基于DEA-Malmquist的河南省R&D投入产出效率评价

王新 任伟 尹君

摘 要：【目的】R&D活动是科技创新在行动上的首要表现，通过研究河南省各地市对科研活动的投入，了解各行业科技创新绩效水平，以使本地区在创新主导的大环境下具备更高水平的价值创造能力。【方法】基于DEA-Malmquist评价模型，对2013—2021年河南省18个地市的R&D投入产出效率进行测度分析。【结果】结果发现：不同地市的R&D活动投入产出效率有些差距，多数地市的纯技术效率和规模效率都存在不同程度的提升空间。【结论】绝大部分地市R&D活动投入产出效率在不断提升，发展态势良好，应着力破解制约因素，有效提升供给效率。

关键词：R&D投入产出；效率评价；Malmquist指数

中图分类号：F223                 文献标志码：A                 文章编号：1003-5168（2023）14-0142-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.14.029

Evaluation of R&D Input-Output Efficiency in Henan Province Based on DEA-Malmquist

WANG Xin REN Wei YIN Jun

（Henan Scientific Research Platform Service Center， Zhengzhou 450003， China）

Abstract： [Purposes] R&D investment is the primary manifestation of innovation in action， and also the beginning of innovation activities. The purpose of local cities investing in scientific research activities is to improve the level of innovation performance， so that the local industries have a higher level of value creation ability under the environment of innovation. [Methods] Based on DEA-Malmquist evaluation model， this paper analyzes the further measurement of R&D input-output efficiency of 18 cities in Henan Province during 2013—2021. [Findings] The results show that the input-output efficiency of R&D activities in different cities differs greatly， and most cities have different degrees of pure technical efficiency and scale efficiency. [Conclusions] The input-output efficiency of R&D activities in most cities and cities is continuously improving， and the development trend is good. Therefore， efforts should be made to crack the constraints and effectively improve the supply efficiency.

Keywords： R&D input-output; efficiency evaluation; Malmquist index

0 引言

討论投入与创新成果产出效率的关系，探究如何促进研发投入更好地转化成创新绩效是十分必要且迫在眉睫的。政府不仅可以给予资金上的扶持，还可以给予人力资源上的保障，资金与人员对创新成果产出是有差别的。协调区域R&D经费和人员投入，对形成整体发展的制度优势具有一定的现实指导意义。因此，从投入角度分析对河南省区域经济增长的影响，有助于政府部门判断和明确究竟应该以何种强度为科研创新活动提供资金上的支持和人力资源上的保障，也能够为其他类似河南的中部欠发达省份实现区域经济高质量增长机制提供参考。

1 河南省R&D投入产出现状

1.1 河南省R&D投入基本情况

人力投入方面，河南省R&D人员数量总体经历先增长后下降再增长的趋势，增长率整体亦是如此。河南省大部分地市R&D人员数量与平均值还有些差距，但郑州市、洛阳市在R&D人员的数量和质量方面存在较大提升。资金投入方面，河南省2013—2021年R&D经费内部支出呈增长态势，从2013年的355亿元增长至2021年的1 019亿元，增长2.87倍。从增长率来看，2019年增长率最高，达到了18.1%，而后2020年至2021年增长率连年下滑，进一步说明了虽然河南省2013—2021年在R&D经费内部支出有所增长，但是其具有增长速度较为缓慢的特征。

1.2 河南省R&D产出基本情况

科技成果产出方面，河南省科技论文发表篇数在2014—2015年处于增长期，2016—2017年出现下滑，2018—2020年实现再次增长，年均增长4 000项左右；从增长率来看，除2016—2017年以外，2014—2020年增长率均为正增长，呈良好势头发展。河南省出版科技著作由2013年的2 195项增长到2021年的2 442项，其间平均增长率仅为11.25%。但部分地区如鹤壁市、濮阳市、三门峡市等出版科技著作品种数与全省平均值相差甚远。2021年鹤壁市出版科技著作2项，濮阳市8项，三门峡市11项，而平均值为136项，说明科技著作出版这块研究成果薄弱，应引起重视。2021年全省各地市平均有效发明专利数为3 909件，2013—2021年有效发明专利逐步上升，由2013年的9 775件增长至2021年的70 366件；从增长率来看，2017年—2021年的增长率明显放缓，增长率呈下降态势。2013年河南省形成国家或行业标准642项，2021年为1 526项，增长了137.69%；各地市与全省平均水平对比可知，郑州市遥遥领先，2019年、2020年、2021年分别为平均值的5.85倍、6.76倍、8.30倍。

经济效益产出方面，河南省技术市场成交额2013年为41.39亿元，2021年为608.89亿元，整体呈增长趋势。增长率总体经历先增长后下降的趋势，2014年为1%，2018年为95%，此时达到最高值，随后2021年降为58%。2021年河南省技术市场成交额平均值为33.83亿元，在平均值以上的地市仅有郑州市、洛阳市、新乡市、南阳市4个地市。河南省规模以上工业企业2014—2018年新产品销售收入迎来增长阶段，2018年河南省新产品销售收入为7 688亿元，增长了8.35%。2019年河南省新产品销售收入有所下降，2020—2021年又呈现增长态势。通过2013—2021年规模以上工业企业新产品销售收入对比情况，整体来看，河南省新产品销售收入在各地市中仍存在较大差距，郑州市新产品的销售收入不断向好发展。

2 R&D投入产出效率模型构建及指标选取

2.1 R&D投入产出效率模型构建

2.1.1 DEA-BCC模型。数据包络分析（Data Envelopment Analysis，简称DEA），用于评价效率的相对有效性。该方法中包含CCR和BCC两种评价模型，二者最主要的区别在于CCR模型基于不可变规模报酬的假设，而BCC模型则是对CCR模型的改进，其是基于可变规模报酬的前提。此外，决策评价单元（DMU）中具有可比性的投入产出指标是进行效率评价的基础，其权重向量通过模型客观赋予，以克服人为主观意志性的干扰。BCC模型相较于CCR模型就更符合R&D投入的现实情况。因此，本研究拟采用DEA-BCC模型，测算出2013年和2021年河南省18个地市R&D效率值，基于静态视角对河南省R&D的投入产出效率进行分析。

2.1.2 Malmquist指数模型。Malmquist指数法被广泛用于测算生产率变化，基于动态视角测算决策评价单元在不同时期的效率变动情况，还可以将全要素生产率进行分解，通过以上的分解过程，能有效看出造成全要素生产率指数波动的情况。因此，为了更完善合理地分析R&D投入产出效率存在进步或者退步，本研究通过测算Malmquist指数，对2013－2021年河南省18个地市R&D全要素生产率的变动展开分析。

2.2 指标选取与数据来源

本研究在梳理大量文献资料的情况下，罗列了部分学者进行R&D投入产出效率研究时选取的有代表性的投入产出指标，见表1。

本研究参考各学者的研究，结合河南省情，选取R&D活动人员折合全时当量和R&D经费内部支出作为投入指标；选取发表科技论文、出版科技著作、有效发明专利数、形成国家或行业标准数、技术市场成交额、新产品销售收入六种产出类别衡量河南省各地市R&D活动产出水平。具体指标描述如下：R&D人员折合全时当量是衡量R&D人员在R&D活动中参与活动实际的折合当量，能反映专业人员在研发中的实质性投入情况，符合劳动投入水平这一概念；R&D经费内部支出与资本存量之间存在一定关联性，能充分体现R&D资金投入情况。发表科技论文、出版科技著作、有效发明专利数、形成国家或行业标准数代表获得一定科研成果，可以有效说明技术产出情况；而技术市场成交额和新产品销售收入是经济效益产出指标，代表技术成果市场化。

因此本研究根据数据的可获性、有效性、便利性等原则将研究期的范围确定为2013—2021年。采用的相关数据来源于《河南统计年鉴》《河南科技统计年鉴》和国家及河南省统计局网站，选取近9年来相关数据进行研究。本研究是从全省的视角来分析各地市R&D投入产出效率，因此样本总数包含河南省18个地市。

3 河南省R&D投入产出效率评价

3.1 DEA模型的静态效率评价

运用DEAP2.1软件，从规模报酬可变（VRS）的视角，采用2投入6产出共8个研究指标，对2013年和2021年河南省18个地市投入产出指标进行R&D效率分析，最终得到各地区R&D投入产出的综合效率值、纯技术效率值、规模效率值，结果见表2。

①从综合技术效率指数看，R&D投入产出效率分别为0.825和0.82，均未达到DEA有效，总体未实现增长。从城市角度来看，不同地区的R&D投入产出效率还存在一定差异，除洛阳市、焦作市、濮陽市、南阳市、信阳市、周口市、济源示范区的投入产出效率有所降低外，大部分地区的效率在逐步提升。2013年河南省有8个地市达到生产前沿面，而2021年有6个；在这两个研究时段中均有效的地市为郑州市、开封市和鹤壁市，占比为16.67%，表明仅这三个地市的R&D活动投入产出在不同组合下达到了最优配置。2021年，郑州市、开封市、安阳市、鹤壁市、焦作市、许昌市6个地市处于生产前沿面上，占比33.34%；其他地市的纯技术效率和规模效率均有不同程度的提升空间，排名后三位的地市是三门峡市、周口市和济源示范区，这3个地市的投资结构较为不合理，应注重加强供给管理水平，合理设计以达到最佳效果。

②从纯技术效率指数来看，2013年河南省R&D投入产出的纯技术效率为0.847，2021年为0.951，呈增长趋势；2021年与生产前沿面相差0.049，说明R&D活动管理水平还有较大进步空间。2013年纯技术效率有效的地市数量为9个，比2021年少3个，纯技术效率有效的地市数量多于规模效率有效的地市数量，说明这些地市在管理和技术等方面较为先进，既定投入实现产出最大化。其中，平顶山市的纯技术效率值远低于全省平均水平，2013年和2021年分别为0.44和0.697，应加强R&D活动管理和技术能力。

③从规模效率指数来看，R&D投入产出的规模效率低于纯技术效率，是导致综合效率较低的主要原因。由表2可知，2013年规模效率为0.965，2021年下降至0.865，需调整投资规模，进一步提高规模效益；规模效率两年均为1的有郑州市、开封市、鹤壁市3个地市，占比16.67%。规模报酬递增的地市有新乡市、濮阳市、漯河市、信阳市等，存在明显的效率损失问题，应特别注意改善资金使用方向，使经费投入得到有效利用；而三门峡市、周口市、济源示范区的规模效率值处于较低水平，说明应合理加大R&D投入力度以达到最优规模。

3.2 Malmquist指数的动态效率评价

通过DEA-BCC模型所得出的综合效率值仅仅是一种静态的相对值，即该决策单元相较于处在生产前沿面上的决策单元的对比情况，不能横向地与其他年份进行比对，因此本研究通过DEAP2.1软件对研究期内的各个地市进行Malmquist指数分解，进而考察全要素生产率的动态变化及异质性，结果见表3和表4。

①整体效率变动分析。由表3和表4可知，2013—2021年河南省R&D活动生产率指数均值为1.027，且除研究期间2017—2018年和2020—2021年以外，每年的全要素生产率指数都大于1，说明R&D投入产出效率基本处于稳步上升阶段。分解来看，技术效率上升0.2%，技术进步均值上升2.5%，说明技术进步的驱动作用对综合效率的提高起主要作用，反映R&D活动管理水平及资源使用效率尚需提高，通过提高技术效率来实现R&D的有效投入还有较大空间。分年度看，2013—2014年、2015—2016年、2016—2017年、2020—2021年的技术效率指数分别为0.931、0.997、0.911、0.899，技术进步指数分别为1.142、1.038、1.175、1.069，体现出技术进步指数对R&D活动全要素生产率的提升做出主要贡献，在其他时间段内，技术效率指数对全要素生产率的变化产生的影响较大。各年度中只有2014—2015年R&D活动投入产出的纯技术效率指数值为1.057，规模效率指数值为1.028，均大于1，二者都呈上升趋势。2013—2021年河南省R&D规模效率指数均值小于1，反映出规模效率抑制了技术效率的增长。

②各地市效率变化对比。2013—2021年除开封市、鹤壁市、商丘市、信阳市、周口市、济源示范区6个地市的R&D投入生产率指数小于1外，其他13个地市的R&D活动的全要素生产率指数都大于1，说明河南省大部分地区R&D活动的投入产出效率在不断提升，发展态势良好。洛阳市、濮阳市、南阳市、周口市等地区全要素生产率的提升主要得益于技术进步；开封市、鹤壁市、三门峡市、商丘市、驻马店市等地区的进步指数有所降低，R&D投入产出效率的提升主要源自技术效率的提高；而郑州市、平顶山市、安阳市、新乡市、焦作市等地区R&D投入产出的技术效率变化和技术变化是同步的，即技术效率与技术进步因素协同发挥推动作用。

③区域效率差异对比。2013—2021年，豫北、豫西、豫中、豫南、豫东的R&D投入产出的全要素生产率指数均值分别为1.042、1.076、1.061、0.985、0.970，综合排名为：豫西地区＞豫中地区＞豫北地区＞豫南地区＞豫东地区。各个地区的规模效率指数均小于1，呈下降趋势，说明投入规模是其提升R&D产出效率的主要制约因素，应加快R&D活动实施步伐，拓宽投融资渠道使规模效率加速提升。豫西地区R&D投入产出效率增长较快，主要得益于快速的技术进步；豫南地区和豫东地区规模效率变化有所下降，说明规模效益开始减少，对于投入要素的合理配置应当持续优化，以保证要素的投入得到最大效益的产出。

4 结语

本研究通过对河南省18个地市2013—2021年R&D投入产出效率的实证研究，得出如下结论。基于DEA模型测算可以看出，2013年和2021年河南省R&D投入产出效率均未达到DEA有效，不同地市的R&D活动投入产出效率有些差距，部分地市存在不同程度的提升空间，应注重加强供给管理水平，合理扩大投入以达到最佳规模。基于Malmquist指数进行动态分析可以看出，2013—2021年河南省R&D活动生产率指数均值为1.027，供给效率总体呈上升态势，R&D活动技术进步的驱动作用对综合效率的提高起主要作用，技术效率的驱动作用次之。从空间分布情况来看，R&D活动投入产出效率不同时间呈现出波动性变化：豫西地区＞豫中地区＞豫北地区＞豫南地区＞豫东地区；各地市应根据制约因素有针对性地采取有力措施，有效提升R&D投入产出效率。

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