基于總體相關系數(shù)法和綜合指數(shù)法的高水平理工科高?？萍汲晒D化績效評價研究

陳 輝，夏承鵬，段依竺，林超輝，容華斌，高 慶

（1.廣東工業(yè)大學，廣東廣州 510006；2.廣東省技術經(jīng)濟研究發(fā)展中心，廣東廣州 510070）

科技成果轉化是指為提高生產(chǎn)力水平而對科學研究與技術開發(fā)所產(chǎn)生的具有實用價值的科技成果所進行的后續(xù)試驗、開發(fā)、應用、推廣直至形成新產(chǎn)品、新工藝、新材料,發(fā)展新產(chǎn)業(yè)等活動［1］?？萍汲晒D化是促進經(jīng)濟和科技有機結合的有效手段，也是推動國家經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。高等學校是我國科技創(chuàng)新的中堅力量，而高水平理工科高校因為與市場經(jīng)濟的緊密聯(lián)系，更是我國科技創(chuàng)新的“排頭兵”，其成果轉化率的高低對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起著至關重要的影響。自2018 年教育部研究制定《高等學?？萍汲晒D化和技術轉移基地認定暫行辦法》以來［2］，高?？萍汲晒D化水平呈現(xiàn)穩(wěn)步提高的發(fā)展態(tài)勢［3］，然而高校成果轉化率仍然處于較低水平，根據(jù)國家知識產(chǎn)權局發(fā)布的2019 年《中國專利調(diào)查報告》調(diào)查，高校有效專利轉化率僅為13.8%，產(chǎn)業(yè)化率僅為3.7%，低于企業(yè)的科技成果轉化率，更是仍遠低于美日等發(fā)達國家的平均水平［4］。促進高校科技成果轉移轉化，加快科技成果的落地轉化和產(chǎn)業(yè)化，越來越成為科技強國的重要舉措之一。在科技成果轉化的全生命周期里，轉化績效評價是重要的一環(huán)，全面、客觀、系統(tǒng)地進行轉化績效評價對于科技成果挖掘、布局、精準轉化、二次開發(fā)乃至定價策略等方面均有著積極作用和深遠的影響，構建高水平理工科高?？萍汲晒D化績效評價體系，是對科技成果轉化實施管理的一種重要方式，在推動科技成果資本化、商業(yè)化以及提高科技成果轉化水平、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面起著至關重要的作用［5］。因此，對高水平理工科高?？萍汲晒D化績效進行全面客觀的評價意義重大。

本文聚焦于高水平理工科高校學科專業(yè)集聚度高、應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)能力強、產(chǎn)學研用協(xié)同效果好、服務支撐產(chǎn)業(yè)能力突出等特性，結合高水平理工科高校多項科技教學成果等指標，構建適用于高水平理工科高?？萍汲晒D化績效綜合評價體系，并進行實例驗證分析。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

科技成果轉化評價作為一項衡量高校發(fā)展水平的重要指標，一直以來都受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關注，并且涌現(xiàn)了許多學術成果。國外學者Salimi等人［6］利用最佳最差法對企業(yè)研究發(fā)展（R&D）績效進行評估。Pooh 等［7］首先提出了層次分析法(AHP)法作為比較科技成果轉化水平的評價方法；Coccia［8］結合了K 指數(shù)和判別分析方法評估了科研機構的R&D 轉化績效。國內(nèi)學者郭強等人［9］以分析高?？萍汲晒D化內(nèi)涵為切入點，梳理了影響轉化績效的多種內(nèi)部因素。王桂月等人［10］則提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的高?？萍汲晒D化評價方法，為后續(xù)的研究提供了很好的參考。楊宏進等人［11］建立了一種三階段DEA 高?？萍紕?chuàng)新績效研究模型。在此基礎之上鄭元元［12］結合DEA 和三螺旋理論提出了面向“雙一流”高?？萍汲晒D化效果評價體系。而劉長平［13］則將DEA 與BP 神經(jīng)網(wǎng)絡相結合設計了面向企業(yè)的科技成果轉化評估方案。朱艷［14］構建了一種局域改進層次法的通用科技成果轉化評價體系。胡中惠等［15］則利用區(qū)域視角來評價研究機構的科技成果轉化水平。除此之外，機器學習和博弈論也是近年來的研究熱門，為此，陳紹基等人［16］提出了基于高斯回歸過程的評價方法，該方法建立評價項目指標向量和訓練集,并賦予訓練集權值,最后通過加權求和得到評價結果。而胡俊等人［17］提出了基于演化博弈的高校科技轉化模式選擇研究，其中，演化博弈論可用于評價指標的優(yōu)劣。另有學者利用經(jīng)驗管理等方法進行高校科技成果轉化能力評估，然而上述研究評價方案大多側重于針對研究機構的通用評價方法研究，而對于理工科高校而言，可能會因此損失方法的準確性，同時上述部分研究仍存有主觀成分，難以保證評價結果的客觀性和魯棒性［18-20］。

近年來，學者們開始更有針對性地對不同類型高校的科技成果轉化績效評價進行研究，尤其是與地方經(jīng)濟結合緊密的高水平理工科高校。陳輝等人［21］將主成分分析法（PCA）和綜合指數(shù)法兩種評價方法進行結合，構建了一種高水平理工科高?？萍汲晒D化績效評價體系，該體系利用主成分分析法提取出權重系數(shù)，并直接利用權重系數(shù)計算出綜合指數(shù)；林超輝等人［22］構建高校科技轉化發(fā)展性績效評估體系，利用變異系數(shù)法確定指標權重，并基于所選取的指標采用多準則VIKOR 法對樣本高校進行綜合排序。然而上述研究仍存在不足之處，例如該體系缺乏對原數(shù)據(jù)與主成分分析之間關系的考慮，因此其綜合指數(shù)結果中無法包含原數(shù)據(jù)與主成分參數(shù)之間的關系，將影響到模型的評價準確度［21］。當指標參數(shù)的平均值處于較小值時，指數(shù)數(shù)值上的微小擾動將會對變異系數(shù)造成巨大的影響，同時會帶來評估精度降低的問題，難以達到對理工科高校科技成果轉化績效評估的普適性要求［22］。因此在權重提取和評價準確度方面，上述研究仍有改進空間。

綜上所述，國內(nèi)外對如何提高高?？萍汲晒D化能力方面有許多值得借鑒和學習的經(jīng)驗，且針對高校特色和學科特點的高水平理工科高?？萍汲晒D化評價研究仍存在普適性低、評價精度容錯性較低等問題。因此，本文基于改進主成分分析法以計算總體相關系數(shù)，并結合綜合指數(shù)法，設計了一種新型的高水平理工科高?？萍汲晒D化評價體系，其中總體相關系數(shù)用于客觀賦權，綜合指數(shù)法用于將各項權重系數(shù)歸納成可用于表述績效的評價指標，最后本文根據(jù)全國多所高水平理工科高校2017 年的真實數(shù)據(jù)建立指標數(shù)據(jù)集，并進行真實數(shù)值計算，把握科技成果轉化績效評價走向，建立有效的高水平理工科高?？萍汲晒D化績效評價體系。

2 科技成果轉化績效評價指標體系構建

2.1 評價指標體系設計

科技成果轉化通常是一項持續(xù)的、動態(tài)的活動，涉及到高?？萍汲晒漠a(chǎn)出、成果的轉化以及社會價值等多方的關系，這種關系往往是一個積累和變化的過程，難以通過單一的某項指標進行精確衡量。而構建多級指標的高?？萍汲晒D化績效評價指標體系，可以從縱向與橫向兩個方面綜合、精確地評價科技成果轉化績效，以達到指導性、系統(tǒng)性、可行性、魯棒性等目的。本研究依據(jù)中華人民共和國教育部科學技術司編撰的《2019 年高等學?？萍冀y(tǒng)計資料匯編》，在借鑒前人研究成果的基礎上，梳理了國內(nèi)外文獻中出現(xiàn)的高頻指標，在考慮到資料的公開性和可獲取性基礎上，設計了具有三級縱向指標的體系框架，并篩選21 項橫向子指標使得轉化績效評價更加精確化。首先，本文將理工科高校的科技成果轉化過程歸為三類，即高?？萍汲晒D化所需的條件、轉化過程所發(fā)生的活動、轉化完成后的結果。如表1 所示，一共涉及3 項一級指標、7項二級指標和21 項三級指標。其中科技轉化的條件包含科研人員和項目經(jīng)費的條件。而轉化活動包含內(nèi)部人才培養(yǎng)和與外部的學術交流。轉化成果則包含，學術成果即知識產(chǎn)權與專利，成果所獲得的獎勵，以及科技形成產(chǎn)業(yè)技術所帶來的產(chǎn)出。本文所取樣的各項指標均針對于高水平理工科高校的特點進行整理與分類，例如相較于其他類高校，理工科高校的科技活動中，科技課題數(shù)目、國際會議主辦次數(shù)、專利申請量以及授權量等指標更為活躍，這是由理工科高校的學科性質所決定的，這類型高校與工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟活動貼合緊密，在協(xié)助企業(yè)解決技術痛點的過程中逐漸加強了校企融合，扎根于區(qū)域經(jīng)濟中，具有鮮明的理工科高?？萍汲晒a(chǎn)出與轉化特色。反之例如文學專著數(shù)、學生調(diào)研等適用于其他類高校的評價指標并不被納入到本文所研究的評價指標體系當中。因此，該評價指標體系對于理工科高校具有更好的評價精度和參考意義。

表1 高水平理工科高?？萍汲晒D化評價指標體系

表1（續(xù)）

2.2 評價指標權重

通常，不同的指標對于成果轉化的貢獻是不同的，對成果轉化有較大貢獻的指標應該更為重要。本文使用總體相關系數(shù)（Collective Correlation Coefficient,CCC）的方法，該方法是基于主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）而進行的，PCA 是Pearson［23］提出并由Hotelling［24］進一步擴充的，其目的是對高維變量空間進行降維處理，去除冗余，甚至是干擾信息，從而讓關鍵信息凸顯出來。但是，PCA 方法無法保證其降維后得到的指標具有實際含義，難以衡量實際指標對于高校成果轉化的貢獻，因此，本文使用的CCC 方法，較之PCA 方法在主成分的基礎上重新考慮處理后數(shù)據(jù)與原變量之間的相關關系，使得算法能夠更好地揭露原數(shù)據(jù)內(nèi)的隱含關系，客觀全面地解決了原指標權重的確定問題，不受人為主觀偏好的影響而使得評價指標準確度受經(jīng)驗導向浮動較大。

具體分析步驟為：

（1）設XT=［x1,x2,L,xn］是一個p×n維矩陣，P代表原始數(shù)據(jù)表中變量的維度，n表示樣本個數(shù)。

（2）標準化X為Xs

其中I是一個n×n維的單位矩陣，diag(·)是一個對角矩陣，對角線上的元素si(i=1,2,L,p)代表第i個變量的標準差。

（3）計算樣本相關矩陣Rx

其中XsT是Xs的轉置。

（4）計算主成分。假定樣本相關矩陣Rx的特征根以降序排序為λ1≥λ2≥L≥λp，其對應的相互正交的特征向量為(u1,u2,L,up)

（5）假設第i個主成分的方差占總方差的比例為ri，計算ri：

（6）計算第k個變量與所有主成分的關聯(lián)程度（總體相關系數(shù)CCC）：

ρY,Xk表明第k個變量對原始數(shù)據(jù)表的重要程度表示第k個變量與第i個主成分的相關系數(shù)，是樣本相關矩陣的第i個特征值，是對應特征向量的第i個元素，表示第k個變量的方差。

（7）對CCC 值進行歸一化處理：

2.3 評價模型構建

通過計算各項指標的CCC 值，將其作為每項指標的權重后，利用統(tǒng)計學方法將指標權重后的隱性關系通過評分的方式表現(xiàn)，即本文所采用的綜合指數(shù)評價法。具體來說，綜合指數(shù)評價法是針對于數(shù)據(jù)的多樣性，利用統(tǒng)計學方法根據(jù)不同數(shù)據(jù)的相關性計算得出一個綜合性數(shù)據(jù)的方法，用以宏觀地反映事物變化的趨勢和變化的程度，等同于將多組不同度量的數(shù)據(jù)，歸一成同一度量的數(shù)據(jù)，然后通過對比來表明事物綜合變化的指標。該方法能夠對高水平理工科高?？萍汲晒D化能力進行綜合評分。

因各項三級指標的單位、維度及尺度存在非常大的差異，需要標準化步驟對數(shù)據(jù)進行處理，使其更具有指向性和評價性。使用數(shù)學方法對指標進行標準化處理，通過消除以計量單位差異和指標數(shù)量級、相對數(shù)形式差別，解決指標的冗余性問題［25］。綜合指標法以主成分的方差貢獻率作為權數(shù)，通過計算得出綜合評價值Z：

Zi表示第i個高校的綜合指數(shù)，Zi值越大，表示該?？萍嫁D化成果能力水平越高，表示第j個指標的CCC 值，Xij表示第i個高校的的第j個指標。

3 高?？萍汲晒D化績效評價實例分析

為了驗證本文提出方案的可行性與評估性能，本文整理統(tǒng)計了2017 年《高等院?？萍冀y(tǒng)計資料匯編》與華南地區(qū)某理工科高校2017 年度科技活動數(shù)據(jù)。并對科技統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行取樣、歸納與分類后得出了全國7 所具有代表性的理工科高校的評價指標信息。結合總體相關系數(shù)法與綜合指數(shù)法對數(shù)據(jù)進行權重量化與評價表述。

3.1 樣本選擇

本文取樣了7 所全國具有代表性的理工科高?？萍蓟顒?，包括中南大學、華南理工大學、廣東工業(yè)大學、中國石油大學、中國礦業(yè)大學、北京交通大學和北京化工大學。涵蓋了不同辦學水平層次的高校，其中，世界一流高水平大學建設高校：中南大學與華南理工大學；世界一流學科建設理工科類高校：中國石油大學、中國礦業(yè)大學、北京交通大學和北京化工大學；地域型的“廣東省高水平大學”和“廣東省高水平理工科大學”建設高校：廣東工業(yè)大學。本文利用SPSS 19 軟件對取樣的數(shù)據(jù)進行總體相關系數(shù)提取。首先，利用數(shù)據(jù)科學理論對各項指標進行預處理，以得出各項指標的極小值、極大值、均值、標準差，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)得出指標的總體相關系數(shù)。各項指標的統(tǒng)計描述如表2 所示。

表2 高水平理工科高校科技成果轉化相關指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表2（續(xù)）

3.2 基于CCC 的指標賦權

根據(jù)各指標的相關性，通過式（2）計算出樣本相關矩陣，其相關矩陣的熱圖如圖1 所示，顏色越深表示相關性越強。由圖1 可知，技術轉讓收入與專利申請總量、發(fā)明專利申請量、科研經(jīng)費、實用新型專利申請量以及技術轉讓合同數(shù)有著顯著的相關關系。

由式（6）計算每個指標的CCC 值，該值越大，表明各高校在該項指標上的差異越大，表3 是降序排列的各項指標的CCC 值，圖2 是各指標CCC 值的柱狀圖。

表3 各項指標的CCC 值

表3（續(xù)）

圖2 各項指標的CCC 值柱狀圖

由圖2 可知，數(shù)據(jù)表中的各個高校間，發(fā)明專利授權量、技術轉讓合同數(shù)、專利授權總量、技術轉讓收入、科研項目數(shù)、國際會議特邀報告數(shù)等指標的差異較大，這可能是這些高校中，科技成果轉化能力差距的重要原因。而合作研究派遣人數(shù)、研究與發(fā)展人員、國際會議交流人數(shù)、實用新型專利授權量、教學與科研人員、實用新型專利申請量、國際會議主辦次數(shù)等指標的差異較小，說明在這些高校中，這些指標對于成果轉化的差異影響較小，各高校在這些指標的水平大致相同。

3.3 高?？萍汲晒D化綜合評價

計算CCC 值之后，結合綜合指數(shù)評價法對各項指標進行加權評估。利用CCC 值對經(jīng)過標準化處理的各項指標進行加權求和，將各項指標及其對應的CCC 值代入公式（7）計算出綜合指數(shù)Zi，如圖3 所示。綜合指數(shù)Zi 越大，表示該高校科技成果轉化能力越強、績效越高?？梢?，高校B 的科技成果轉化能力相對最強，遠高于其他高校，高校G 的科技成果轉化能力相對最弱。

綜上所述，由表3 和圖3 可得出，在21 項評價指標中有9 項指標的CCC 值大于0.05，其中包含發(fā)明專利授權量、技術轉讓合同數(shù)、專利授權總量、技術轉讓收入、科研項目數(shù)、科研經(jīng)費、學術論文數(shù)、專利申請總量等。較大的CCC 值表明9 項指標與理工科高?？萍汲晒D化績效有著強關聯(lián)性，意味著包含發(fā)明專利授權量、科研項目數(shù)在內(nèi)的9 項指標是影響理工科高校科技成果轉化發(fā)展的關鍵要素。理工科高校應著重對這9 個關鍵要素進行關注和投入。

圖3 高校綜合評價柱狀圖

4 建議

本文結合上文實例分析結果和理工科高校科技成果轉化發(fā)展現(xiàn)狀，提出三條促進理工科高?？萍汲晒D化水平提高的建議。

立足地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展特色，發(fā)揮理工科高校自身優(yōu)勢。高?？萍汲晒D化供體是高校，受體是企業(yè)，載體是市場。理工科高校應更加深入結合區(qū)域發(fā)展的優(yōu)勢行業(yè)產(chǎn)業(yè)以及市場規(guī)律，結合國家和地方需求，組建重點領域的高水平研究團隊，探索以專業(yè)社會適應性為要義的“新工科”“新理科”人才培養(yǎng)模式，推進產(chǎn)教融合創(chuàng)新發(fā)展，將解決“卡脖子”關鍵問題作為學?？萍紕?chuàng)新、科研攻關和成果產(chǎn)出的出發(fā)點和落腳點；結合學校自身地緣優(yōu)勢和學科特色優(yōu)勢，整合各方資源，瞄準“大學科”“大平臺”和“大成果”等目標，集中資金、重點投入、目標考核，以有限的資源撬動更大的產(chǎn)出，促進高校科技成果轉化和產(chǎn)業(yè)化，從而反哺高校自身發(fā)展；以市場為導向，激發(fā)校企合作活力，通過以市場需求為導向的方式，將高校科學研究與企業(yè)需求及痛點聯(lián)系起來，建立校企深度合作的互利共生系統(tǒng)，同時結合市場發(fā)展現(xiàn)狀，通過科技成果轉化績效評價等方式，反推技術和成果的更新迭代，形成“成果-轉化-產(chǎn)品和市場-技術更新-成果”的閉環(huán)式可持續(xù)發(fā)展轉化生態(tài)。

促進學科交叉融合，優(yōu)勢互補，提高科技成果質量。高校是優(yōu)質科研資源的聚集地，學科多樣性強，領域劃分層次高，與此同時也存在學科領域隔閡、科研能力參差不齊以及信息孤島等問題。理工科高校應加強學科交叉宣傳與交流，提高科研人員自主意識與積極性，把基礎研究、應用基礎研究與產(chǎn)業(yè)有機關聯(lián)起來，從而提升科技成果產(chǎn)出的廣度；同時，可積極構建戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)研究院、官產(chǎn)學研用一體化工程研究中心、交叉學科重點實驗室等新型研發(fā)機構或科技成果轉移轉化機構，將科學研究、成果產(chǎn)出和落地轉化等工作有效落實到成果質量、轉化質量和績效評價的目標上來；此外，應鼓勵將科研與國家所需、人民所求相匹配，把論文寫在祖國大地上，特別是在諸如新冠肺炎疫情等突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應急管理處置方面，要注重“醫(yī)工融合”，理論推導與時間求證并行，成果研發(fā)與成果質量并重，為“科技抗疫”更好地貢獻理工科高校的力量。

重視科技成果轉化工作，加速科技成果轉化進程。高校一般普遍重視理論基礎研究，往往忽視科技成果轉化工作。理工科高校應積極探索管理機制創(chuàng)新，開展科技成果轉化政策“先試先行”試點工作，對成果評估評價、轉化項目審核審批、國有資產(chǎn)增值保值和處置等事項進行“放管服”實施細則探索，建立健全科技成果信息溝通機制和成果轉化激勵機制，結合學校實際，建立合理的薪酬分配制度，加大職務科技成果所有權改革力度，將科技成果轉化收益向職務科技成果完成人傾斜，提高科研人員的科技成果轉化積極性；同時，應建立一支具備科技成果轉化知識能力的專業(yè)人才隊伍，定期安排科技成果轉化知識培訓與宣傳，大力支持和培養(yǎng)技術轉移管理人、技術經(jīng)紀人、技術經(jīng)理人等專業(yè)人才，在科技成果轉化過程中的咨詢、分析、評估、引資、產(chǎn)出、管理等方面發(fā)揮積極作用；此外，應建立并完善科技成果轉化風險評價體系和校企信用網(wǎng)絡，把握市場風向，提高對科技成果轉化的容錯性和風險預警能力。

5 結論

本文基于總體相關系數(shù)法計算各指標的權重系數(shù)，然后通過綜合指數(shù)法，構建了高水平理工科高?？萍汲晒D化績效評價指標體系。在此基礎上，整理統(tǒng)計了2017 年國內(nèi)部分高水平理工科高校的相關數(shù)據(jù)進行真實數(shù)值計算，結果表明，發(fā)明專利授權量、技術轉讓合同數(shù)、專利授權總量、技術轉讓收入、科研項目數(shù)等指標的差異較大，是造成科技成果轉化能力差距的重要因素。最后，本文根據(jù)評價結果提出了三點促進高水平理工科高校科技成果轉化發(fā)展的策略與建議。