān)重要。

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[4]黃永興,徐 鵬.中國文化產(chǎn)業(yè)效率及其決定因素——基于Bootstrap-DEA的空間計量分析[J].數(shù)理統(tǒng)計與管理,2014,(3) ：457-466.

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(責(zé)任編輯：胡喬)

Research on influencing mechanisms of non-ferrous metal industryefficiency in Yunnan province based on the three-stage DEA model

ZHAO Jing-wen1, LIU Chun-xue1,3, ZHANG Qin-li2,3

(1. School of Urban and Environment, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming 650221, China;2. School of resources and safety engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Based on three-stage DEA model, the paper analyzes and compares the efficiency of Yunnan nonferrous metal industry by measuring the efficiency of non-ferrous metals industry in 31 provinces and cities from 2005 to 2014, which reveals the main reasons for the low efficiency of Yunnan nonferrous metal industry. The results show that, on the one hand, the external environmental factors have significant effects on the scale efficiency of the non-ferrous metal industry, among which the proportion of primary industry has a positive effect on the industrial production. On the other hand, after eliminating environmental factors and random interference, the comprehensive technical efficiency of Yunnan nonferrous metal industry fluctuates obviously from 2005 to 2014, the development situation is not stable enough. In addition, the comprehensive efficiency ranks behind the whole country, and the trend of pure technical efficiency is more in line with, and the scale efficiency ranks behind the whole nation. It is found that the low efficiency of pure technology is the main reason for the relatively low efficiency of Yunnan non-ferrous metal industry. With the gradual expansion of production scale of Yunnan non-ferrous metal industry, the industrial management level and technological progress have not been improved simultaneously, and the different departments don’t achieve better coordination. Therefore, the improvement of Yunnan non-ferrous metal industry needs to start from the management level and improve the utilization efficiency of resources.

non-ferrous metal industry；three-stage DEA model；production efficiency； environmental factors；Yunnan province

2017—02—16

趙婧雯，女，湖北宜昌人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橘Y源經(jīng)濟(jì)學(xué)；張欽禮，男，漢族，山東臨朐人，博士，中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：采礦技術(shù)、安全技術(shù)及資產(chǎn)評估等；劉春學(xué)，男，河南林州人，博士，云南財經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)。

F790.49

A

2096- 3130(2017)03-0087- 06

10.3969/j.issn.2096-3130.2017.03.019

云南省省院省校教育合作人文社科項目“新常態(tài)下云南有色金屬產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展對策研究”(SYSX201511)，湖北師范大學(xué)資源枯竭城市轉(zhuǎn)型與發(fā)展研究中心開放基金項目成果(kf2015y03)驗(yàn)對投入和產(chǎn)出變量的相關(guān)性進(jìn)行檢驗(yàn)。測算主要分為三個階段，第一階段利用傳統(tǒng) DEA模型計算綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的值。引入對偶變量λ1,λ2,……λn，和松弛變量s，傳統(tǒng)的DEA模型即為CCR模型。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：