山東省政府引導企業科技投入的動態模擬研究

李新運任 棟李 永

（1山東經濟學院，2山東師范大學，山東 濟南 250014）

山東省政府引導企業科技投入的動態模擬研究

李新運1任 棟1李 永2

（1山東經濟學院，2山東師范大學，山東 濟南 250014）

人類社會的發展歷程表明，技術進步是國家經濟增長的主要源泉。隨著市場競爭的日益全球化，研究與發展對于促進一國的經濟增長，提高國家核心競爭力，培養企業技術創新能力的作用愈加明顯。本文將系統動力學方法引入到政府引導企業科技投入的分析中，在分析了政府與企業科技投入的各個因素后，構建了政府-企業-社會科技投入系統的系統動力學模型，以現有數據為基礎，對未來山東省的經濟與科技投入進行了仿真模擬。

R&D 系統動力學 動態模擬

1.引言

科學技術是第一生產力。當今世界，科學技術日益成為經濟和社會發展的決定性因素，科技知識已成為人類社會生產和生活中最重要的戰略資源，在國家經濟、政治、安全等諸多領域扮演了越來越重要的角色。我國自改革開放以來，政府、企業及其它方面對R&D投入的力度不斷加大，R&D投入一直呈現增長態勢。但是，資金投入總量與發達國家相比仍有較大差距；科技投入體系也不盡完善。在全社會科技投入中，政府科技投入是主導，企業科技投入是主體。如何發揮政府科技投入的主導作用，引導企業進一步加大科技投入，真正變成科技投入的主體，是加快提高自主創新能力、建設創新型國家的迫切需要，是當前經濟、科技領域面臨的一個焦點問題。

政府如何引導企業進行R&D活動近年來一直是經濟管理領域的研究熱點。當前政府R&D投入對企業R&D投入的作用主要集中在以下幾個方面：政府R&D投入對企業R&D投入的誘導時滯、政府R&D投入對企業R&D投入的作用機制、政府R&D投入與企業R&D投入的博弈分析等。但是利用系統動力學對政府引導科技投入進行動態模擬的研究較少。張玉明等運用系統動力學的理論和方法，構建了含有79個反饋回路的中小型科技企業成長機制模型[1]。賀德方等利用系統動力學建立了國家科技基礎條件平臺的仿真模型，并通過所建模型的動態模擬，討論分析了國家科技基礎條件平臺的系統結構及運作機制[2]。賀爭平等運用系統動力學建立了經濟—教育—科技系統動力學模型，反映了廣西自身的發展特點以及各子系統之間的動態制約關系[3]。本文從科技投入的主體角度出發，考慮建立政府-企業-社會的系統模擬模型。

2.政府引導企業科技投入系統分析

政府—企業—社會科技投入系統是一個具有多個相互作用的反饋回路耦合而成的復雜的系統，系統內部各因素之間存在著互為因果的關系。它主要研究科技投入體系的結構及其內在作用模式，期望根據仿真模擬獲取相關數據，并根據預期指標對模型做進一步的修正，從而為制定措施或政策提供理論支持。對于一些較為復雜的模型，往往可以將整個系統劃分為幾個子系統。按照資金來源的不同，可以將這個系統劃分為三個子系統：政府科技投入系統、企業科技投入系統以及社會科技投入系統。其中，政府科技投入系統在整個系統中居于主導地位，企業科技投入系統是整個系統的主體，而社會科技投入是對兩者的補充。（圖1）

圖1 科技投入系統構成

政府科技投入的形式多種多樣，這里主要是指政府以財政撥款的形式直接資助企業或者資助政府科研部門進行創新研發。因此，政府科技投入從根本上取決于政府財政收入，而后者由國家或地區的經濟發展水平決定。企業科技投入近些年來已超越政府科技投入成為研發投入的主體，這是市場經濟發展的必然結果。企業與政府投入的領域有所不同，企業主要面向風險小、開發周期和回報周期短、應用范圍窄的科技創新項目，因此可以說兩者互補性要大于替代性。企業科技投入主要來源于企業銷售收入所獲取的利潤，是企業科技活動經費的一部分。社會科技投入主要指的是風險投資等來源于非企業非政府的研發投入，雖然它在量上要遠遠小于前兩者，但是它反映了社會對創新研發的認識與關注，也是整個科技投入活動中不可或缺的一環。三者之間既是相互獨立的，又是相互聯系的。政府與企業的研發活動在很多領域存在聯系，政府可以選擇性的資助某些企業的研發，而企業也可以將資金注入政府科研部門，與政府科研機構和高校開展科研合作。企業作為研發活動的最終執行者，它采用的高新技術越多，利潤就會大幅上升，從而增加了整個社會的財富，政府的財政收入與企業科技活動經費也會隨之增加，形成了一個不斷循環的反饋回路。

3.政府引導企業科技投入系統構建

模型的構建，是系統動力學研究、解決問題的關鍵性的一個步驟。系統動力學模型的建造，一般包括分析系統結構及建立變量關系模型兩個環節。

3.1 分析系統結構

圖2 政府—企業—社會科技投入系統的流程圖

表1 系統中各個變量所代表的含義

在政府-企業-社會科技投入系統中，可以將GDP視為一個狀態變量，以某年GDP為初始值，隨著時間的增長而不斷累積。同理，政府科技投入、企業科技投入、社會科技投入這三個變量也應視為狀態變量。與GDP相關的速率變量主要有GDP每年的增加量，GDP的增長率可以看作是一個輔助變量。經濟發展水平決定了科技投入力度，GDP通過政府財政收入來影響政府的科技投入。這里可將政府財政收入、政府科技投入占財政支出的比重、政府科技投入增長率視為與政府科技投入相關的輔助變量。另外，政府科技投入產生的技術成果也視為是輔助變量，主要有政府專利數、政府課題數。企業科技投入主要取決于企業的總產值，后者可以用GDP與二三產業比重相乘獲得。企業科技成果與政府科技投入大致相同，主要有企業專利數、企業課題數。企業是研發活動的最終執行者，直接參與到市場經濟活動中，因此還應增加新產品銷售收入來衡量企業所采用的高新技術產生的價值。對于社會科技投入來說，由于限于相關數據問題，本文只根據以往數據，研究了它隨時間的變化情況。另外，企業與社會科技投入會通過某種形式對政府財政收入產生反饋，從而影響政府科技投入。

根據以上分析，本文采用了系統動力學軟件Stella來構建政府-企業-社會科技投入系統的流程圖，如圖2所示。

該系統涉及到的主要狀態變量有GDP、政府科技投入（zfrdtr）、企業科技投入（qyrdtr）、社會科技投入（shrdtr），速率變量有GDP年增加量（GDPzjl）、政府科技投入年增加量（zfrdtrzjl）、企業科技投入年增加量（qyrdtrzjl）、社會科技投入年增加量（shrdtrzjl）。剩余的變量均為輔助變量。

3.2 建立變量關系方程

在分析了政府—企業—社會科技投入系統的結構及建立流程圖后，需要建立各個變量之間的關系方程，把系統模型結構“翻譯”成數學語言，從而進行系統仿真模擬。在系統動力學模型中，主要的參數類型有初始值、常數、轉換系數、調節時間與參考數值等，一般根據搜集整理的數據確這些參數的值，完善模型。本系統所建立的主要方程式如下：

1）政府科技投入子系統

L GDP.K=GDP.J+DT*GDPzjl

R GDPzjl.KL=GDPzzl*GDP.K

A zfczsr.K=GDP.K*zfczsrbz

R zfrdtrzjl.KL= zfczsr.K*zfrdtrbz*zfrdtrzzl

L zfrd tr.K=zfrdtr.J+DT*zfrd trzjl

2）企業科技投入子系統

A qyk jhd jf.K=qyk jhd jfbz*GDP.K

R qyk jtrzjl.KL=qyk jhd jf.K*qyrdtrbz*qyrdtrzzl

L qy rd tr.K=qy rd tr.J+DT* qy rd trzjl

3）社會科技投入子系統

A shrd trzjl.KL=shrd tr.K*shrd trzzl

L shrd tr.K=shrdtr.J+DT*shrd trzjl

4.模型調試及系統仿真模擬

4.1 模型模擬調試

模型模擬調試就是通過模型的試運行，改進模型中不合理的反饋結構與參數取值。一般來說，模型的結構是決定模型行為的主要因素。在調試的過程中，若不改變模型的結構，當參數取值在合理范圍內變化時，發現系統的行為模式基本上不變，變化的只是輸入結果的數值，就可以認為模型具有較好的穩定性，可以用它來對政府—企業—社會科技投入系統進行仿真研究。在綜合分析山東省1996—2006十一年科技投入資料的基礎上，本著合理選擇參數的原則進行仿真模擬，通過反復調試與合理修改，輸出的結果與歷史數據基本吻合，變化規律一致，表明本模型與真實系統具有較好的對應性，能夠滿足仿真研究的目的，是可靠而有效的。

4.2 系統仿真實驗

假設2006—2020年間山東省經濟發展的速度由11%勻速降低為9%，期間政府財政收入占GDP的比重、政府R&D投入占財政收入的比重、政府R&D投入年增長率、企業R&D投入年增長率、社會R&D投入年增長率等一系列相關因素均維持現有狀態。根據山東省近十年的科技統計數據，并咨詢相關部門的工作人員和專家，在建立模型的方程及確立主要參數過程中，以1996—2006年科技投入數據為基礎，利用趨勢外推法，進行仿真研究。預測的主要內容包括：GDP、政府R&D投入、企業R&D投入及其社會R&D投入。另外，出于數據對比明顯及進一步驗證模型準確性的目的，這里將2006年的數據也加入預測行列，做2006—2020年山東科技投入情況的模擬，得到圖表如下。

圖3 山東省2006-2020科技投入發展曲線預測

從表2中可以看到，在現有增長模式下，到2020年山東省地區生產總值約為83745.57億元。按現在的人口自然增長速度，2020年山東人總人口約為9994.46萬人，人均地區生產總值為8.3792萬元，約合1.0743萬美元，已達到中等發達國家水平。從科技投入的角度來看，2020年政府R&D投入、企業R&D投入與社會R&D投入分別達到1363103.96、17906539.14與167440.09萬元，R&D/GDP的比重為2.32%，與發達國家差距不大。但是，政府R&D投入僅占R&D投入的7.01%，遠遠低于發達國家1/3的比例，造成科技投入資金來源的不合理，將會損害R&D投入的健康發展。

表2 山東省2006-2020科技投入預測 單位（萬元）

較低的政府R&D投入比重，將會導致其不能最大限度的發揮在科技投入領域中的主導地位，無法很好的引導企業從事R&D活動。使得企業要么科技研發積極性降低，減少R&D投入；要么由于缺乏監管，盲目投資，浪費大量的人力、財力、物力進行重復性研究。另外一些本應當由政府投資研發的眾多基礎性項目無法獲得資金保障，不能順利進行。這必然會限制了整個社會的科技進步。以授權專利數為例，政府R&D投入與同期的專利數具有較大的正相關性，約為0.938。當政府R&D投入比重徘徊不前時，授權專利數也會以較慢的速度增長，在2020年約為52147件，每百萬人擁有專利數約為522件。遠遠低于2007年《經濟學人智庫》公布的日本每百萬人口中擁有的1200項專利數。當人均專利數處于較低水平時，表明地區創新能力缺乏后勁，不利于提高自主創新。

盡管現在政府不斷增加科技研發經費，但是在無論在總量上還是在增速上均低于企業的研發投入。為了盡快改變政府在科技投入領域中的不利地位，必須在保持現有持續增長的基礎上，通過各種途徑，努力提高政府研發投入占R&D投入的比重。具體到山東省而言，由于其在國防科研等方面的投入較少，當這一比重達到20%左右時，可視為科技投入較為合理。

為了實現這一目標，可假設企業的R&D投入按照目前的增長模式進行，其他變量保持不變。并根據系統動力學的原理，從實際出發，人為的調整其中與政府科技投入有關的幾個變量的數值，看2020年能否實現預期效果。基于這一思想，可適當增加政府研發投入占財政收入的比重與其年增長率。經過反復調試，當政府科技研發占財政收入的比重在目前的基礎上提高一倍、政府研發投入的年增長率略高于企業研發投入的年增長率時，即前者達到2.5%、后者為30%時，此時到2020年山東省政府研發投入占GDP的比重約為18%（表3）。此時R&D/GDP的比重達到2.6%，符合山東省中長期發展規劃的2.5%的目標要求。同時，政府R&D/企業R&D為24.0%，縮短了與發達國家的差距。

表3 調整后2006-2020科技投入預測 單位（萬元）

5.結束語

通過構建科技投入的系統動力學模型進行仿真模擬，可知若按照現在的固有增長模式，到2020年山東省政府R&D投入僅占R&D投入7.01%，遠低于目前發達國家水平，不利于發揮政府在科技研發中的引導作用。為了改善這種局面，必須大力加強政府科技投入的力度。可從增加政府財政支出中用于研發投入的比例，并通過各種渠道力求促進政府R&D投入的年增長率，保證其不低于同期企業R&D投入的增長率，這樣到2020年可以將政府R&D投入的比重提高到18%左右。

基于系統動力學的政府——企業——社會科技投入系統的構建較為簡單，諸多因素并未在系統中體現出來，尚需進一步完善，來獲取更加接近實際的仿真模擬。

[1]張玉明,段升森.基于系統動力學的中小型科技企業成長機制研究[J].東北大學學報(社會科學版), 2009.5(3): 221~225

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[3]賀爭平,周洪濤,曾偉.廣西經濟-教育-科技系統協調發展機制研究——基于系統動力學的視角[J].廣西民族大學學報(哲學社會科學版),2009.5(3):121-124

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[8]王其藩.高級系統動力學[M].清華大學出版社，1995

The Research of Dynam ic Simulation in Shandong Provincial Government Leading R&D of Enterprises

LI Yin-yun REN Dong LI Yong

The developm ent o f hum an society show s that techno logy p rogress is the country's m ain sou rce o f econom ic g row th. W ith the inc reasing g lobalization o f m arket com petition, research and developm ent p lays a m ore and m ore significant ro le in the p rom otion o f a country's econom ic grow th, the advance of the national core com petitiveness and enterprise's technological innovation ability. In this paper, system dynam ics is in troduced to the analysis o f the governm ent's investm en t in science and techno logy to the enterp rise's investm en t. A fter analyzing every aspec t o f the governm ent's and the enterp rise's investm ent, w e build system dynam ics m odel o f governm ent-enterp rise-society input system in science and technology and sim u late the future Shandong provincial econom ics and science input.

R&D；System Dynam ics；Dynam ic Simulation

book=22,ebook=97

C94 文獻標示碼：

山東省科技發展計劃（軟科學）項目（2008RKA259）和教育部人文社會科學研究項目（09YJA630087）。

李新運（1960—），男，漢族，山東菏澤人，博士。山東經濟學院管理學院教授。研究方向為管理科學方法與地理信息系統應用。