基于聚類分析的北京市科技資源配置與優化研究

仵鳳清，盛 肖，何 健

（燕山大學經濟管理學院，河北 秦皇島 066004）

基于聚類分析的北京市科技資源配置與優化研究

仵鳳清，盛 肖，何 健

（燕山大學經濟管理學院，河北 秦皇島 066004）

本文運用聚類分析方法對北京市19個國民經濟行業領域的科技工作投入與產出進行聚類研究，研究結果顯示各個行業領域科技資源配置工作中存在著不同程度的資源“過剩”或“不足”。為此本文設計出3×3投入產出矩陣,結合分布在矩陣各個區間內行業領域的數量與性質,剖析北京市科技資源配置不均衡的表現與原因,進而提出科技資源配置優化的建議。

科技管理；科技資源配置；聚類分析；投入產出矩陣；北京市

1 引言

不少專家學者分別從多個視角對科技資源配置進行研究，如張曉瑞（2009）采用DEA方法對全國不同省市自治區科技資源配置效率進行綜合評價，秦浩源、王寶成等學者也分別運用不同評價方法對國家科技資源在各省間的配置現狀及利用效率進行分析，然而，上述研究都是行政區域間的科技資源配置宏觀比較，未能具體研究區域內各個國民經濟行業領域的科技資源配置問題。只有一些政府報告式文獻涉及科技資源在各行業間分配，如天津市科技統計與發展研究中心吳達對天津市“十五”期間部分行業領域科技投入產出進行統計分析。不過此類研究關注更多的是表層數據，忽視了不同行業間科技工作的性質差異。事實上，充分了解與把握各行業領域科技工作的現狀與特點，才是合理有效配置科技資源的關鍵所在。因此，本文依據北京科技年鑒數據對北京市19個國民經濟行業領域2007年的科技投入產出進行聚類分析，并構建投入產出矩陣，根據各行業領域在矩陣區間的分布情況，深入分析北京科技資源配置現狀，提出配置優化的方向與方法。

2 聚類分析步驟

2.1 建立評價指標體系

本文從科技資源投入與產出角度進行資源配置研究，因此參考北京科技年鑒數據統計的內容，建立了有2項一級指標、4項二級指標、13項三級指標的指標體系，具體見表1。

2.2 數據標準化

本文采用Z-SCORE對原始數據進行標準化處理。第i個樣本的第j個指標變量標準化之后為：

2.3 聚類方法

本文采用能較好地利用所有樣本之間信息的類平均法進行聚類，將類與類之間的距離定義為所有樣本對之間的平均距離，即定義GA和GB之間的距離為：

其中nA和nB分別為類 GA和GB得樣品個數，dij為類GA中樣品i與GB中樣品j的歐氏距離。聚類計算通過R統計軟件實現，將聚類結果分為高、中、低 3 類［1］。

3 北京市科技投入與產出聚類

采用上述方法，本文選取2007年北京市在19個國民經濟行業領域的科技投入與產出數據進行聚類分析。所有數據來源于北京科技年鑒2008年度。通過R軟件計算得出的投入聚類樹形圖見圖1，產出聚類樹形圖見圖2。

圖中聚類距離是經正規化之后的距離，即合并的兩類之間的距離除以變量之間的平均距離。根據本文研究目的采用給定閾值T法將投入與產出分別劃為高、中、低三類，具體聚類結果如下。

高投入：科學研究技術服務和地質勘查、制造業、信息傳輸計算機服務和軟件；

中投入：教育、農林牧漁、采礦、建筑、衛生社會保障和社會福利；

低投入：電力燃氣及水生產供應、交通運輸倉儲和郵政、批發零售住宿餐飲、金融、房地產、租賃及商務服務、水利環境和公共設施管理、居民服務和其他服務、文化體育和娛樂、公共管理和社會組織、國際組織；

高產出：制造業、科學研究技術服務和地質勘查、教育；

中產出：信息傳輸計算機服務和軟件、采礦、建筑、電力燃氣及水生產和供應、衛生社會保障和社會福利；

低產出：農林牧漁、交通運輸倉儲和郵政、批發零售住宿餐飲、金融、房地產、租賃和商務服務、水利環境和公共設施管理、居民服務和其他服務、文化體育和娛樂、公共管理和社會組織、國際組織。

4 北京市科技資源配置及優化

4.1 投入產出矩陣與總體情況分析

本文構建3×3投入產出矩陣作為分析工具，對北京市科技資源配置現狀進行綜合分析，并提出具體的優化方案。如圖3所示，橫坐標為科技投入，縱坐標為科技產出，整個矩陣根據科技投入產出水平劃分為9個區間，區間內用括號標注的數字表示處于該區間的行業個數。區間1、5、9位于矩陣的主對角線上，代表了投入產出率的平均水平，分別表現為低投入低產出、中投入中產出、高投高產出。這條主對角線將矩陣劃分為兩部分，區間4、7、8位于主對角線的左上側，是投入產出率高于平均水平的一部分。其中分布于區間7的行業領域科技投入產出水平表現為低投入高產出，資源利用率最高，是資源配置最為理想的結果。區間4與8則分別是低投入中產出、中投入高產出，科技資源利用率也較為理想，等量科技投入水平下科研成果較其他行業領域要多。位于矩陣主對角線右下方的是區間2（中投入低產出）、3（高投入低產出）、6（高投入中產出），分布在這三個區間的行業領域科技投入產出率低于平均水平，是科技資源配置的重點優化領域，尤其是分布在區間3的行業領域。

從圖3可見，19個行業領域中有15個分布在主對角線區間內，其余4個行業均勻地分布在主對角線兩側，沒有出現極端不合理現象。所以總體上看，北京市科技投入與產出比基本均衡。但是，根據表2與圖3具體數據來看，問題非常嚴重。首先，科技資源投入嚴重不足，多達10個行業領域處于低投入低產出區間。其次，科技資源投入嚴重失衡，區間9內2個高投入高產出行業領域獲得的資金投入是區間1內10個行業領域的73倍多。第三，個別行業領域資源利用效果差，有2個行業（近1/10）分別處于高投入中產出、中投入低產出區間。第四，僅有少數行業領域能有效利用資源，有2個行業領域分別處于低投入中產出、中投入高產出區間。

4.2 各行業領域資源配置情況及優化

（1）區間9行業領域資源配置及優化。

區間9屬于高投入高產出區間，有兩個行業分布在區間9內，分別是制造業與科學研究技術服務和地質勘查領域。其中制造業領域多是應用型研究，科技成果有助于企業提高生產率，降低生產成本，帶來的直接經濟效益明顯，實用性較強，容易吸收社會企業資金投入。2007年，北京市在制造行業領域政府投入科技資金282774萬元，而帶動社會投入得資金是2169228萬元，是政府籌集資金的7倍多，占整體社會投入資金的42%。科學研究技術服務和地質勘查領域則由于涉及地質、能源、國家安全等關鍵領域，國家和地方政府都十分重視，2007年北京市在該領域的投入為3696733萬元，占科技資金總額的77.9%，科技人員的數量也遠遠超過其它行業領域，可以說該領域的高產出很大程度上是建立在高投入的前提上的。

這兩個行業領域科技資金充足，人才資源豐富，占用了北京市的絕大部分科技投入，因此優化配置資源十分必要。首先，地方政府應注重提升科技資源的利用效率，在保證科技成果的數量及質量的前提下，將投入成本降下來。其次，應重視成果轉化和技術推廣環節的投入，盡量將基礎型研究成果轉化為應用成果，使產出效益最大化。另外，這兩個行業領域科技成果較為豐富，地方政府應對科技立項嚴格把關，避免功利化單位或個人為獲得科技資源或為了完成某些定量指標而盲目申請科研項目，重復性研究，造成科技資源的浪費［2］。

（2）區間1行業領域資源配置及優化。

區間1屬于低投入低產出區間，共有10個行業領域處于此區間：水利環境和公共設施管理業、居民服務和其他服務業、文化體育和娛樂業、交通運輸倉儲和郵政業、批發零售住宿餐飲業、金融業、房地產業、租賃和商務服務業、公共管理和社會組織、國際組織。這些行業多屬于社會公共管理和服務領域，科技工作能帶來的直接經濟效益不明顯，國家政府尤其是地方政府對這些領域關注度不夠，投入資源極少。由表2可知，政府科技資金在這10個領域投入的總和為282774萬元，只占總額的7.1%。低的關注度與投入限制了科技產出水平，同時也是造成這些行業領域發展進程中一系列問題的主要原因，如水利環境問題、文化體育問題、交通運輸問題、公共設施問題等。

分布在區間1內的行業領域，關乎民生民意，關系到國家及地方的長遠利益，是影響社會和諧、全面發展的主要因素。因此，在科學發展觀指導下，政府應重視這些行業領域的科技研究與發展，尤其要重視水利、環境、文化、體育、交通運輸等領域。政府應大力加強這些領域的科技資源配置，同時實施各種優惠政策，吸引更多的社會及企業資金投入，鼓勵公益性、非營利性研究，獎勵高質量高水平的科技成果及其推廣應用，以提升社會公共服務和管理水平。

（3）區間4和8行業領域資源配置及優化。

區間4與8屬于低投入中產出和中投入高產出區間。處在區間4的行業領域為電力燃氣及水的生產和供應行業，處在區間8的行業領域為教育業。電力燃氣及水的生產和供應行業的科技投入產出率較高，主要原因是北京城市的特殊需要。北京是我國政治、經濟、文化的中心，人口最為密集，對電力燃氣及水的生產和供應要求較高，因此科技發展動力性強，容易吸引社會及企業研究資源的投入，社會效益最為明顯。北京市2007年在該行業的科技活動經費籌集額為198473萬元，其中社會籌集資金為194839萬元，占總籌集資金的98.1%，只有不到2%的資金為政府資金。處在區間8內的教育業行業2007科技資金投入不及科學研究技術服務和地質勘查領域的1/6，而擁有的專利、科技論文、著作等科技成果卻都超過科學研究技術服務和地質勘查領域。其主要原因是當今高校的功能正由教育向教育、科研、社會服務轉變，高校不僅是人才培養的中心，亦是知識生產的中心。而北京市著名高校林立，集聚了大量高水平科技人才，進而投資風險小，研發成本低，容易吸引社會資金投入［3］。

電力燃氣及水的生產和供應行業直接影響社會生活、生產的安全穩定，而且技術更新快，帶動增長壓力大，因此政府應繼續加強對該行業的科技資源投入，持續提升科技產出水平和質量。教育是一個國家科技人才的搖籃，政府首先應進一步加大該行業投入力度，尤其是加強基礎研究的科技資源配置。其次應加強知識更新工作的資源配置，教育行業的知識老化會造成整個社會的落后，因此應注重對教育工作者的培訓，更新老化知識［4］。最后，應注重資源共享建設，打破高校間條塊界限，避免資源重復配置，更有效地利用高校豐富的人才資源。

（4）區間2和6行業領域資源配置及優化。

區間2和6屬于中投入低產出和高投入中產出區間。處在區間2的行業是農林牧漁業，處在區間6的是信息傳輸計算機服務和軟件行業。我國歷來重視農業和高新技術產業的發展問題，近年來地方政府和企業組織都加大了這方面的投入，但是從投入產出角度來看，效果并不明顯。主要原因是這兩個行業科技工作的性質影響了科技投入和產出。農林牧漁領域科技項目研發過程復雜，研發周期較長，短期內科技成果不明顯，而且成本回收期長，回報率低。如兩系雜交水稻歷經9年的育種過程才得到大面積推廣。信息傳輸計算機服務和軟件行業的科技工作表現為首創性研發成本高成功率低，跟隨者卻模仿容易、復制成本極低，而且產品更新速度快，生命周期短，再加上知識產權保護制度的不完善，為該行業科研工作帶來了極大的投資風險與研發風險。

對于這兩個行業，地方政府一方面要進一步加強科技投入，尤其是加大對重點攻關領域的經費支持，促進農林牧漁業和高新技術產業的穩定發展；另一方面要加大知識產權保護工作的資源配置，完善知識產權保護制度，制定和維護市場交易規則，切實降低高科技領域研發風險，保護科研單位的研究成果［5］。

5 結語

通過本文的分析可以看出，北京市在科技資源配置工作仍存在一些不足，國內其他各省市也應從多方面努力以優化科技資源配置。首先是先進知識的學習，借鑒發達國家的科技資源配置經驗，結合我國國情，相互之間取長補短。其次是提倡創新。創新是科技進步的重要推動力量，要求地方政府在科技資源配置工作中重點支持企業自主創新，增加高校創新能力與科技園區的孵化作用力。最后，在科技資源配置工作中應注重社會與生態效益，貫徹科學發展觀，構建和諧社會，讓科技工作更好的服務于人類社會文明。

［1］王學民.應用多元分析（第三版）［M］.上海:上海財經出版社，2009.

［2］陳韞春.基于論文和專利的我國科研現狀分析［J］.科技管理研究，2010，（10）：14-15.

［3］李榮華.我國研發經費配置與優化［J］.科技管理研究，2010，（6）：42-44.

［4］劉玲利.提升科技資源配置績效的對策研究［J］.科技管理研究，2008，（612）：63-65.

［5］沈赤.現代經濟理論視角下的科技資源優化配置分析［J］.學術交流，2009，（5）:78-82.

（責任編輯 張九慶）

Optimization of Beijing Science and Technology Resources Allocation

Wu Fengqing，Sheng Xiao，He Jian
（School of Economics and Management,Yanshan University，Qinhuangdao 066004，China）

The article studies the input and output of science and technology projects of 19 branches of national economic industries in Beijing with cluster analysis.The research reveals that there exists varied degrees surplus or insufficiency of resources in various science and technology industries.The resource utilization capability is low.Thus,this article designs a 3×3 input-output matrix to analyze the fact and reason of the imbalance of Beijing science and technology resources allocation,and gives proposals in the field of science and technology resources allocation.

science and technology management； science and technology resource allocation； cluster analysis； input-output matrix；Beijing

G311

A

河北省企業科技創新自組織動力機制與生態學培育路徑研究（HB10XG L175）。

2010-11-10

仵鳳清（1964-），男，黑龍江泰來人，管理學博士研究生，副教授，現任燕山大學文法學院黨委書記；研究方向：科技管理，知識管理等。