創新價值鏈視角下制造業的創新效率
——以河北省為例

徐 蕾，宋之杰

（燕山大學經濟管理學院，河北秦皇島066004）

創新價值鏈視角下制造業的創新效率
——以河北省為例

徐 蕾，宋之杰

（燕山大學經濟管理學院，河北秦皇島066004）

創新活動是多主體參與、多階段、多投入、多產出的一個復雜過程，創新價值鏈分為技術產出、產品產出、效益產出三個環節。運用改進的三階段數據包絡分析方法測算全國31個區域（未包括香港、澳門和臺灣）及河北省29個制造行業各環節的創新效率，結果表明，河北省處于全國制造業創新效率的第二梯隊，與全國其他地區相比，在技術產出環節的創新效率較低，效益產出環節中有兩項也低于全國平均水平，在產品產出環節創新效率較高；其29個制造行業可分成創新高效率型、中效率型和低效率型三種。在當前京津冀協同發展的機遇下，河北省應支持高效率型行業完善創新網絡，促進低效率型行業資源整合，借力京津創新資源促進產業轉型升級。

創新價值鏈；創新效率；京津冀協同發展；數據包絡分析

《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006—2020年）》提出，到2020年我國要力爭邁入創新型國家行列，所以如何提升創新能力是政府、企業都需要深入思考和討論的問題。近些年，我國的創新投入持續攀升。由表1可知，1995—2015年21年間，全國研發（R&D）經費內部支出從349億元增加到了15 440億元，研發經費內部支出與國內生產總值之比也由0.57%上升到2.10%（如表1所示）。

但是，隨著全國及河北省制造業創新投入的不斷增加，產業創新出現了核心能力不強、收益與投入比例不相符的情況，“第三次產出”成果也不盡人意。在2016年中國企業500強名單中，河北省有24家企業上榜，涉及的制造業行業基本為黑色金屬冶煉行業，但是在制造業其他行業均沒有較大突破，說明河北省在傳統產業的新增長點上尚未找到出路。

一、文獻回顧

目前，國內學者對創新效率研究的焦點放在投入和產出上，并沒有深入分析產業創新實現的整個過程[1-3]。牛澤東等[4]在研究裝備制造業的創新效率時，采用一次投入產出進行效率測算，同時對影響效率的因素進行分析。研究創新效率使用的方法以數據包絡分析（DEA）法和隨機前沿分析（SFA）法居多，黃山松等[5]將制造業按照要素投入分為勞動密集、資本密集、技術密集三個類型，再基于DEA模型測算創新效率。段捷等[6]通過改進的DEA模型對我國裝備制造業技術創新效率進行評價，指出裝備制造業創新效率普遍不高的現狀，但沒有對具體影響因素進行深入分析，卻證實了改進DEA方法的測量水平更符合實際情況。代碧波等[7]對29個制造業行業技術創新效率進行了實證分析，探討了影響創新效率的實際因素。另外還有一些學者從其他角度進行了探討，王章豹等[8]采用因子定權等方法對裝備制造業技術創新效率進行定量分析。斯圖爾特（Stuart）等[9]研究發現技術聯盟可有效調動技術創新的積極性，張（Zhang Tongbin）[10]也指出政策的動態與穩定對高新技術產業的研發績效作用很大，王（Wang Yanq?iu）等[11]也根據全球價值鏈理論提出了產業升級的四種方式，為本文對政策的分析提供了一個新的思路。

綜上可見，近年來研究創新效率使用的方法以DEA和SFA居多，并且以“一階段”投入產出為主，弱化了實現創新價值的其他利益主體及重要環節的作用。本文充分考慮不同創新參與者與創新環節的作用，將創新的實現環節進行細分，即分成技術產出、產品產出、效益產出三部分，運用三階段DEA方法對各環節效率進行測評，并從行業和區域視角對河北省制造業創新情況進行全方位分析。

表1 研發經費內部支出及其在GDP中占比

二、創新價值鏈模型構建

（一）創新網絡中的利益相關者

由于市場競爭力的不斷增強，人們越來越意識到創新不再局限于企業內部，而是形成一種創新網絡，處在網絡中的任何角色都會對創新效率產生影響。創新的主體是企業，而創新的參與者包括高校、科研機構、政府部門、金融機構、供應商、經銷商等這些掌握著專利、技術、資金、信息等創新資源的利益相關者。同時，也要考慮到網絡外的環境因素，在這些因素的制約和影響下，協調好各個參與者的利益關系，實現關鍵技術和要素的整合與共享是關鍵所在。創新網絡如圖1所示。

圖1 創新網絡中的利益相關者

（二）創新價值鏈的三次投入產出分析

一階段的投入產出沒有將相關指標進行劃分，忽視了中間環節的作用，還有學者提出過一次投入兩次產出，這種分析方法把創新的實現過程進行了初步細化[12]。而本文將更進一步，把創新的投入產出分為三個環節，不同環節的創新效率值代表了每個階段的創新水平，具體如圖2所示。

圖2 創新價值鏈三次投入產出模型

三、測算創新效率的三階段DEA方法

本文選用三階段DEA模型，因為以往的研究發現，采用三階段DEA方法，在控制了環境因素及噪音的影響后，效率測算結果更符合實際情況。

（一）第一階段：傳統DEA模型

第一階段使用原始投入產出數據進行初始效率評價。本文選擇投入導向的規模報酬可變（BCC）模型。對于任一決策單元，投入導向下對偶形式的BCC模型可表示為：

其中，j=1，2，…；n表示決策單元；X、Y分別是投入、產出向量。DEA模型本質上是一個線性規劃問題。

BCC模型計算出來的效率值為綜合技術效率（TE），可以進一步分解為規模效率（SE）和純技術效率（PTE），TE=SE×PTE。

（二）第二階段：似SFA回歸剔除干擾項

在第二階段，將松弛變量[x-Xλ]分解成環境因素、管理無效率和統計噪聲這三種效應。借助SFA方法，將第一階段的松弛變量對環境變量和混合誤差項進行回歸。本文建立如下類似SFA回歸函數，選擇投入導向：

其中，Sni是第i個決策單元第n項投入的松弛值；Zi是環境變量，βn是環境變量的系數；νni+μni是混合誤差項，其中ν～N（0，σv2）和μ分別是隨機誤差項和管理無效率項，表示隨機干擾因素和管理因素對投入松弛變量的影響，假設其服從在零點截斷的正態分布，即μ～N+(0，σμ2)。

SFA回歸的目的是剔除環境因素和隨機因素對效率測度的影響，以便將所有決策單元調整于相同的外部環境中。調整公式如下：

其中，β0、β1、β2、β3分別為 SFA 估計的系數，Z1、Z2、Z3分別是三個環境變量。每個決策單元的混合誤差項為，計算公式如下：

而管理無效率項的ui分離公式如下：

（三）第三階段：調整后的DEA模型

將第二階段得到的數據替換原始投入數據，重新運用BCC模型計算效率值。第三階段測算的效率值是排除外部環境和隨機因素的影響，能夠較為客觀地體現決策單元的綜合技術效率。

圖3 創新價值鏈各環節的指標選取

四、相關指標選取

（一）投入產出的指標選取

本文選取的投入和產出指標分別是2014和2015年河北省及全國（未包括香港、澳門和臺灣）相關數據，具體如圖3所示。

（二）外部環境的指標選取

外部環境指標選取原則是影響制造業各行業、各區域的創新效率但不屬于主觀可控范圍內的因素[13]。由于從行業和區域考慮的視角不同，選取的外部環境指標稍有差別，具體如表2所示。

表2 外部環境的指標選取

（三）數據來源

本文指標數據來自2015—2016年的河北經濟年鑒、中國統計年鑒、中國科技統計年鑒，以及國家統計局、科技部和河北省統計局相關官方網站。

五、實證分析

（一）行業視角

從行業視角對河北省29個規模以上制造業行業的創新效率進行測算，決策單元為29個制造業行業，具體代碼對應情況參見表3。

利用三階段DEA方法測算的創新效率值如表4所示。

行業不同，影響創新效率的因素就不同，將河北省29個制造業行業按照各環節綜合技術效率值分成高效率型、中效率型、低效率型。根據以往的文獻研究得知，創新價值鏈各環節的效率對創新程度的影響不同，而處于價值鏈兩端的技術產出和效益產出效率高可看作是研發和商業化主導，附加值較高[14-15]。而生產環節效率較高、其他環節效率低的行業通常是通過承接外界制造業生產環節來學習，扮演著“打工者”的角色。所以，本文對行業劃分的具體情況如圖4所示。

1.高效率型行業

影響綜合技術效率的因素是純技術效率和規模效率，以各階段的純技術效率和規模效率的平均值為劃分標準，高于平均值視為純技術效率高或規模效率高。屬于高效率型的行業如表5所示。

各環節綜合技術效率均高于平均值的6個行業，即煙草制造業，金屬制品業，通用設備制造業，

汽車制造業，電子機械和器材制造業，通信設備、計算機及其他電子設備制造業處在河北省制造業的前沿，屬于榜樣行業，并且它們在三個階段的純技術效率和規模效率均高，是一種較為有效的創新模式。這些行業要保持自身優勢并始終將創新放在首位。

表3 制造業行業名稱及對應代碼

表4 河北省29個制造業行業創新效率

圖4 制造業行業分類標準

技術和效益產出效率高的2個行業，即醫藥制造業、橡膠和塑料制品業除了要強化研發和商業化主導的優勢外，積極提高產品產出環節的創新效率才是明智之舉。這兩個行業在產品產出環節的純技術效率低于平均水平，說明生產環節缺乏核心技術，這類行業應提高生產環節的技術水平，同時適當擴大創新生產規模，避免生產過剩現象。

表5 高效率型行業分類

2.中效率型行業

屬于中效率型的行業如表6所示。

技術產出效率高即研發主導型4個行業（紡織服裝、鞋、帽制造業，家具制造業，文教體育用品制造業，儀器儀表及文化、辦公用機械制造業）可以選擇兩邊突破，共同提升產品產出和效益產出效率，也可選擇揚優補劣的漸進式升級路徑，將現有優勢發揮到最大，繼而大力提高產品產出和效益產出環節的創新效率，這需要根據企業擁有資源的水平而定。根據各環節純技術效率和規模效率的高低來看，每個行業的主攻方向略有差異。例如，紡織服裝、鞋、帽制造業在產品產出階段的規模效率低于平均值，所以應選擇先擴大生產規模的漸進式升級方式，獲取成效后再加大力度投入到效益產出中去，而文教體育用品是產品產出和效益產出環節的純技術效率和規模效率均低的行業，該行業將主要的資源投放在了技術研發上，忽視了創新價值鏈其他環節，應選擇先提升效益產出效率的漸進式升級方式，因為與產品產出環節相比，效益產出帶來的附加值更高，所以在保持原有研發優勢的同時，應逐漸加強商業化環節的投入與開發，快速將科技成果轉化成價值，同時研發主導型企業應該加強與生產制造能力較強的企業合作，快速將成果產業化。

效益產出效率高即商業化主導型的3個行業（食品制造業，酒、飲料和精制茶制造業，皮革、毛皮、羽毛（絨）及其制品業）在技術產出和產品產出環節的效率均低于各自行業的平均水平。其發展方向各不相同，例如，食品制造業的技術研發投入資源并沒有轉化成科技成果，并且產品產出的純技術效率和規模效率均低于平均水平，所以首先應增加技術研發、工藝創新和流程創新等方面的投入，吸引國內外先進技術的同時進行自主研發，提高核心競爭力。

表6 中效率型行業分類情況

技術和產品產出效率均高于平均值即研發和生產主導型行業（專用設備制造業）應著重開拓銷售渠道，同時也要繼續保持技術產出和產品產出效率高的優勢。

產品和效益產出效率高即生產和商業化主導的7個行業（農副食品加工業，紡織業，化學原料及化學制品制造業，非金屬礦物制品業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，有色金屬冶煉及壓延加工業，鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造業）在技術產出效率上低于平均水平，但在創新價值鏈中的其他環節做得很好，這些行業的首要任務是增加研發投入，加強與高校和科研院所的聯系，同時學習先進的科技成果，予以消化吸收，最終形成自主創新。

表7 低效率型行業分類情況

3.低效率型行業

屬于低效率型的行業如表7所示。

表7中6個行業的創新效率處在行業底部，在創新效率均不理想的情況下，要根據企業資源情況將重點首先放在某個環節，通過與其他行業進行技術及資源共享等方式，提升一個環節的創新效率，繼而拉動其他環節進步。

（二）區域視角

從區域視角對全國31個區域（未包括香港、澳門和臺灣）規模以上制造業企業創新效率進行測算，具體代碼對應情況參見表8。

表8 區域名稱及對應代碼

利用三階段DEA方法測算的創新效率值如表9所示。

對全國31個區域（未包括香港、澳門和臺灣）進行劃分，劃分標準是各個創新階段的綜合技術效率平均值，最終將我國各區域分為四個梯度，具體情況如表10所示。

在表10中，梯度越靠后，代表區域創新效率相對越低。與全國其他地區相比，河北省在技術產出環節的創新效率較低，效益產出環節中的“綜合技術效率”和“純技術效率”也低于全國平均水平，只在產品產出環節創新效率的優勢較為明顯。可見河北省的制造業創新水平僅僅處于全國的中下等，創新升級迫在眉睫。

河北在技術產出環節屬于“純技術效率低—規模效率高”，純技術效率和規模效率的平均值是0.864和0.677，而河北省純技術效率和規模效率值為0.629和0.87，從數值上可以看出，其在技術產出階段的純技術效率值較平均值低很多。在產品產出階段，河北省屬于“純技術效率高—規模效率高”，該階段純技術效率和規模效率的平均值是0.833和0.87，河北省純技術效率和規模效率值為1和0.993，可以說在產品產出階段的創新效率處在全國頂尖位置。在效益產出階段，河北省屬于“純技術效率低—規模效率高”，純技術效率和規模效率平均值是0.876和0.831，河北省純技術效率和規模效率值是0.743和0.981，河北省的純技術效率依然低于全國平均水平。

六、政策建議

（一）支持高效率型行業完善創新網絡

根據前文分析結果，高效率型行業中有6個行業最為典型，其中煙草制品業由于受到國家政策限制，所以本文不予分析，其余5類都屬于裝備制造業。結合現實情況來看，裝備制造業在河北經濟中具有重要地位，該行業創新效率的提升對河北省實現創新驅動發展有重大意義，因此應該采取更有效的激勵、支持和保障性措施，著重推進裝備制造業的先進化、智能化和高端化。當前河北省裝備制造業發展中還存在一些不足，如表4所顯示的“通用設備制造業”在產品產出和效益產出方面的純技術效率都相對較低，“電器機械和器材制造業”在效益產出方面的規模效率較低等。這說明“通用設備制造業”在既定投入下的產出能力和贏利能力還有待提高，而在“電器機械和器材制造業”新產品銷售規模方面還可以繼續擴張。具體說來，一是針對具體行業有的放矢地制定支持政策，充分利用財政、稅收杠桿，從資金、創新資源和創新網絡構建等方面入手，注重技術優勢和產業發展的對接，建立“研發服務于應用”的創新生態體系，推動企業、科研機構與政府之間密切合作；二是建立綠色通道，清除技術創新成果市場化的各類障礙，縮小技術創新成果與市場之間的距離；

三是健全創新研發共享基礎設施，完善技術轉移的激勵體制機制，減少行業間的人為技術壁壘和壟斷，完善區域創新網絡。

表9 全國31個區域創新效率

表10 全國31個區域創新效率分類

（二）幫助解決中效率型行業創新中的困難

中效率型行業創新效率的突出問題是技術產出或效益產出效率低下，從而影響了創新價值鏈整體的發展。政府產業政策的著眼點應該是解決這類行業創新過程中的困難。以“鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造業”為例，該行業存在技術產出規模效率低、產品產出純技術效率低的問題。結合現實情況來看，這類行業技術創新最突出的障礙就是共性技術研發。由于共性技術研發往往周期長、投入高、風險大，多數企業無力或者不愿承擔這樣的任務，這就導致基礎研發效率不高，并且對價值鏈中的新產品開發環節造成消極影響。因此，一方面，地方政府應該選擇其中一些前向和后向關聯性較強、發展潛力較大的行業作為重點扶持對象，通過建立多方參與的協同創新聯盟，增加共性技術研發的公共投資，形成行業集成研發體系，以解決行業發展中的共性技術難題；另一方面，應該大力發展職業技術教育，企業也應該培養中高級技術人才，為新產品研發積累豐富的創新資源。

（三）促進低效率型行業的資源整合

如前文所述，該類行業各環節的創新效率均需提升。這類企業的特點普遍為規模小、技術人才缺乏和資本供給不足。可對該類行業采取兩種方式，如果就市場需求而言某低效率行業的產能已經飽和，則首先采取兼并策略，大企業兼并有競爭力的小企業，這樣可減少浪費在搭建生產線、廠房上的時間和資金，同時吸收管理團隊和技術團隊。如果市場尚未達到飽和狀態，則采取“小而精”戰略，縮小企業規模，降低不必要成本，將主要精力放在提供優質服務和產品上，靠誠信積累社會資本，繼而成為為大企業長期提供零配件或部件的合作者。

（四）鼓勵引入或共享京津創新資源

通過前文對全國31個區域（未包括香港、澳門和臺灣）的綜合分析，發現河北省處在第二梯隊。處在第一梯隊的區域有北京、天津和山東等。在當前京津冀協同發展的有利形勢下，河北省必須抓住機遇，主動學習自身所欠缺的創新升級先進理念，秉承資源共享而非資源補給原則來引入與整合京津創新資源。在各類創新資源中，人才資源是最為重要的，因此河北省應該健全人才服務體系，優化發展環境，以高層次創新創業人才為重點，充分了解人才在創新、創業等方面的實際需求，在啟動資金、創業融資、廠房租賃、貸款申請、風險投資、稅費等方面予以全方位的優惠和支持；制定具體、有針對性和比較優勢的政策條款以吸引人才，包括高級崗位和豐厚薪酬、完善的科研載體和平臺、具有足夠吸引力的環境與前景，以及多種類型的柔性引進方式等；建立京津高端人才引進服務綠色通道，從人才資源搜尋、聯絡、崗位推薦，到辦理調動手續、配偶子女安排、職稱評定與生活保障等方面提供全面高效的服務。

（五）借力京津創新資源促進產業轉型升級

由于京津冀地區存在較為嚴重的產業差異化問題，很容易制約創新人才向河北流動，因此，河北省必須盡快完成產業轉型升級與結構調整任務，實現與京津產業協同發展，這樣才有利于更有效地借力京津創新資源。第一，充分借力京津創新資源，促進河北省傳統優勢產業與高新技術融合，特別是裝備制造、鋼鐵、石化等行業，應該幫助企業爭取與京津智力資源的合作機會，促進企業研發設計知識化、生產制造智能化與數字化；第二，通過承接京津產業來促進本地企業轉型升級，政府通過土地、財稅和資金等多項支持政策，以產業園區和制造業基地建設為載體，有選擇地支持科技含量高、創新能力強的京津企業進駐河北省內特色園區，形成品牌引領、技術溢出、集群發展、創新網絡完善的局面，盡快實現河北省產業轉型升級的目標。

[1]王文，牛澤東.中國裝備制造業技術創新的靜態與動態效率——基于二位碼行業數據的分析[J].經濟管理，2014（5）：24-36.

[2]梁合，雷社平.我國七大裝備制造業技術創新效率研究[J].科技與經濟，2015（2）：26-30.

[3]朱愛輝，陳富民.基于DEA模型的湖南制造業技術創新效率研究[J].科技與管理，2015，17（1）：85-90.

[4]牛澤東，張倩肖.中國裝備制造業的技術創新效率[J].數量經濟技術經濟研究，2012（11）：51-67.

[5]黃山松，譚清美.不同要素密集型制造業創新效率變動的實證分析[J].武漢理工大學學報（社會科學版），2011（2）：27-33.

[6]段婕，劉勇，王艷紅.基于DEA改進模型的裝備制造業技術創新效率實證研究[J].科技進步與對策，2012（3）：65-69.

[7]代碧波，孫東生，姚鳳閣.我國制造業技術創新效率的變動及其影響因素——基于2001—2008年29個行業的面板數據分析[J].情報雜志，2012，31（3）：185-191.

[8]王章豹，孫陳.我國裝備制造業行業技術創新效率測度研究[J].中國科技論壇，2007（8）：28-33.

[9]STUART T E.Network positions and propensities to collabo?rate：an investigation of strategic alliance formation in a high-technology industry[J].Administrative science，2012，9（3）：668-698.

[10]ZHANG T B.The driving effects and conduction paths of Chinese high-tech industry on national economy[J].Journal of applied economics&business research，2015，10（3）：130-147.

[11]WANG Y Q，JIN Q Y，GONG Y F，SUN M M.The im?provement of independent innovation capability in petro?leum equipment manufacturing industry based on knowl?edge integration[J].Advanced materialsresearch，2013（14）：1080-1084.

[12]王艷，周晶晶.我國通信設備制造業創新效率的再測度——基于鏈式關聯網絡DEA[J].科技管理研究，2016（6）：141-147.

[13]齊園，張永安.基于因子分析與DEA模型的高技術產業技術效率的實證研究——以北京為例[J].科技管理研究，2014，34（4）：43-47.

[14]李廉水，程中華，劉軍.中國制造業“新型化”及其評價研究[J].中國工業經濟，2015（2）：63-75.

[15]L?vbrand O U E.Rendering global change problematic：the constitutive effects of earth system research in the IG?BP and the IHDP[J].Environmental politics，2013，4（2）：61-65.

責任編輯：林英澤

The Research on Innovation Efficiency of Manufacturing Industries from the Perspective of Innovation Value Chain——A Case Study on Hebei Province

XU Lei and SONG Zhi-jie
（Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei066004，China）

The innovative activity is a complicated process with multiple main players，stages，inputs and outputs；and the innovative value chain can be divided as such three links as technological output，product output，and profit output.With the help of improved three-stage DEA method，the authors measure the innovative efficiency of 31 regions in China(Hong Kong，Macau，and Taiwan are not included)and 29 manufacturing industries in Hebei.It is found that：Hebei is the third echelon in terms of innovative efficiency，the innovative efficiency of technological output is comparatively low，two indexes of profit output is lower than the national average，and the innovative efficiency of product output is comparatively high；and the 29 manufacturing industries in Hebei can be divided into innovative high efficiency，media efficiency and low efficiency.Facing the opportunity of coordinated development in Beijing-Tianjin-Hebei region，Hebei province should give more support to high efficiency industries to improve innovative network，promote the resources integration of industries with low efficiency，and promote the industrial transformation and upgrade with the help of innovative resources of Beijing and Tianjin.

innovation value chain；innovation efficiency；the coordinated development of Beijing-Tianjin-Hebei；DEA

F427

A

1007-8266（2017）09-0071-11

10.14089/j.cnki.cn11-3664/f.2017.09.009

徐蕾，宋之杰.創新價值鏈視角下制造業的創新效率[J].中國流通經濟，2017（9）：71-81.

2017-08-01

河北省科技計劃項目“河北省先進裝備制造業發展現狀問題及對策研究”（164576272D）；河北省高等學校人文社會科學研究項目“河北省裝備制造業人才供求問題與培養質量提升研究”（GH171108）

徐蕾（1980—），女，遼寧省沈陽市人，燕山大學經濟管理學院副教授，主要研究方向為區域經濟、技術創新；宋之杰（1954—），男，黑龍江省青岡縣人，燕山大學經濟管理學院教授，博士生導師，主要研究方向為區域經濟、技術創新。