基于AHP—BP的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價研究

李素英+王貝貝+馮雯

【摘 要】 從科研投入、研究開發(fā)、創(chuàng)新產(chǎn)出、市場營銷和創(chuàng)新保障五個方面選取指標，建立科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標體系，基于京津冀創(chuàng)業(yè)板上市公司數(shù)據(jù)，采用層次分析法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的方法對科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力進行評價，并分析提高科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力的途徑。研究發(fā)現(xiàn)，運用層次分析法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的方法對科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力進行評價十分適用，為科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價提供了新的視角。文章的研究結(jié)論可以促進科技型中小企業(yè)提高創(chuàng)新能力，有效地引導投資方向，使科技型中小企業(yè)持續(xù)健康地發(fā)展。

【關鍵詞】 科技型中小企業(yè)； 創(chuàng)新能力評價； BP神經(jīng)網(wǎng)絡

【中圖分類號】 F272.5 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1004-5937（2017）24-0060-05

引 言

隨著經(jīng)濟和科技的迅猛發(fā)展，科技型中小企業(yè)在國民經(jīng)濟生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，不僅顯著提高了居民的生活水平，還有效促進了經(jīng)濟結(jié)構的調(diào)整，已然成為國民經(jīng)濟的重要載體?！白プ×丝萍夹椭行∑髽I(yè)的發(fā)展就抓住了國民經(jīng)濟的發(fā)展”的觀念已逐步深入人心。但是科技型中小企業(yè)發(fā)展過程中遇到資金缺乏、競爭力不足等問題，這嚴重阻礙了科技型中小企業(yè)的發(fā)展?？茖W合理地評價科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力不僅能夠引導投資者的投資方向，還能夠使企業(yè)管理層更好地了解企業(yè)自身，提高創(chuàng)新能力，增強核心競爭力，突破科技型中小企業(yè)發(fā)展過程中遇到的瓶頸?；诖?，本文將層次分析法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合，構建科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價模型，實現(xiàn)科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力的科學評價，以利于有效地引導投資方向，同時，促進科技型中小企業(yè)提高創(chuàng)新能力，使科技型中小企業(yè)持續(xù)健康地發(fā)展。

一、評價指標體系的構建

為了能夠?qū)萍夹椭行∑髽I(yè)的創(chuàng)新能力進行科學有效的評價，需要本著科學、客觀、全面、可持續(xù)的原則，并結(jié)合科技型中小企業(yè)自身的特點進行指標的選取。依據(jù)創(chuàng)新能力基本理論，并參照國家統(tǒng)計局（2006）《中國企業(yè)自主創(chuàng)新能力分析報告》中提出的用以評價我國企業(yè)技術創(chuàng)新能力四大指標，以及游達明等[1]提出的高新技術企業(yè)技術創(chuàng)新能力評價指標，本文從科研投入、研究開發(fā)、創(chuàng)新產(chǎn)出、市場營銷和創(chuàng)新保障五個方面選取指標，構建了包含15個指標的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標體系，如圖1所示。

（一）科研投入能力指標

研究與開發(fā)投入量是創(chuàng)新的重要組成部分，與創(chuàng)新活動的強度、規(guī)模和水平有很強的相關性[2]，科研投入是創(chuàng)新產(chǎn)出的前提，所以科研投入在科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力評價中占有舉足輕重的地位?？蒲型度氚ㄘ斄腿肆蓚€方面，本文構建的科研投入指標包括研發(fā)費用投入強度、科研人員投入強度和人員培訓支出力度。

C1=研發(fā)費用投入強度=研發(fā)費用÷營業(yè)收入×100%

C2=科研人員投入強度=研發(fā)人員÷總?cè)藬?shù)×100%

C3=人員培訓支出力度=應付職工教育經(jīng)費發(fā)生額÷應付職工薪酬發(fā)生額×100%

（二）研究開發(fā)能力指標

研究開發(fā)能力是指企業(yè)將科研投入的資源用于科研創(chuàng)新的能力?？蒲型度牍倘缓苤匾?，但沒有研究開發(fā)，科研投入的資源將付諸東流。所以研究開發(fā)能力是將企業(yè)投入的資源轉(zhuǎn)化為科研成果的必經(jīng)之路。專利在一定程度上代表了知識的創(chuàng)造和利用程度，通過對科技型中小企業(yè)專利申請數(shù)、專利申請速度等統(tǒng)計分析，可以獲得科技型中小企業(yè)創(chuàng)新的基本情況[2]。本文構建的研究開發(fā)指標包括專利著作權擁有數(shù)、產(chǎn)品研發(fā)周期、研究開發(fā)成功率[3]。

C4=專利著作權擁有數(shù)=專利、軟件著作權、實用新型等擁有的數(shù)量

C5=產(chǎn)品研發(fā)周期=360÷一年內(nèi)新產(chǎn)品的數(shù)量×100%

C6=研究開發(fā)成功率=資本化研發(fā)支出÷總研發(fā)支出×100%

（三）創(chuàng)新產(chǎn)出能力指標

創(chuàng)新產(chǎn)出能力是指企業(yè)科研創(chuàng)新的最終成果。企業(yè)進行科研投入和研究開發(fā)的目的就是產(chǎn)生科研成果，進而將科研成果轉(zhuǎn)化為企業(yè)的核心競爭力。因此，創(chuàng)新產(chǎn)出能力包括科研成果和經(jīng)濟效益兩個方面。參照前人研究成果，本文的創(chuàng)新產(chǎn)出能力指標包括開發(fā)資本化金額、開發(fā)能力增長率、新產(chǎn)品利潤率[4]。

C7=開發(fā)資本化金額=當年科研開發(fā)能夠資本化的金額

C8=開發(fā)能力增長率=開發(fā)資本化增長的金額÷上年開發(fā)資本化金額×100%

C9=新產(chǎn)品利潤率=新產(chǎn)品利潤÷新產(chǎn)品的營業(yè)收入×100%

（四）市場營銷能力指標

市場營銷能力是指企業(yè)對產(chǎn)品進行營銷推廣的能力?？萍夹椭行∑髽I(yè)的市場營銷能力越高，才能將越多的科研成果轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟利益，因此市場營銷能力是創(chuàng)新能力評價體系中不可或缺的一部分。參照前人研究經(jīng)驗，本文的市場營銷能力指標包括市場營銷強度、銷售人員人均創(chuàng)利、銷售人員比重[4]。

C10=市場營銷強度=銷售費用÷營業(yè)收入×100%

C11=銷售人員人均創(chuàng)利=營業(yè)收入÷銷售人員數(shù)×100%

C12=銷售人員比重=銷售人員÷總?cè)藬?shù)×100%

（五）創(chuàng)新保障能力指標

創(chuàng)新保障能力指企業(yè)能夠為科研創(chuàng)新保持良好的財務環(huán)境。只有擁有良好的創(chuàng)新環(huán)境，科技型中小企業(yè)才能持續(xù)地進行創(chuàng)新。因此科技型中小企業(yè)必須保持良好的財務和經(jīng)營狀況，避免創(chuàng)新過程中出現(xiàn)資金供應不足等狀況。本文創(chuàng)新保障能力指標包括資產(chǎn)負債率、流動資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率和每股經(jīng)營現(xiàn)金凈流量。

C13=資產(chǎn)負債率=負債總額÷資產(chǎn)總額×100%

C14=流動資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率=營業(yè)收入÷流動資產(chǎn)平均余額×100%

C15=每股經(jīng)營現(xiàn)金凈流量=經(jīng)營活動現(xiàn)金凈流量÷總股本×100%

二、評價模型的構建

本文在所構建的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標體系基礎上，運用層次分析法確定各個指標的權重，得到科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力的綜合評分，然后采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力的評價，從而得到科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價模型，模型建立過程如圖2所示。運用層次分析法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的方法構建科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價模型，既降低了層次分析法的主觀性，又提高了BP神經(jīng)網(wǎng)絡的科學性。endprint

（一）指標權重的確定

本文運用層次分析法確定5個準則層和15個二級指標的權重，具體操作步驟如下。

首先，建立科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標體系，明確各個指標之間的層次關系。

其次，根據(jù)指標的實際特點和指標間的關系，邀請專家對指標的重要性進行判斷，從而構造兩兩判斷矩陣。

最后，運用層次分析法軟件計算得到特征向量和各指標的權重，并進行一致性檢驗。

（二）神經(jīng)網(wǎng)絡模型的構建

BP神經(jīng)網(wǎng)絡即誤差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡，是能夠?qū)崿F(xiàn)映射變化的前饋型網(wǎng)絡。BP神經(jīng)網(wǎng)絡的基本思想是調(diào)節(jié)網(wǎng)絡的權值和閾值使網(wǎng)絡輸出的誤差平方最小，使輸出值盡可能接近目標值。BP神經(jīng)網(wǎng)絡由于結(jié)構簡單，易于編程，在諸多領域有廣泛的應用，其具體操作步驟如下。

1.確定輸入輸出節(jié)點數(shù)目和隱含神經(jīng)元數(shù)量，選定傳遞函數(shù)，并完成對數(shù)據(jù)的預處理，得到訓練樣本數(shù)據(jù)和檢驗樣本數(shù)據(jù)。

2.輸入學習樣本數(shù)據(jù)xk，k=1，2，…，M；M為輸入層的個數(shù)，通過映射關系得到輸出值yk。

3.對權值進行修正，通過輸出節(jié)點和隱含層之間的權值修正方法對權值進行修正，從而不斷縮小誤差，直到誤差減小到規(guī)定的范圍之內(nèi)，否則返回步驟2繼續(xù)訓練。

4.驗證檢驗樣本數(shù)據(jù)，完成訓練之后，輸入檢驗樣本數(shù)據(jù)，比較輸出值與目標值之間的差距，從而對檢驗數(shù)據(jù)進行驗證[5]。

三、實證研究

（一）數(shù)據(jù)來源

創(chuàng)業(yè)板上市公司是科技型中小企業(yè)的一部分，本文選擇創(chuàng)業(yè)板上市的公司數(shù)據(jù)對科技型中小企業(yè)進行研究，能夠反映科技型中小企業(yè)中存在的一些問題，具有一定的代表性。因此，本文隨機選取京津冀地區(qū)在創(chuàng)業(yè)板上市的21家公司數(shù)據(jù)作為研究對象，其中18家公司數(shù)據(jù)作為訓練樣本數(shù)據(jù)，3家上市公司數(shù)據(jù)作為檢驗樣本數(shù)據(jù)。在進行實證研究時假設所有公司提供的財務報告真實可信。

（二）指標權重的計算

若要對科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力進行評價，首先要確定創(chuàng)新能力評價指標的權重，本文在構建的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標體系的基礎上，組織專家對創(chuàng)新能力評價指標的重要性進行判斷，從而得到創(chuàng)新能力評價指標的權重，并進行一致性檢驗。

1.專家根據(jù)創(chuàng)新能力評價指標的特點和指標間的關系，對指標的重要性進行判斷，從而構造出指標間的判斷矩陣。

2.通過層次分析法軟件計算得到科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標權重及一致性檢驗，如表1所示。

（三）神經(jīng)網(wǎng)絡模型的應用

1.神經(jīng)網(wǎng)絡模型的建立

1989年，Robert Hecht Nielsen已證明：任意給定的連續(xù)函數(shù)Φ=X→Y，則Φ可以精確地由一個三層網(wǎng)絡實現(xiàn)。因此，本文選用三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡，由一個輸入層、一個隱含層和一個輸出層構成。本文構建了包含15個指標的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標體系，輸入節(jié)點數(shù)應與評價指標個數(shù)相對應，輸出節(jié)點與目標指標的數(shù)量相對應，所以本文有15個輸入節(jié)點，1個輸出節(jié)點。隱含神經(jīng)元數(shù)量的確定一般參考經(jīng)驗公式j=+a，j=Log2n，j=，n為輸入節(jié)點數(shù)，m為輸出節(jié)點數(shù)，a為1—10之間的常數(shù)，本文考慮上述經(jīng)驗公式選擇隱含節(jié)點數(shù)j=9[6]。神經(jīng)元間的傳遞函數(shù)采用正切Sigmoid函數(shù)tansig，輸出層選用純線性purelin。

2.樣本數(shù)據(jù)預處理

在神經(jīng)網(wǎng)絡訓練之前，應該對樣本進行標準化處理。處理方式如下所示。

3.BP神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練與測試

本文擁有21組科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價數(shù)據(jù)，其中18組數(shù)據(jù)作為訓練樣本數(shù)據(jù)，3組數(shù)據(jù)作為檢驗樣本數(shù)據(jù)。輸入向量為各個指標的原始數(shù)據(jù)，輸出向量為通過AHP和數(shù)據(jù)標準化計算的創(chuàng)新能力綜合評分數(shù)據(jù)。本文通過MATLAB 7.0計算科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力，各個參數(shù)設置如下。訓練精度為e，訓練次數(shù)為60 000，學習系數(shù)為0.35，學習規(guī)則為traingdm，性能函數(shù)為mse函數(shù)，在MATLAB 7.0中執(zhí)行程序代碼后，網(wǎng)絡經(jīng)過29 505次迭代，達到訓練精度要求，如圖3所示。

從圖4可以看出，專家評價數(shù)據(jù)和仿真模擬數(shù)據(jù)非常接近（實際值與預測值幾乎重合），這表示網(wǎng)絡訓練成功。

從表2和表3可以看出，利用神經(jīng)網(wǎng)絡進行科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價誤差較小，訓練樣本期望輸出和實際輸出的最大誤差為0.0028，檢驗樣本期望輸出和實際輸出的最大誤差為0.0669，在科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價中這個誤差在可接受的范圍之內(nèi)，所以利用AHP-BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價是可行的。將訓練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡文檔保存，再對其他科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價時，輸入原始指標數(shù)值即可得到這些科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力的評分。

將AHP-BP神經(jīng)網(wǎng)絡計算得到的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價結(jié)果排序并分類，創(chuàng)新能力綜合評分大于0.4的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力處于高水平，創(chuàng)新能力綜合評分位于0.3和0.4之間的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力處于中等水平，創(chuàng)新能力綜合評分小于0.3的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力處于低水平，京津冀三個地區(qū)創(chuàng)新能力表現(xiàn)如表4所示。

同北京、天津相比，河北省的科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力水平處于中低層，創(chuàng)新能力較弱，核心競爭力有待于進一步提高。河北省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力較低是由于科研投入和研究開發(fā)能力較弱，所以只有加大科研投入和研究開發(fā)力度，才能提升河北省科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力。

四、研究結(jié)論

在經(jīng)濟科技迅猛發(fā)展和京津冀一體化的背景下，對科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力進行評價具有深遠的理論和實踐意義，本文的研究結(jié)論如下。

1.運用層次分析法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的方法來對科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力進行評價，這種評價方法不僅使神經(jīng)網(wǎng)絡能夠吸收學習專家的經(jīng)驗，還減少了專家評價中的人為因素，使評價結(jié)果更為科學客觀，這為科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力評價提供了參考。

2.通過實證研究驗證了AHP-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的適用性，使科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力得以量化，有利于提高企業(yè)的核心競爭力，有利于引導投資者的投資方向，有利于科技型中小企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，并且評價方法簡單易于操作，有一定的實踐意義。

3.通過科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力排名情況來看，河北省科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力位于中低層，在科研投入、研究開發(fā)與創(chuàng)新產(chǎn)出方面需要進一步提高。只有加大科研投入力度，提高研究開發(fā)能力，增強創(chuàng)新產(chǎn)出能力，河北省的科技型中小企業(yè)才能抓住京津冀一體化的契機奮起直追，持續(xù)健康地發(fā)展。

由于水平有限，本文存在一些不足，科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力評價指標選取時沒有考慮一些定性因素，只有定量因素的創(chuàng)新能力評價指標體系尚不能夠全面概括科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力。今后的研究中，筆者會進一步搜集影響科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力的定性因素，盡可能全面客觀地反映科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新能力。

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