山东省政府引导企业科技投入的动态模拟研究

李新运任 栋李 永

（1山东经济学院，2山东师范大学，山东 济南 250014）

山东省政府引导企业科技投入的动态模拟研究

李新运1任 栋1李 永2

（1山东经济学院，2山东师范大学，山东 济南 250014）

人类社会的发展历程表明，技术进步是国家经济增长的主要源泉。随着市场竞争的日益全球化，研究与发展对于促进一国的经济增长，提高国家核心竞争力，培养企业技术创新能力的作用愈加明显。本文将系统动力学方法引入到政府引导企业科技投入的分析中，在分析了政府与企业科技投入的各个因素后，构建了政府-企业-社会科技投入系统的系统动力学模型，以现有数据为基础，对未来山东省的经济与科技投入进行了仿真模拟。

R&D 系统动力学 动态模拟

1.引言

科学技术是第一生产力。当今世界，科学技术日益成为经济和社会发展的决定性因素，科技知识已成为人类社会生产和生活中最重要的战略资源，在国家经济、政治、安全等诸多领域扮演了越来越重要的角色。我国自改革开放以来，政府、企业及其它方面对R&D投入的力度不断加大，R&D投入一直呈现增长态势。但是，资金投入总量与发达国家相比仍有较大差距；科技投入体系也不尽完善。在全社会科技投入中，政府科技投入是主导，企业科技投入是主体。如何发挥政府科技投入的主导作用，引导企业进一步加大科技投入，真正变成科技投入的主体，是加快提高自主创新能力、建设创新型国家的迫切需要，是当前经济、科技领域面临的一个焦点问题。

政府如何引导企业进行R&D活动近年来一直是经济管理领域的研究热点。当前政府R&D投入对企业R&D投入的作用主要集中在以下几个方面：政府R&D投入对企业R&D投入的诱导时滞、政府R&D投入对企业R&D投入的作用机制、政府R&D投入与企业R&D投入的博弈分析等。但是利用系统动力学对政府引导科技投入进行动态模拟的研究较少。张玉明等运用系统动力学的理论和方法，构建了含有79个反馈回路的中小型科技企业成长机制模型[1]。贺德方等利用系统动力学建立了国家科技基础条件平台的仿真模型，并通过所建模型的动态模拟，讨论分析了国家科技基础条件平台的系统结构及运作机制[2]。贺争平等运用系统动力学建立了经济—教育—科技系统动力学模型，反映了广西自身的发展特点以及各子系统之间的动态制约关系[3]。本文从科技投入的主体角度出发，考虑建立政府-企业-社会的系统模拟模型。

2.政府引导企业科技投入系统分析

政府—企业—社会科技投入系统是一个具有多个相互作用的反馈回路耦合而成的复杂的系统，系统内部各因素之间存在着互为因果的关系。它主要研究科技投入体系的结构及其内在作用模式，期望根据仿真模拟获取相关数据，并根据预期指标对模型做进一步的修正，从而为制定措施或政策提供理论支持。对于一些较为复杂的模型，往往可以将整个系统划分为几个子系统。按照资金来源的不同，可以将这个系统划分为三个子系统：政府科技投入系统、企业科技投入系统以及社会科技投入系统。其中，政府科技投入系统在整个系统中居于主导地位，企业科技投入系统是整个系统的主体，而社会科技投入是对两者的补充。（图1）

图1 科技投入系统构成

政府科技投入的形式多种多样，这里主要是指政府以财政拨款的形式直接资助企业或者资助政府科研部门进行创新研发。因此，政府科技投入从根本上取决于政府财政收入，而后者由国家或地区的经济发展水平决定。企业科技投入近些年来已超越政府科技投入成为研发投入的主体，这是市场经济发展的必然结果。企业与政府投入的领域有所不同，企业主要面向风险小、开发周期和回报周期短、应用范围窄的科技创新项目，因此可以说两者互补性要大于替代性。企业科技投入主要来源于企业销售收入所获取的利润，是企业科技活动经费的一部分。社会科技投入主要指的是风险投资等来源于非企业非政府的研发投入，虽然它在量上要远远小于前两者，但是它反映了社会对创新研发的认识与关注，也是整个科技投入活动中不可或缺的一环。三者之间既是相互独立的，又是相互联系的。政府与企业的研发活动在很多领域存在联系，政府可以选择性的资助某些企业的研发，而企业也可以将资金注入政府科研部门，与政府科研机构和高校开展科研合作。企业作为研发活动的最终执行者，它采用的高新技术越多，利润就会大幅上升，从而增加了整个社会的财富，政府的财政收入与企业科技活动经费也会随之增加，形成了一个不断循环的反馈回路。

3.政府引导企业科技投入系统构建

模型的构建，是系统动力学研究、解决问题的关键性的一个步骤。系统动力学模型的建造，一般包括分析系统结构及建立变量关系模型两个环节。

3.1 分析系统结构

图2 政府—企业—社会科技投入系统的流程图

表1 系统中各个变量所代表的含义

在政府-企业-社会科技投入系统中，可以将GDP视为一个状态变量，以某年GDP为初始值，随着时间的增长而不断累积。同理，政府科技投入、企业科技投入、社会科技投入这三个变量也应视为状态变量。与GDP相关的速率变量主要有GDP每年的增加量，GDP的增长率可以看作是一个辅助变量。经济发展水平决定了科技投入力度，GDP通过政府财政收入来影响政府的科技投入。这里可将政府财政收入、政府科技投入占财政支出的比重、政府科技投入增长率视为与政府科技投入相关的辅助变量。另外，政府科技投入产生的技术成果也视为是辅助变量，主要有政府专利数、政府课题数。企业科技投入主要取决于企业的总产值，后者可以用GDP与二三产业比重相乘获得。企业科技成果与政府科技投入大致相同，主要有企业专利数、企业课题数。企业是研发活动的最终执行者，直接参与到市场经济活动中，因此还应增加新产品销售收入来衡量企业所采用的高新技术产生的价值。对于社会科技投入来说，由于限于相关数据问题，本文只根据以往数据，研究了它随时间的变化情况。另外，企业与社会科技投入会通过某种形式对政府财政收入产生反馈，从而影响政府科技投入。

根据以上分析，本文采用了系统动力学软件Stella来构建政府-企业-社会科技投入系统的流程图，如图2所示。

该系统涉及到的主要状态变量有GDP、政府科技投入（zfrdtr）、企业科技投入（qyrdtr）、社会科技投入（shrdtr），速率变量有GDP年增加量（GDPzjl）、政府科技投入年增加量（zfrdtrzjl）、企业科技投入年增加量（qyrdtrzjl）、社会科技投入年增加量（shrdtrzjl）。剩余的变量均为辅助变量。

3.2 建立变量关系方程

在分析了政府—企业—社会科技投入系统的结构及建立流程图后，需要建立各个变量之间的关系方程，把系统模型结构“翻译”成数学语言，从而进行系统仿真模拟。在系统动力学模型中，主要的参数类型有初始值、常数、转换系数、调节时间与参考数值等，一般根据搜集整理的数据确这些参数的值，完善模型。本系统所建立的主要方程式如下：

1）政府科技投入子系统

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）企业科技投入子系统

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）社会科技投入子系统

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

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

4.模型调试及系统仿真模拟

4.1 模型模拟调试

模型模拟调试就是通过模型的试运行，改进模型中不合理的反馈结构与参数取值。一般来说，模型的结构是决定模型行为的主要因素。在调试的过程中，若不改变模型的结构，当参数取值在合理范围内变化时，发现系统的行为模式基本上不变，变化的只是输入结果的数值，就可以认为模型具有较好的稳定性，可以用它来对政府—企业—社会科技投入系统进行仿真研究。在综合分析山东省1996—2006十一年科技投入资料的基础上，本着合理选择参数的原则进行仿真模拟，通过反复调试与合理修改，输出的结果与历史数据基本吻合，变化规律一致，表明本模型与真实系统具有较好的对应性，能够满足仿真研究的目的，是可靠而有效的。

4.2 系统仿真实验

假设2006—2020年间山东省经济发展的速度由11%匀速降低为9%，期间政府财政收入占GDP的比重、政府R&D投入占财政收入的比重、政府R&D投入年增长率、企业R&D投入年增长率、社会R&D投入年增长率等一系列相关因素均维持现有状态。根据山东省近十年的科技统计数据，并咨询相关部门的工作人员和专家，在建立模型的方程及确立主要参数过程中，以1996—2006年科技投入数据为基础，利用趋势外推法，进行仿真研究。预测的主要内容包括：GDP、政府R&D投入、企业R&D投入及其社会R&D投入。另外，出于数据对比明显及进一步验证模型准确性的目的，这里将2006年的数据也加入预测行列，做2006—2020年山东科技投入情况的模拟，得到图表如下。

图3 山东省2006-2020科技投入发展曲线预测

从表2中可以看到，在现有增长模式下，到2020年山东省地区生产总值约为83745.57亿元。按现在的人口自然增长速度，2020年山东人总人口约为9994.46万人，人均地区生产总值为8.3792万元，约合1.0743万美元，已达到中等发达国家水平。从科技投入的角度来看，2020年政府R&D投入、企业R&D投入与社会R&D投入分别达到1363103.96、17906539.14与167440.09万元，R&D/GDP的比重为2.32%，与发达国家差距不大。但是，政府R&D投入仅占R&D投入的7.01%，远远低于发达国家1/3的比例，造成科技投入资金来源的不合理，将会损害R&D投入的健康发展。

表2 山东省2006-2020科技投入预测 单位（万元）

较低的政府R&D投入比重，将会导致其不能最大限度的发挥在科技投入领域中的主导地位，无法很好的引导企业从事R&D活动。使得企业要么科技研发积极性降低，减少R&D投入；要么由于缺乏监管，盲目投资，浪费大量的人力、财力、物力进行重复性研究。另外一些本应当由政府投资研发的众多基础性项目无法获得资金保障，不能顺利进行。这必然会限制了整个社会的科技进步。以授权专利数为例，政府R&D投入与同期的专利数具有较大的正相关性，约为0.938。当政府R&D投入比重徘徊不前时，授权专利数也会以较慢的速度增长，在2020年约为52147件，每百万人拥有专利数约为522件。远远低于2007年《经济学人智库》公布的日本每百万人口中拥有的1200项专利数。当人均专利数处于较低水平时，表明地区创新能力缺乏后劲，不利于提高自主创新。

尽管现在政府不断增加科技研发经费，但是在无论在总量上还是在增速上均低于企业的研发投入。为了尽快改变政府在科技投入领域中的不利地位，必须在保持现有持续增长的基础上，通过各种途径，努力提高政府研发投入占R&D投入的比重。具体到山东省而言，由于其在国防科研等方面的投入较少，当这一比重达到20%左右时，可视为科技投入较为合理。

为了实现这一目标，可假设企业的R&D投入按照目前的增长模式进行，其他变量保持不变。并根据系统动力学的原理，从实际出发，人为的调整其中与政府科技投入有关的几个变量的数值，看2020年能否实现预期效果。基于这一思想，可适当增加政府研发投入占财政收入的比重与其年增长率。经过反复调试，当政府科技研发占财政收入的比重在目前的基础上提高一倍、政府研发投入的年增长率略高于企业研发投入的年增长率时，即前者达到2.5%、后者为30%时，此时到2020年山东省政府研发投入占GDP的比重约为18%（表3）。此时R&D/GDP的比重达到2.6%，符合山东省中长期发展规划的2.5%的目标要求。同时，政府R&D/企业R&D为24.0%，缩短了与发达国家的差距。

表3 调整后2006-2020科技投入预测 单位（万元）

5.结束语

通过构建科技投入的系统动力学模型进行仿真模拟，可知若按照现在的固有增长模式，到2020年山东省政府R&D投入仅占R&D投入7.01%，远低于目前发达国家水平，不利于发挥政府在科技研发中的引导作用。为了改善这种局面，必须大力加强政府科技投入的力度。可从增加政府财政支出中用于研发投入的比例，并通过各种渠道力求促进政府R&D投入的年增长率，保证其不低于同期企业R&D投入的增长率，这样到2020年可以将政府R&D投入的比重提高到18%左右。

基于系统动力学的政府——企业——社会科技投入系统的构建较为简单，诸多因素并未在系统中体现出来，尚需进一步完善，来获取更加接近实际的仿真模拟。

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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 文献标示码：

山东省科技发展计划（软科学）项目（2008RKA259）和教育部人文社会科学研究项目（09YJA630087）。

李新运（1960—），男，汉族，山东菏泽人，博士。山东经济学院管理学院教授。研究方向为管理科学方法与地理信息系统应用。