河南省工业企业研发投入现状与科技进步贡献率测算研究

（河南财经政法大学 统计与大数据学院，河南 郑州 450000）

一、引言

随着经济全球化发展，世界各国之间的竞争不仅限于经济实力还包括科技水平，我国经济发展已经进入了新常态，对一些工业产品的需求制约越来越强。河南省作为人口大省和经济大省，工业在国民经济中占据重要地位，工业企业自主创新能力不断增强。近年来，河南省高度重视工业企业的研发投入与科技进步水平的提升，并取得了一定成效，但与先进省份相比，还存在一定差距，人均指标并不乐观。今后要加大研发投入，将科技进步作为工业企业的一个发展战略基点，提升河南省工业企业研发能力，促进国民经济持续平稳发展。

学术界对科技进步与研发投入进行了大量探讨。19世纪50年代，新增长理论首次提出科技进步贡献计算模型。Moses Abramowitz（1956）指出，技术进步是不能由投入要素解释的部分[1]。Solow R M（1957）总结出在一定情形下的增长方程和总量生产函数[2]。Howard Petith（2006）证明了科技进步能推动经济增长[3]。成力为和戴小勇（2012）通过分析发现企业研发投入存在差异[4]；罗良文和孙小宁（2020）指出我国目前较少企业有研发活动，从事研发活动的企业情况不稳定[5]；罗利华和胡先杰（2015）认为不同行业和工业企业研发情况不同[6]；郭小婷（2017）指出研发集群是创新价值链的集合体[7]；杨柳（2006）通过计量模型研究企业研发时滞机制[8]。

学者们采用不同方法对科技进步贡献率进行测度。Jimmy Alani（2012）利用索洛余值法算出1971—2009年乌干达科技进步贡献率为2.4%[9]。V Capasso和R Engbers等人（2010）提出有空间结构的索洛方程[10]。Wei David Zhang和 Shuo Zhang等人（2005）通过 DEA测算美国证券业科技进步贡献率[11]。YongHe和NuoLiao等人（2012）利用神经网络法测算广东省科技进步贡献率[12]。张煜和孙慧（2015）将总生产函数分解为普通生产函数和科技进步生产函数[13]；赵帆和冯百侠（2020）与李甜田（2020）均通过索洛余值法对科技进步贡献率进行测度[14][15]。董奋义和韩咏梅（2015）指出投入要素弹性系数一定程度上受主观偏好和模型选择影响[16]。郑世林和张美晨（2019）对研发资本存量进行处理，重新估计科技进步贡献率[17]。

综合现有研究，有关研发投入与科技进步贡献率仍存在一些不足。对工业企业研发与科技进步关系研究不够深入，且少有以工业为研究对象进行科技进步贡献率的测算。运用索洛余值法时，资本和劳动产出弹性系数测算还存在争议。

二、河南省工业企业研发现状及问题

（一）河南省工业企业研发现状

研发活跃度不断提高。河南省在2004年进行第一次经济普查时，工业企业R&D项目数仅有2403个，在2018年进行第四次经济普查时，工业企业R&D项目数已达16774个，是2004年的6.90倍。在第二次经济普查到第三次经济普查之间，是河南省工业企业R&D项目数增长速度最快的一个时期。同时，2018年河南省规模以上工业企业有研发活动的企业已有7130家，内资企业R&D项目数为15756，占比93.9%。工业企业的研发活跃度在这十几年间得到了很大提升。

研发团队不断发展壮大。2018年河南省规模以上工业企业R&D人员折合全时当量为128054人年，是2004年（25144人年）的 5倍，2008—2013年，R&D人员增长速度很快。2018年，河南省企业办研发机构人员数为92898人，其中内资企业人员有84339人，占90.8%。从学历结构来看，河南省企业办研发机构人员中拥有博士学位人员1606人，占比1.7%；拥有硕士学位人员为11806人，占比12.7%。目前河南省研发人员正逐年增长，但是拥有博士学位的人员占比少，对高学历的人才需求比较大。

研发经费快速增长。在四次经济普查中，河南省R&D经费支出呈现直线上升的发展趋势，从2004年的296539万元增长到2018年的5421350万元，2018年是2004年的18.28倍。2018年河南省内资企业的R&D经费支出达5010251万元，占比92.4%。随着河南省在对工业企业科技创新的重视，R&D经费支出也在随着R&D项目数增加，研发经费在未来几年将保持逐年增长的状态。

发明专利大幅增加。2004—2018年，河南省规模以上工业企业专利申请数逐年攀升，并且增长速度越来越快。2004年专利申请数仅为1827件，2018年达27603件，是2004年的15倍，其中内资企业专利申请数为25916件，占比93.9%。同时，2018年有效发明专利数为23857件，内资企业的有效发明专利数为22930件，占比96.1%。河南省规模以上工业企业的发明专利数在这14年间大幅度提升，预计未来仍会保持增长趋势。

新产品开发能力显著提高。河南省规模以上工业企业新产品开发能力，在这里用新产品销售收入来代替，河南省规模以上工业企业新产品销售收入在2004—2018年也是逐年攀升的发展趋势，2008年之后增长速度开始加快，并且有持续增加发展势头。新产品销售收入从2004年的4671530万元增长到2018年的76882017万元，2018年是2004年的16.46倍。2018年，内资企业的新产品销售收入45525891万元，占比59.2%；河南省规模以上工业企业新产品出口34113209万元，内资企业新产品出口5390857万元，占比15.8%。随着河南省科技创新水平的提升，新产品的研发效果显著，新产品的销售收入显著增加，为河南省经济发展提供动力。

（二）河南省工业企业研发存在的问题

省内各地市发展差异较大。从目前河南省规模以上工业企业的研发专利数、R&D人员、R&D经费支出等指标中可以看出，郑州市在科研资源方面有明显的优势。根据第四次经济普查数据，2018年郑州市的研发项目数为4081件，占全省的比重22.9%，有些地市研发项目数还不足百件；郑州市R&D人员为43360人，占全省的比重23.7%，部分地市R&D人员仅有几百人。河南省在科研资源投入方面应关注地区差异问题，使全省的工业企业在科技创新方面实现共同进步。

关键领域核心技术自主创新能力不足。这是我国也是我省存在的问题。目前一些关键领域的核心技术对外依赖度较高，拥有自主知识产权的产品和技术较少。工业企业创新倾向于引进和模仿国外技术，自主创新意识薄弱，不利于河南省提高自主创新能力。

工业企业与科研院所的研发合作有待加强。2018年，河南省规模以上工业企业R&D经费外部支出对境内研究机构和高等学校支出分别为43555万元和21607万元，合计65162万元，与河南省规模以上工业企业R&D经费内部支出之比为1.23∶100。这个占比较低，应加强与高校和科研院所的研发合作。

内资企业新产品开拓国际市场的能力不足。2018年，河南省规模以上内资企业新产品出口额为5390857万元，占新产品销售收入的比重为7%，与港澳台投资企业相比差距较大。

三、河南省工业企业研发投入与产出灰色关联分析

为进一步研究工业企业研发投入与产出互动情况，采用灰色关联度模型从动态的角度进行相关性分析。

（一）灰色关联分析建模机理

灰色关联分析是指对一个系统发展变化态势的定量描述和比较的方法。分析对给定的一些因素对系统发展影响大小，得出对系统发展起推动作用的因素需要强化，对系统发展起阻碍作用的因素需要抑制。灰色关联分析的基本思想是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近，相应序列之间的关联度就越大，反之则越小。

（二）指标选取及数据分析

工业企业研发投入与产出的指标有很多。其中，研发投入指标主要为研发人员投入和经费投入。研发产出指标主要为专利申请数，代表科技进步产出能力，其值越高表示产出能力越强；新产品销售收入是指工业企业销售新产品实现的收入，代表工业企业研发新产品的能力。因此，本文选取规模以上工业企业R&D人员折合全时当量、R&D人员数、R&D经费内部支出、R&D经费外部支出表示研发投入状况；选取专利申请数和新产品销售收入表示研发产出情况。

表1 河南省历次全国经济普查工业企业研发投入产出情况

本文依据灰色关联度分析建模机理及具体步骤，利用数据对工业企业研发投入与产出的关联度进行测算，所得结果如表2所示：

表2 河南省四次经济普查工业企业研发投入与产出的关联度

对工业企业研发投入与产出关联度进行排序如下，研发投入与专利申请数及新产品销售收入关联度排序均为：R&D经费内部支出＞R&D经费外部支出＞R&D人员折合全时当量＞R&D人员数。

（三）结果分析

从整体上看，根据指标间关联分类原则，若0≤ri＜0.35，比较序列和参考序列为弱相关；若0.35≤ri＜0.65，为中度相关；若0.65≤ri≤1，为强相关。河南省第四次经济普查工业企业R&D经费内部支出、R&D经费外部支出、R&D人员折合全时当量、R&D人员数均对工业企业的研发产出影响较强，反映出工业企业研发投入对产出的促进作用显著且有效，工业企业研发投入对研发产出发挥着较大的推动作用。

从研发投入指标来看，无论是工业企业专利申请数还是产品销售收入关联度，R&D经费内部支出与R&D经费外部支出均大于R&D人员折合全时当量与R&D人员数，反映出工业企业研发经费投入对研发产出的影响大于研发人员投入的影响。尤其是R&D经费内部支出，说明工业企业研发产出的提高主要还是依赖于本企业内部实际支出。应制定合理的技术创新政策，增加工业企业研发投入产出数量，提高研发投入产出质量，增加R&D经费内部支出。

从研发产出指标来看，工业企业研发投入各指标对专利申请数和产品销售收入的影响大小不同。R&D人员折合全时当量和R&D人员数对专利申请数的影响大于新产品销售收入；而R&D经费内部支出和R&D经费内部支出对专利申请数的影响却不及新产品销售收入。反映出研发人员投入在一定程度上激发了科技工作者创新热情，增加了专利产出；与专利申请数研发产出不同，新产品销售收入反映出工业企业研发新产品的能力，R&D经费投入有力促进工业企业技术创新，推动工业企业发展。

四、河南省工业科技进步贡献率测算分析

（一）方法选择与模型建立

通过对科技进步贡献率测算方法的对比分析后，发现增长核算法指标确定比较灵活，结果明确，可以测算单个经济体。因此，本文使用增长核算法的索洛增长速度方程，即索洛余值法测算在规模报酬不变情况下，测算自2004年河南省第一次经济普查以来，科技进步对河南省工业经济增长的贡献。

河南省工业生产函数如下：

公式（1）中，Y为总产出，K为资本投入，L为劳动投入，A为常数，σ为科技进步率，α为资本投入产出弹性，β为劳动投入产出弹性，其中，规模报酬不变时，α+β=1。

对该模型做线性化处理，即：

对t求导数，可得工业经济增长速度模型

基于数据是不连续的，按年份数据计算时，用差分代替微分，dt=1，将 dY、dK、dL 改写为 ΔY、ΔK、ΔL，科技进步率为：

公式（2）中，ΔY/Y为总产出的年均增长率，ΔK/K为资本的年均增长率，ΔL/L为劳动力的年均增长率，年均增长率采用期限内的总增长率按年限的几何平均值计算，任意统计量Y在t年间的年均增长率为：

科技进步贡献率为：

资本贡献率Ek及劳动贡献率E1分别为：

（二）指标选择及处理

测算河南省工业科技进步贡献率，需对产出、劳动和资本指标进行确定，确保计算结果的可比性。基于价格因素可能对测算结果产生影响，本文以河南省2004年不变价格进行计算。

1.产出指标。产出指标可以表示具体生产过程中创造的使用价值。产出指标理论上应以实物量来表示，但工业生产中所涉及的中间产品和最终产品种类繁多且不同种类产品间不具有可加性，因而在测算工业科技进步贡献率时，可选用工业总产值或工业增加值作为产出指标。考虑到数据的可获取性，本文选用河南省工业增加值作为产出指标。

2.劳动投入指标。劳动投入指标是一定时期内劳动要素提供的“服务流量”，有劳动时间、强度及质量等。劳动时间统计数据缺乏，虽然劳动报酬可以将劳动投入量变化较好的表示出来，综合反映劳动数量和劳动质量变动，但此数据并不能完整获取。现有研究多用工业从业人员数作为劳动投入数量，虽然受教育程度、性别、年龄、职业等不同会导致劳动质量的差异，基于数据的可获得性难以对其进行综合衡量，故本文采用工业从业人员数作为劳动投入量。

3.资本投入指标。此前研究中并没有对资本投入指标做统一规范，由于资本投入量数据难以测算，资本存量可以反映企业拥有的全部资本资源，能够较好体现某一时点所拥有的全部物质生产手段。本文以河南省工业资本存量作为资本投入指标，采用永续盘存法测算河南省工业部门资本存量，计算公式如下：

公式（9）中，Kt为当年工业资本存量，Kt-1为上一年工业资本存量，It为当年工业固定资产投资额，δ为折旧率，ρt为当年工业固定资产投资价格指数。在对资本存量进行估算时，首先确定基准期资本存量；其次确定历年工业固定资产投资总额及价格指数；再次确定合适的折旧率；最后利用公式计算历年资本存量。

本文以2004年河南省工业生产资本存量作为基准期资本存量。计算基期资本存量的公式如下：

公式（10）中，I2004表示2004年的工业固定资本投资额，δ是折旧率，i表示几何平均值计算的2004—2018年工业固定资本投资年均增长率。依据我国工业企业会计制度相关规定，工业企业固定资产平均折旧年限约为15—20年，折旧率约为6.67%。

（三）数据来源

数据来源于2005—2019年历年河南统计年鉴及中国统计年鉴、国家统计局国家数据网站及河南统计局数据网站。

科技进步对经济增长的作用是有滞后性的，这种影响是长期的、有周期的。因此，对于科技进步贡献率的测算，适合做阶段性趋势分析。在对2004—2018年科技进步贡献率进行测算同时，分别对2004—2008年、2009—2013年、2014—2018年各个时期的科技进步贡献率进行测算。

表3 河南省2004—2018年工业增加值、从业人员数及资本存量

（四）模型弹性系数确定

1.弹性系数测算方法。确定增长速度方程和生产函数的重要步骤是估计要素投入的产出弹性，其系数的经济意义是要素投入每增长1.0%，产出增长多少，包括资本与劳动力产出弹性。在规模报酬不变的情况下，α+β=1，所以只需估计出其中一个即可。

测算要素投入产出弹性系数的测算方法主要有分配法（比例法）、经验法及回归测算法等三种方法。分配法要素投入的产出弹性假定工资率等于劳动边际生产率，利润率等于资本边际生产率，由于这种情况极少存在，所以实际很少用于弹性系数的测算。经验法要素投入的产出弹性受研究者的主观因素影响较大，缺乏准确性与可信度。回归测算法通过运用柯布-道格拉斯生产函数来测算，具有实际意义。因此，本文采用最小二乘法回归来确定要素投入的产出弹性。

2.弹性系数测算。将公式（1）变形为：

对公式（11）作线性化处理，即方程式两端取对数

将相关指标数据带入公式，通过EViews8.0软件运用最小二乘法对河南省工业的产出弹性系数α估计值进行测算，得到河南省工业生产函数回归方程：

其中，回归模型调整后的判定系数R2接近1，模型整体拟合状况良好。D.W.的值为2.18，在2附近，说明该回归方程自变量间不存在严重的序列相关现象。F检验的P值为0.00，通过5%水平下的检验，回归方程整体显著；回归方程t检验的P值均小于0.05，各项系数均通过检验。此外，检测该回归方程是否存在异方差，最常用的方法是怀特检验，经检验，回归方程各变量P值均大于0.05，即接受不存在异方差的原假设，因此该方程不存在异方差。由以上回归结果可知，α=0.26，则β=1-α=0.74。即 2004—2018年河南省工业资本投入的产出弹性为0.26，劳动投入的产出弹性为0.74。其结果与以往研究差别不大，表明该弹性系数值具有一定的可信度。

（五）测算结果与分析

根据参数估计结果与公式，可计算出2004—2018年、2004—2008 年、2009—2013 年、2014—2018 年各个时期的河南省工业科技进步贡献率，具体结果如表4所示：

表4 河南省2014—2018年工业增加值、从业人数增长率及科技进步、资本、劳动贡献率 单位：%

从资本产出弹性系数与劳动产出弹性系数来看，在技术水平一定的情况下，河南省工业资本每多投入1单位，工业产出将会增加0.26；劳动每多投入1单位，工业产出将会增加0.74；将其进行比较，劳动产出弹性系数远大于资本产出弹性系数，这是因为多数工业资本的投资回报周期较长。

从纵向上来看，随着工业增加值的不断增长，河南省资本存量和工业从业人数都保持增长趋势，但是，无论是工业增加值还是资本存量、工业从业人数的增长速度都有所下降。科技进步贡献率能够反映科技进步水平变动速度，各阶段科技进率变动不大，均在4%左右。2004—2018年间资本对河南省工业增长的贡献率为41.7%，各阶段资本贡献率变化不明显，均在40%左右，表明依靠资本推动工业增长的力度稳定。2014—2018年间劳动对河南省工业增长的贡献率为25.7%，但各阶段劳动贡献率从2004—2008年的33.4%下降到2014—2018年的6.5%，表明依靠劳动力数量推动工业增长的力度逐渐减弱。在大力推动制造业转型升级和高质量发展进程中，对劳动力的需求呈现出以质量换数量的特点。科技进步贡献率在2004—2018年间为32.6%，各阶段科技进步对工业增长贡献份额逐渐增加，从2004—2008年的25.9%，增加到2014—2018年的53.5%，表明依靠科技进步推动工业增长的作用逐渐显现。

从横向上来看，首先是资本对工业增长的贡献最大，河南省工业2004—2018年三个贡献率的排列顺序依次为资本贡献率＞科技进步贡献率＞劳动贡献率，说明资本是工业经济增长的主要原因。其次是科技进步对工业增长的贡献，值得注意的是2014—2018年科技进步贡献率已达53.5%，高于资本贡献率40.0%和劳动贡献率6.5%，反映在未来河南省工业发展中，科技进步是推动河南省工业经济增长的第一要素。

五、结论与建议

（一）研究结论

本文以河南省工业企业及工业为研究对象，在对研发投入对科技进步发展的作用机理及科技投入与经济增长关系理论的研究基础上，利用河南省历次经济普查数据对河南省工业企业研发及科技进步贡献率进行研究，得出结论如下：

1.河南省工业企业研发活动持续加强。通过河南省历次经济普查研发数据的对比分析，发现河南省工业企业研发活跃度有所提高，研发队伍不断壮大，研发经费快速增长，发明专利大幅增加，新产品开发能力显著提高。

2.河南省工业企业研发依旧存在不少问题。河南省工业企业各地市发展差异过大；关键领域核心技术自主创新能力还不足，对外依赖度较高；企业与高校和科研院所的研发合作有待提升；内资企业新产品开拓国际市场能力不足。

3.河南省工业企业研发投入与产出动态关系显著。通过对河南省规模以上工业企业研发投入产出的灰色关联度分析，可见工业企业研发投入对产出的促进作用显著且有效；研发经费投入对研发产出的影响比研发人员投入影响大；研发产出提高主要依赖于本企业内部实际支出；研发人员投入在一定程度上激发了科技工作者创新热情，增加了专利产出数；研发投入有力促进了工业企业技术创新。

4.河南省工业劳动产出弹性系数远大于资本产出弹性系数。通过柯布-道格拉斯生产函数，采用最小二乘法得到资本产出弹性系数为0.26，劳动产出弹性系数为0.74，劳动产出弹性系数远大于资本产出弹性系数，这是由于多数工业资本的投资回报周期较长。

5.河南省各阶段科技进步贡献率、劳动力贡献率及资本贡献率呈现阶段性特征。随着工业增加值的持续增长，河南省各阶段资本存量和工业从业人数都保持持续增长态势，但增长速度都有所下降；各阶段科技进率变动不大；各阶段资本贡献率变化不明显；各阶段劳动贡献率逐渐减小，各阶段科技进步贡献率逐渐增加。

6.河南省2004—2018年工业资本贡献率＞科技进步贡献率＞劳动贡献率，且各个阶段资本贡献率均大于劳动。通过对三个贡献率进行排序发现，资本对工业增长的贡献最大，说明人力资本是工业经济增长的主要原因。次要原因是科技进步，反映出科技进步也是推动河南省工业经济增长的重要因素。

（二）发展建议

1.加强研发投入以及科学技术的研发与推广。科技进步贡献率高低的一个基本条件就是科技创新能力的高低。河南省工业企业需要加大研发投入力度，提升科技创新的力度，通过引进和研发相关的新技术、新产品及新品种等来提高科技支撑能力，完善科学技术推广扩散体系。

2.加强科技创新人才队伍的建设。随着当今人力资源理论和人力资本研究的不断深入，越来越注重人力资源对经济发展的作用。科技人才队伍建设不仅要有数量还要注重质量。目前河南省工业企业科技人才队伍数量和质量方面均有待提升，加强科技人才队伍建设对推动河南省经济发展有重要作用。

3.推进科技管理体制的改革，优化科技创新资源的配置。从河南省实际出发，根据党中央国务院关于深化科技体制改革的一系列重大部署和要求，稳步推进河南科技管理体制改革。重点围绕科技管理体制中遇到的突出问题，以科技发展计划管理改革为重要突破口，推动科技发展计划规范化管理。