區域技術創新能力的指標篩選及評價研究

摘要:以區域技術創新的內涵及構成要素為基礎，構造覆蓋面較廣的指標體系，通過相關性分析，保留各子系統內比較相關的指標，構建區域技術創新能力綜合評價指標體系。運用主成分分析法計算各子系統的評價指數，同時利用熵值法確定各子系統的權重，從而得出區域技術創新的綜合指數。對泰安市2004—2008年的區域技術創新能力情況進行實證分析，結果顯示，泰安市區域技術創新能力呈現出不斷增長的趨勢。

關鍵詞:主成分分析法;熵值法;區域科技創新;創新能力

中圖分類號:F22文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)30-0136-04

引言

隨著經濟全球化的加快，區域經濟日益直接參與全球競爭，區域技術創新能力逐漸成為區域經濟增長和獲取國際競爭優勢的決定性因素。在此背景下，建立一套科學的指標體系全面評估某地區的技術創新能力，對于了解該地區的區域技術創新體系的發展狀況，具有十分重要的意義。

目前對于區域技術創新能力的評價方法以主成分分析[1]最為常見，事實上，并非任意的指標都適合作主成分分析，當各指標相關矩陣中大部分相關系數都小于0.3的話，則不適合作主成分分析[2]，所以可以此為標準篩選初始指標，構建最終區域技術創新評價指標體系;而且如果構建的評價指標體系中只含有一個系統時，可以選取其中的幾個主成分，以其方差貢獻率來確定各主成分的權重，從而得出整個系統的評價，而當出現多個子系統時，每個子系統的權重確定則成為問題的焦點。所以，從區域技術創新能力的內涵和構成要素出發，借鑒前期的研究成果[3～5]，構建初始評價指標體系，對每個子系統內，保留比較相關的指標，從而構建區域技術創新評價指標體系;然后建立主成分—熵值法的評價模型，得出各年度的區域技術創新能力評價指數。最后對泰安市2004—2008年的區域技術創新能力進行了實證研究。

一、區域技術創新能力評價指標體系的構建

(一)區域技術創新能力評價初始指標體系的構建

本文從區域技術創新能力的內涵和構成要素出發，根據系統性、可操作性、有效性、可比性、動態連續性等基本原則，從技術創新投入能力、產出能力、擴散能力、支撐能力四個系統出發構造了一個初始的覆蓋面較廣的評價體系[4]。初始的指標體系共包括41個評價指標。

1.技術創新投入能力指標主要包括人力、財力以及創新載體投入等，人力投入選取了從事科技活動人員總數、從事科技活動中科學家和工程師比重、從事RD活動人員占總體科技人員比例、規模以上工業企業中全時人員比重等4個指標;財力投入包含科學技術支出占地方財政的比重、RD支出占全部科技項目經費比重、規模以上工業企業科學活動經費支出占GDP比重、規模以上工業企業技術改造經費支出、規模以上工業企業技術引進經費支出、規模以上工業企業新產品開發經費支出等6個指標;創新載體選取科研活動機構數、科技園區數量、科技中介機構數、高新技術企業數量、規模以上工業企業全部科技項目數、國家火炬計劃重點高技術企業數量等6個指標。

2.技術創新產出能力主要反映了區域的技術創新最終表現為對當地經濟增長的貢獻和創新活動所取得的主要研究成果的能力，從新產品產出、科技成果產出和經濟增長三個方面選取了11個評價指標反映區域技術產出能力。反映新產品產出的指標為規模以上工業企業新產品銷售收入、規模以上工業企業新產品產值以及高新技術產業產值占全部工業總產值的比重;科技成果產出包含授權發明專利數以及獲省級以上獎勵科技成果數目;經濟增長選取的指標為:工業企業增加值、工業企業全員勞動生產率、第三產業比重、人均GDP、萬元GDP能耗以及萬元GDP取水量。

3.技術創新擴散能力主要是指新技術、新工藝在各創新主體內流動的能力，是反映區域將科技轉化為創新能力的重要標志，從科技合作和技術引進消化吸收技術兩個方面選取了7個指標來反映區域技術創新擴散能力?？萍己献鬟x取的指標為實際利用外資額、來自企業的研究開發資金以及對研究院所及高校的科研活動經費支出;技術引進消化吸收技術包含引進國外技術經費支出、購買國內技術經費支出、引進技術消化吸收經費支出以及合同引進項目總投資等4項指標。

4.技術創新支撐能力也就是區域的科技創新環境，它對區域技術創新有著基礎保障和支撐作用，間接地影響到區域的創新要素的積聚和投入產出能力，從金融環境和教育環境兩個方面選取了7個指標來反映區域技術創新支撐能力。金融環境選取的指標為政府部門對規模以上企業的科技活動資金支持、金融機構貸款以及技術改造貸款;教育環境包含的指標為高等學校專任教師數量、教育經費、人均教育經費以及在校大中專學生人數。

(二)區域技術創新能力評價指標的篩選

1.專家篩選。在初始評價指標體系構建后，以調查問卷的方式，由科技局、統計局以及高新開發區的專家對指標進行了篩選[3]。經過篩選，共剔除了規模以上工業企業技術改造經費支出、規模以上工業企業技術引進經費支出、科技園區數量、科技中介機構數、高新技術企業數量、萬元GDP取水量及教育經費等7個指標。

2.指標的相關性分析。經過專家篩選后，保留的指標數量還是偏多，而且由于要選取主成分分析法進行評價，因此，有必要對專家篩選后的指標進行相關性分析，如果某指標與本系統中一半以上的指標相關系數均低于0.3的話，則去掉該項指標。經過相關性分析后，從事科技活動中科學家和工程師比重、從事RD活動人員占總體科技人員比例、規模以上工業企業中全時人員比重、RD支出占全部科技項目經費比重、規模以上工業企業科學活動經費支出占GDP比重、國家火炬計劃重點高技術企業數量、獲省級以上獎勵科技成果數目、第三產業比重、萬元GDP能耗、引進國外技術經費支出、引進消化吸收經費支出、在校大中專學生人數等12指標被剔除。

3.區域技術創新能力評價指標體系的構建。在經過專家篩選和相關性分析以后，由精簡后的指標構成區域技術創新的評價指標體系(見表1)。

二、區域技術創新能力的主成分—熵值法評價模型

為了使評價結果客觀可信，本文采取主成分分析—熵值法來計算區域技術創新能力指數。首先通過主成分分析法[5]計算各子系統的評價指數，然后采用熵值法[6]求出各子系統的權重，從而得出綜合評價。

若選取n年，m個指標，則xij為第i年的第j個指標的數值(i=1，2，…，n;j=1，2，…，m)，則

1.數據標準化。采用Z—score法進行標準化yij=，其中xi與σi分別為第j個指標的樣本均值和標準差，yij為標準化處理后的數據。這也是在SPSS軟件中是默認的方法。

2.對于矩陣Y={yij}m×n，計算其相關系數矩陣，并求特征值和特征向量，計算方差貢獻率。

3.確定主成分的個數，選取在全部特征值中的累積方差貢獻率≥85%的前l個主成分，將后面其他的主成分舍棄。

4.計算每個子系統的得分。將指標的標準化數值加權平均可得主成分的數值，然后l個主成分的加權可以得出每個子系統的評價指數XK(k=1，…，4)。

5.數據非負化。對數據作平移y′ ij=yij+3，并計算第j項指標權重pij=(0≤pij≤1)。

6.計算第j項指標的信息熵值ej和dj信息效用值:

ej=-kpijln(pij)，其中，k=，dj=1-ej。

7.將子系統中所有指標的信息效用值求和，得到DK，從而得出各子系統的權重wk=。

8.計算區域技術創新能力的綜合得分X=wkXk。

三、區域技術創新能力評價實證研究

泰安市區域技術創新能力評價的原始數據來自泰安市統計年鑒(2005—2009年)。

(一)基于主成分分析法的子系統評價

由于各子系統的評價過程類似，在此以技術創新投入能力指標的評價過程為例，其余類推。

應用SPSS軟件，對技術創新投入系統進行主成分分析，由結果可知，前兩個主成分的累計貢獻率達到了94.58%，所以選取前兩個主成分。同時計算其特征向量矩陣，得出兩個主成分F11、F12評價值為:

F11=0.443y11+0.443y12+0.465y13+0.392y14+0.488y15

F12=0.257y11+0.496y12+0.417y13+0.715y14+0.041y15

將方差貢獻率歸一化得到其權重，從而得出第一個系統的評價指數為X1=0.8799F11+0.1201F12。

同樣可得到其他三個子系統的評價值，將主成分分析得到的各子系統的評價得分進行匯總，得到表2。

(二)基于熵值法的綜合評價

首先，得出每個子系統的信息效用值，然后得出其權重，從而泰安市區域技術創新能力指數為:

X=0.192753X1+0.407748X2+0.183732X3+0.215768X4

經計算得到綜合評價結果(如表3、圖1所示)。

(三)評價結果分析

由表2可以得出在2004—2008年五年間，泰安市技術創新投入、產出、擴散和支撐能力均呈現出現穩中有升的變化趨勢，從而泰安市區域技術創新能力是不斷增強的(見表3、圖2)。

表32004—2008泰安市區域技術創新能力綜合指數

結論

本文對初始評價指標體系經專家篩選，并作相關性分析，保留比較相關的指標構建區域創新能力評價指標體系，然后給出了主成份—熵值法的綜合評價模型，并對泰安市2004—2008年的技術創新能力進行了實證分析，評價結果顯示，泰安市的技術創新能力在不斷地提升。

參考文獻:

[1]楊青青，潘杰義，宮曉華.運用主成分分析的城市區域創新能力研究[J].現代制造工程，2008，(9):115-119.

[2]陳國宏，肖細鳳，韓彩欣，李美娟.區域科技創新能力評價指標識別研究[J].中國科技論壇，2008，(11):67-71.

[3]南英子，實證分析中運用主成分分析法應注意的幾個問題[J].統計與決策，2009，(21):155-156.

[4]劉中文，姜小冉，張序萍.我國區域技術創新能力評價指標體系及模型構建[J].技術經濟與管理研究，2009，(1):32-35.

[5]章振東.基于主成分-熵分析的上市企業財務績效評價研究[J].求索，2009，(2):30-32.

[6]仇方道，湯茜.基于熵值法的徐州市農業可持續發展評價研究[J].徐州師范大學學報:自然科學版，2005，(2):74-78.

The Research on Index Seive and Evaluation of the Regional Technology Innovation Ability

ZHANG Xu-ping1，LIU Zhong-wen2，ZHANG Feng2

(1.Basic Department， Shandong University of Science and Technology，Taian 271019，China;

2.College of Economic and Management， Shandong University of Science and Technology， Qingdao 266510，China)

Abstract: The paper established the index system on the basis of the connotation and inscape of the regional technological innovation， and used method of correlation analysis to establish the comprehensive evaluation index system. And the method of correlation analysis will retain some indexes that has relative relationship in each subsystem. Then it used principal component analysis to calculate the index of subsystem in the regional technological innovation， and determinded the weight of each subsystem using the method of entropy， at last calculated the total index of regional technological innovation. Through empirical analyzing the technological innovation ability of Tai an between 2004 and 2008， the paper came to a conclusion that the technological innovation ability of Tai an had a constituent growing trend.

Key words: principal component analysis; entropy method; the region technology innovation ability; innovation ability

[責任編輯 陳鳳雪]