基于AHP的城市科研創(chuàng)新資金投入與產(chǎn)出探析

葉貝　閔心怡

摘 要：一個國家想要依靠通過轉(zhuǎn)變經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式來帶動經(jīng)濟增長，就必須重視對科研項目的資金投入。雖然我國近幾年的創(chuàng)新水平發(fā)展迅速，但是相較于發(fā)達(dá)國家還是有一定的差距，企業(yè)欠缺實力保證資金的有效利用和落實。想要高效率建設(shè)科技平臺，就必須對創(chuàng)新活動給予有力的支持和保障。本文以2007-2016年蘇州、南京、合肥、南昌、濟南五個城市科技投入與研發(fā)資金的相關(guān)數(shù)據(jù)為研究樣本，實證分析了政府技術(shù)投入資金與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出以及企業(yè)R&D經(jīng)費投入與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出的關(guān)系。從上述關(guān)系得到這幾座城市在科研投入注重專業(yè)人員方面的培養(yǎng)，創(chuàng)新產(chǎn)出更多地轉(zhuǎn)化為專利申請數(shù)量的提升。同時也在本文后續(xù)部分對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，得出在2025中國制造年這幾個城市大中型企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值規(guī)模估值。

關(guān)鍵詞：AHP層次分析法;R&D資本投入;R&D產(chǎn)出;專利產(chǎn)出

一、研究背景

在科技日新月異的當(dāng)今，AI技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、柔性電子等逐漸走進(jìn)大眾視野，各個國家的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)必將面臨著新的技術(shù)性變革。一個國家想要依靠通過轉(zhuǎn)變經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式來帶動經(jīng)濟增長，就必須重視對科研項目的資金投入。在前段時間美國對中興芯片的制裁問題，引發(fā)了國人對此的高度關(guān)注，從航母，殲20，龍芯、銀河系列等可以看出，政府在科研投入方面不斷的加大力度。“科教興國”戰(zhàn)略、“863”計劃、“973”計劃以及國家一系列科學(xué)任務(wù)的實施，使得企業(yè)、高校等總體科技實力和創(chuàng)新能力進(jìn)一步強化，越來越多的企業(yè)參與到自主研發(fā)中去。企業(yè)想要在競爭愈發(fā)激烈的市場中生存壯大，不能再僅僅依靠資金和人力資源的規(guī)模，而是取決于企業(yè)的經(jīng)營能力、技術(shù)創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化的水平，以達(dá)到專利成果數(shù)量的擴張和研發(fā)效率的提升。

盡管現(xiàn)在社會上不斷提出“萬眾創(chuàng)新”的理念，但是不是所有的創(chuàng)新投入都會帶來理想的投資回報，社會的創(chuàng)新活動也遠(yuǎn)低于“最佳”水平。政府的補助資金對企業(yè)來說是件好事，但是也會存在著“溢出效應(yīng)”“協(xié)作失敗”等不良后果。因此本文就以南京、蘇州、合肥、濟南和南昌五個城市的研發(fā)投入產(chǎn)出關(guān)系為研究對象，分析其中的經(jīng)濟規(guī)律。本文中的R&D經(jīng)費指的是該年度里各個城市實際用于基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和試驗發(fā)展這三項的經(jīng)費總額，不作具體分析。

二、研究問題分析

這是關(guān)于重大城市企業(yè)科研創(chuàng)新研發(fā)投入與產(chǎn)出情況的分析、比較和預(yù)測問題。首先根據(jù)所搜集的數(shù)據(jù)分析政府技術(shù)投入資金和企業(yè)R&D經(jīng)費投入與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出的關(guān)系，研發(fā)活動產(chǎn)出是研發(fā)活動的最直接成果。近年來，學(xué)者們探討了企業(yè)創(chuàng)新投入與產(chǎn)出之間的關(guān)系，即利用專利數(shù)量作為衡量企業(yè)創(chuàng)新能力的指標(biāo)，這在很大程度上彌補了以企業(yè)績效為衡量標(biāo)準(zhǔn)的一般缺陷。逄淑媛等人證實直接人力資本、R&D投入與企業(yè)專利產(chǎn)出之間是正相關(guān)的。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，各省各年的資金投入量都在穩(wěn)步增長，專利發(fā)明數(shù)與新產(chǎn)品產(chǎn)值也大幅度提升，因此不難看出其大致都成正相關(guān)關(guān)系。

關(guān)于各個城市的研發(fā)投入資金和創(chuàng)新的特點，則需要參考相關(guān)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，運用AHP層次分析法，分析各個城市的研發(fā)經(jīng)費和研發(fā)強度（即R&D占GDP比重（%））和科研投入占比情況等。全社會研發(fā)經(jīng)費的主要特點：主體在企業(yè)，約占三分之二;高校和科研院所比重超三分之一，而各個城市規(guī)劃和發(fā)展目標(biāo)不同，則資金投入占比情況和創(chuàng)新方向也會發(fā)生差異，需要具體分析。

最后根據(jù)前兩部分的研究，并且結(jié)合幾個地區(qū)前十年的數(shù)據(jù)建立了折線圖，對未來走向進(jìn)行估測。同時本文希望這個研究成果有一定的推廣作用。

三、科研投入產(chǎn)出研究模型的設(shè)計和實施

（一）理論假設(shè)

1. 假設(shè)在其他條件不變的情況下，R&D資本投入越大，專利產(chǎn)出數(shù)量越多。

2. 假設(shè)搜集的數(shù)據(jù)均真實有效。

3. 假設(shè)模型中不考慮投入產(chǎn)出的滯后性問題。

4. 假設(shè)資源利用的中介作用存在。

（二）符號說明

（三）相關(guān)模型的建立分析

1. 研究模型

南京、蘇州、合肥、南昌和濟南2007—2016十年間科技投入與產(chǎn)出狀況結(jié)構(gòu)如下圖1，盡管很多學(xué)術(shù)文章已經(jīng)證明了資金注入對科研成果的積極作用，但是本文在此基礎(chǔ)上引入資源利用這一中間變量，進(jìn)一步衡量R&D投入對創(chuàng)新產(chǎn)出的作用。企業(yè)是否能最大限度支配資源的能力決定了其價值創(chuàng)造的水準(zhǔn)，如果企業(yè)將有限資源最大化使用，則創(chuàng)新成果也會突出。因此我們建立如下的概念模型，如圖1所示，圖中共有兩個假設(shè)H1和H2，括號內(nèi)表示各因素的影響方向。

由于政府補貼資金是企業(yè)R&D投入的一部分，因此我們將用政府注入資金與企業(yè)總投入資金的比值β來進(jìn)行分析，首先分析比值表：

在全樣本檢驗中，可以看出，企業(yè)研發(fā)資本投資中政府補貼的比例越大，專利產(chǎn)出的數(shù)量就越大。一方面，政府補貼可以直接彌補研發(fā)和創(chuàng)新資金的不足，另一方面能夠產(chǎn)生額外行為，激勵和引導(dǎo)被補貼企業(yè)積極參與技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新。本文認(rèn)為，作為企業(yè)研發(fā)投入的一部分，政府研發(fā)補貼可以刺激企業(yè)自身的研發(fā)投入，但如果它們的比例太小或太大，企業(yè)專利產(chǎn)出的提升就會減弱。因此，本文將樣本數(shù)據(jù)分為三組，即β為10%或更低，10%至60%和60%或更高，并對其進(jìn)行回歸測試?；貧w結(jié)果表明，政府補貼比例在5%以下和80%以上這兩個區(qū)間時，與專利產(chǎn)出總量不存在顯著相關(guān)性;當(dāng)政府補貼比例在5%～80%之間時，與專利總量顯著正相關(guān)。

2. 研究步驟

基于以上研究結(jié)果，采用層次分析法進(jìn)行進(jìn)一步具體的分析。

步驟一：分析城市各因素之間關(guān)系，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)（大致為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層）。

首先將其分為三層，目標(biāo)層O，準(zhǔn)則層C，方案層P。最高一層稱為目標(biāo)層，這一層中只有一個元素，即資金投入與創(chuàng)新特征;中間層為準(zhǔn)則層，層中的元素為實現(xiàn)目標(biāo)所采用的措施、政策、準(zhǔn)則等，本文中是政府資金和企業(yè)資金。最低一層為方案層，這一層包括了實現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的方案，即人員投入、科技活動經(jīng)費投入和科學(xué)技術(shù)投入。

步驟二：構(gòu)造兩成比較的判斷矩陣建立層次分析法：

在建立遞階層次結(jié)構(gòu)后，上下層元素間的隸屬關(guān)系就被確定了。假設(shè)以上一層次元素C為準(zhǔn)則，所支配的下一層次的關(guān)系為u1，u2，…，un，我們的目的是要按它們對于準(zhǔn)則C相對重要性賦予u1，u2，…，un相應(yīng)的權(quán)重。AHP所用導(dǎo)出權(quán)重的方法就是兩兩比較方法。

兩兩比較法具體操作：當(dāng)以上一層次某個因素C作為比較準(zhǔn)則時，可用一個比較標(biāo)度aij來表達(dá)下一層次中第i個因素與第j個因素的相對重要性（或偏好優(yōu)劣）的認(rèn)識。aij的取值一般取正整數(shù)1—9（稱為標(biāo)度）或其倒數(shù)。由aij構(gòu)成的矩陣稱為比較判斷矩陣A=（aij）。aij取值也可以取上述各數(shù)的中值2，4，6，8及其倒數(shù)，即若因素i與因素j比較得aij，則因素j與因素i比較得1/aij（i，j=1，2，3.....n）。同時比較判別矩陣或判別表A中的所有的元素aij必須具有傳遞性，即aij滿足等式：aij*akj=aik，（i，j，k=1，2，…，n）。

參考所給數(shù)據(jù)，參考各城市10年來各項投入均值如下表3：

則判斷矩陣

由此可知各個城市創(chuàng)新中注重專業(yè)性人員方面的培養(yǎng)，創(chuàng)新產(chǎn)出更多地轉(zhuǎn)化為專利申請數(shù)量的提升。劉光明（2013）在其研究中表明，科技人力資源是建設(shè)國家創(chuàng)新型城市的關(guān)鍵，每年各個城市從事R&D的人才更是呈爆發(fā)式增長模式，創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、科學(xué)院士和工程院士的培養(yǎng)數(shù)量也在上升，這對拉動一個地區(qū)的創(chuàng)新水平都是有利因素。

3. 預(yù)測模型

根據(jù)以上的數(shù)據(jù)分析，作出以下總產(chǎn)值的走勢圖，圖表僅以南京為例：

采用一次平均法對時間序列進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合增長率圖可以發(fā)現(xiàn)，除了南京在2009年跟2015年出現(xiàn)負(fù)增長之外，其他各大城市每年的增長率都為正數(shù)。由此可知這些城市中的大中型企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值還在繼續(xù)往上增加。其中南昌跟合肥在2016年、2012年的增長率分別達(dá)到了19.9%跟16.87%，這說明南昌跟合肥正處于高速發(fā)展期，未來的幾年發(fā)展?jié)摿薮蠊I(yè)產(chǎn)值也會大幅增長。蘇州跟濟南在2016年的增長率分別達(dá)到了7.86%跟6.61%，這說明這兩個城市處于穩(wěn)定發(fā)展期，南京在2016年的增長率為1.14%，并且增長走勢逐漸放緩，屬于發(fā)展期的尾巴，預(yù)計未來幾年的總產(chǎn)值與2014-2016年會是持平狀態(tài)。

4. 研究小結(jié)

對中國五家重要城市公司的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，中國企業(yè)越來越重視創(chuàng)新能力。專利產(chǎn)出數(shù)量從2007年到2016年有所增加，發(fā)明專利的增長速度和數(shù)量都在不斷增加。可以看出，專利產(chǎn)出日益成為中國企業(yè)衡量自主創(chuàng)新能力的重要途徑之一，因此以專利產(chǎn)出來研究企業(yè)的創(chuàng)新水平是十分可取的。

政府R&D補貼與R&D投資比例和專利產(chǎn)出之間的關(guān)系表明，它與專利產(chǎn)出總量，發(fā)明專利數(shù)量和專利數(shù)量顯著正相關(guān)，與實用新型專利數(shù)量的相關(guān)性不明顯。這表明政府研發(fā)補貼占企業(yè)研發(fā)投入的比例、專利產(chǎn)出、發(fā)明專利和外觀專利的總量更多。

四、模型的評價與改進(jìn)

（一）存在問題

1. 政府補貼資金的進(jìn)一步研究

政府補貼的資金究竟能夠發(fā)揮多大的用處是一個長期關(guān)注的問題，在中國這樣一個大國，對于政府資金用于科研創(chuàng)新這方面需要權(quán)衡全國的發(fā)展以及各方面在經(jīng)濟當(dāng)中發(fā)揮的作用，所以合理有效的對政府資金進(jìn)行分配是一個大問題。

2. 研發(fā)支出的時間滯后性檢驗

研發(fā)支出的滯后性問題是一個不可避免的問題，因為在研發(fā)支出后，我們技術(shù)人員對于資金的使用以及使用的資金投入在哪些方面以及哪一些方面的影響都需要時間來進(jìn)行檢驗。在研究中我們可以盡量迅速的更新數(shù)據(jù)，修正結(jié)果，在進(jìn)行更加符合現(xiàn)實的判斷。

3. 數(shù)據(jù)的更新跟不上經(jīng)濟的發(fā)展情況

全球化的當(dāng)今，數(shù)據(jù)的更新出乎人們的意料，怎樣在爭分多秒的經(jīng)濟更新時代獲得最有效的數(shù)據(jù)將會是一大難題。

（二）改進(jìn)措施

每一種軟件應(yīng)用于實際問題的時候都會有缺陷，怎么減少誤差范圍才是人為操作和修正的重中之重。

在應(yīng)用數(shù)據(jù)時要瞄準(zhǔn)現(xiàn)實情況，不能脫離所處的環(huán)境進(jìn)行假設(shè)，成立不存在的問題。如果對于中國現(xiàn)實的政治經(jīng)濟社會環(huán)境和現(xiàn)狀不了解，就很難確定研究中的問題以及癥結(jié)，從而導(dǎo)致作出不相符的假設(shè)，也就更難針對問題提出解決措施。

各地統(tǒng)計局或政府要完善系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，不斷提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。沒有數(shù)據(jù)，所有的分析研究將無從下手。想要解決社會問題，就有必要在生成的數(shù)據(jù)中找到問題，找到規(guī)律，尋求解決方法，并借助適當(dāng)?shù)臏y量軟件提高我們的數(shù)據(jù)質(zhì)量。不斷提高計量經(jīng)濟模型的質(zhì)量，使其更加科學(xué)。模型建立中最重要的是解決變量和函數(shù)形式的設(shè)置錯誤。在建立模型之前，我們需要對我們正在研究的經(jīng)濟問題進(jìn)行徹底而詳細(xì)的調(diào)查，分析其運作規(guī)則，并獲得相關(guān)的影響因素。然后可以對定量關(guān)系進(jìn)行建模。模型的建立并不是唯一的，需要根據(jù)實際變化進(jìn)行調(diào)整。

充分的預(yù)測政策的變化，舍得假設(shè)更加符合現(xiàn)實。對于現(xiàn)實中政策的任何變化我們需要做出靈敏的反應(yīng)，經(jīng)濟活動都是隨機的，我們都不知道未來的緊急走勢，所以任何的變化都足夠引起我們的關(guān)注。斷改進(jìn)預(yù)測技術(shù)，及時修正模型，改進(jìn)預(yù)測結(jié)果。理論上的預(yù)測和實際的經(jīng)濟走勢不可能幾乎相同，預(yù)測失誤不可避免。所以在這一方面不僅要提高預(yù)測者自身技能，還需要對使用的預(yù)測工具進(jìn)行不斷的升級。

五、模型推廣

（一）加強創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)

高校作為人才培養(yǎng)的重要載體，在為社會輸送緊缺型人才方面有著不可替代的地位。在大部分高校的課程體系中，同一專業(yè)的教學(xué)大綱、課程選擇和教學(xué)方式幾乎是高度一致。人才培養(yǎng)的趨同現(xiàn)象必然帶來同一崗位的重復(fù)不必要競爭，創(chuàng)新能力也得不到鍛煉。著力培養(yǎng)思維敏捷、專業(yè)過硬的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，已經(jīng)成為現(xiàn)代高校人才培養(yǎng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，來適應(yīng)社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。遵循人才成長成材的自然規(guī)律，深化教育教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，探索多種培養(yǎng)方式。不過，也要尊重學(xué)生的個性差異和未來打算，充分發(fā)揮每一個學(xué)生的潛能優(yōu)勢。具體的還可以采取如下措施：加強區(qū)域間高校的訪學(xué)交換項目，構(gòu)建學(xué)術(shù)思想交流平臺;開放創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)業(yè);實施高層次人才引進(jìn)計劃等。

（二）優(yōu)化R&D經(jīng)費投入結(jié)構(gòu)

根據(jù)OECD《弗拉斯卡蒂手冊》中的定義，R&D經(jīng)費支出應(yīng)該分成基礎(chǔ)研究經(jīng)費、應(yīng)用增長經(jīng)費和試驗發(fā)展經(jīng)費三大類。就我國整體的投入水平來看，這三部分的投資金額是逐漸遞增的。以2016年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，我國基礎(chǔ)研究經(jīng)費822.9億元，所占比重為5.2%;應(yīng)用研究經(jīng)費1610.5億元，占比是10.3%;試驗發(fā)展經(jīng)費13243.4億元，所占比例是84.5%。雖然相較于上一年已經(jīng)有明顯的提升，但是同其他科技強國相比，我國三類R&D經(jīng)費結(jié)構(gòu)仍有繼續(xù)優(yōu)化的空間。同年，美國基礎(chǔ)研究經(jīng)費784.21億美元，占比16.9%;日本基礎(chǔ)研究經(jīng)費188.14億美元，比例為12.6%;俄羅斯基礎(chǔ)研究經(jīng)費52.21億美元，占14.0%。因此，我國的基礎(chǔ)研究經(jīng)費相對來說投入過少，進(jìn)一步調(diào)整資金結(jié)構(gòu)是未來中國三類研發(fā)資金改革的總趨勢。地方政府也要加大地方財政科技配置的力度，保持地方財政撥款呈遞增趨勢，引導(dǎo)高等院校、科研院所和企業(yè)的研發(fā)方向。

（三）推進(jìn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)園、孵化園和基地的建設(shè)

企業(yè)和高校都需要更多的融資平臺與研究機構(gòu)，政府要加大力度完善資本市場。一是盡快制定切實有效的發(fā)展政策，加快各創(chuàng)新平臺（如孵化器、工業(yè)園區(qū)和科研基地等）服務(wù)功能的升級，扎根于國家創(chuàng)新城市體系并形成協(xié)同效應(yīng)。

二是實施“走出去”戰(zhàn)略，不要把目標(biāo)限制在全省各地，而是謀求與國外其他經(jīng)濟區(qū)域的合作伙伴關(guān)系，加強科研項目的交流合作。三是政府應(yīng)為孵化器、工業(yè)園區(qū)和基地做好后勤保障支持，推進(jìn)國家創(chuàng)新型城市產(chǎn)業(yè)園區(qū)和基地等空間載體的成長和發(fā)展。

（四）完善科技成果轉(zhuǎn)化的管理工作

加快科技成果轉(zhuǎn)化、提高成果產(chǎn)業(yè)化比率，是目前世界各地科技政策的新走向。但是科技成果的轉(zhuǎn)化遠(yuǎn)非想象中的那么容易，想要提高轉(zhuǎn)化率就需要政府、企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)三者的相互配合、共同發(fā)力。沒有政府作為強有力的后盾，光憑企業(yè)和個人是難以完成的。高等學(xué)校、科研院所和企業(yè)產(chǎn)業(yè)園是科技成果的源頭部門;企業(yè)是促使科研轉(zhuǎn)變?yōu)橛侄蔚闹黧w，可以自行或委托技術(shù)交易中介機構(gòu)或第三方服務(wù)機構(gòu)推進(jìn)項目完成;最后，政府在科技成果轉(zhuǎn)化和推廣過程中履行良好的引導(dǎo)職能，完善風(fēng)險投資機制、科研信貸機制、保險機制和協(xié)同創(chuàng)新機制等。

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