山东省中试基地建设效益评价及提升路径

季小妹,聂智磊,朱运海,方雨豪

(1. 齐鲁工业大学(山东省科学院),山东 济南 250100;2.山东省科学院高新技术产业(中试)基地(山东省科学院留学人员创业园),山东 济南 250100;3. 山东省科技发展战略研究所,山东 济南 250014)

0 引言

中试环节是科技成果转化的重要阶段,被视为科技成果转化的“最后一公里”。中试基地是指开展中间试验的开放共享平台,是技术和产品进行转化的中间场所,为科技成果验证、中试生产提供软硬件设施[1]。中试环节能够促进科研与生产紧密结合,提高科研成果转化效益。据统计,经过中试后的科技成果产业化成功率由30%上升到80%[2]。2022年以来,山东省科技成果转化贷款投放达到128亿元,占历史累计投放量的30%,创历史新高。山东省正处于产业转型的关键时期,中试基地建设是推动山东省科技成果转化的重要平台,是影响科技成果转化的关键,是建设创新型省份的动力源泉。

中试基地建设与科技成果转化相互衔接、紧密联系,中试基地建设可以提升科技成果转化效率,科技成果转化也可引导中试基地建设。鉴于二者的紧密关系,国内学者主要从中试基地建设现状及问题、影响机制、提升科技成果转化效率对策等开展研究[3]。王帅帅[4]梳理了国内中试基地发展现状,分析了我国中试基地建设发展存在的问题,并提出相关对策建议;方奕华等[5]使用扎根理论对科技成果转化中试效果的影响因素进行研究;王赵琛等[6]采用DEA方法对24所高校的科技成果转化效率进行分析;陈媛等[7]采用秩相关系数法对山东省地级市科技成果转化能力及科技投入、成果产出、转化过程、经济效益、结构优化等进行评价;李丽红等[8]从内、外部两方面对中试基地绩效进行分析,构建八维绩效评价指标体系,对基地绩效得分进行等级划分;郭蕾[9]以北京大学为例,分析高校科技成果转化效率;霍国庆[10]提出科技成果转化的两种基本模式,即创新驱动模式和需求拉动模式;叶锐等[11]基于我国中试基地建设的理论分析,探讨了“科学家+企业家+工程师”模式在中试产业基地建设中的作用。上述研究尽管对中试基地建设评价有所涉及,但缺乏理论分析与实践分析的紧密结合,研究针对性还有待提高。本研究以促进理论与实践相结合为目的,选取山东省177家中试基地为研究对象,对中试基地建设现状及分布特征进行分析,并利用数据包络分析法对中试基地建设效益进行评价,分析其存在的问题,探究中试基地建设效益的提升路径,为促进山东省中试基地高质量发展、提升科技成果转化水平与效率提供依据。

1 山东省中试基地建设现状

1.1 中试基地建设空间特征

山东省科技成果转化中试基地建设呈现以济南和青岛为核心、“双核引领”带动全省共同发展的局面。整理山东省科技成果转化服务平台提供的数据可知,山东省现有177家中试基地,具体布局如图1所示。其中青岛31家,济南27家,分别占全省的19%、17%;德州、泰安、济宁、淄博、潍坊、威海等市中试基地数量处于全省中游,有扩充态势;菏泽、滨州、东营三市的中试基地数量偏少;聊城、枣庄、临沂、日照、烟台等市中试基地建设稍显滞后;平台尚未收录烟台市中试基地建设相关信息。总体上,中试基地建设呈现分布广泛的特征。

图1 山东省中试基地建设分布地图

1.2 中试基地法人类型结构特征

山东省中试基地按所属法人类型分为高校、事业单位、社会团体、企业及新型研发机构等。其中,企业最多,占比高达76.27%;其次是事业单位类型,占比20.34%;高校与社会团体较少,占比仅0.56%;新型研发机构占比虽然不高,但有扩充态势。

企业类型的中试基地包含国有企业、民营企业、合资企业等,集中于科技、生产类行业领域,以提高企业竞争力、增加产品附加值为目标。这些中试基地模拟企业实际生产所需的物理空间,保障科技成果在实际生产前的产业化过渡,降低成本投入风险。由于当前大多数中小企业担心中试失败风险,中试基地一般集中分布于大中型企业。

事业单位类型的中试基地更加贴近市场需求,产学研合作更加密切。高校是我国科技成果重要来源之一,50%以上的专利出自高校[12]。高校科技、人才、设备等资源丰富,具有创新基础和创新潜力,与企业联系较为紧密,在高校内建设中试基地可解决科研方向、项目成果与行业需求相匹配等问题,是中试人才的重要培养基地。

1.3 中试基地行业分布特征

山东省中试基地涉及领域行业种类丰富,基于词频视角绘制词云分布图,多次出现的领域位于词云图的中间部位,词频与字号呈正相关。从词云分布图(图2)可以看出:山东省中试基地涉及行业领域基本覆盖3次产业,其中现代农业、新材料、精细化工、高端装备、生物医药和化工新材料等行业出现频率较高,资源开发、交通运输、中药医养健康、半导体、公共事业等行业处于边缘地带;中试基地行业分布与山东省产业体系基本一致,农业、农产品加工、医药制造业、材料化工、海洋产业、电子信息、科技信息服务业等领域重点发展,新能源、新材料、生物医药、先进制造等领域也呈现快速发展态势。

图2 山东省中试基地涉及行业领域词云图

1.4 中试基地建设投入与产出比较

从资产规模、基础设施、技术装备、人员组成、中试成果数量以及对外服务收入等方面对山东省中试基地建设投入与产出进行分析。山东省中试基地总资产合计857.8亿元,从法人类型来看,新型研发机构资产均值占总体均值的50%,事业单位资产均值占总体均值40%,高校和社会团体资产规模较小,表明这几类中试基地资产规模不大;企业类型相对较少。从基础设施建设来看,山东省中试基地建设总面积达9 360.5万m2,中试技术装备总值达到93.69亿元,平均技术装备原值金额比较如下:企业>事业单位>新型研发机构>高校>社会团体法人,表明企业类型中试基地在资产规模、技术装备上具有显著的比较优势。从人员队伍组成来看,不同地级市的人才投入情况不同(图3),济南、青岛是人才首选城市,其次是东营、泰安、潍坊和淄博;副高职称人才比例低于研究生学历比例。从人员总数来看(图4),威海中试基地人员总数最高,其次是济南、青岛和泰安,反映出这几个城市在人才总量上的优势。

图3 山东省中试基地建设人才队伍组成

图4 山东省中试基地人员总数

山东省177家中试基地近3年中试科技成果产出共计3 828件,对外中试服务收入共459 070万元。2022年以来,山东省科技成果转化贷款投放高达128亿元,占历史累计投放量的30%。根据山东省科学技术厅的历年登记成果绘制山东省科技成果数折线图(图5),山东省科技成果数量变化可分为3个阶段:第一阶段为平稳期(2013-2016年),该时期山东省科技成果数量变化较稳定;第二阶段为衰退期(2017-2018年),科技成果数量呈下降趋势,是山东省科技水平的低谷时期;第三阶段为复苏期(2018-2022年),经历了低谷期的调整,这一阶段的科技成果数量增长且态势向好,达到甚至超过以往最佳水平。

图5 2013-2022年山东省中试科技成果变化

2 山东省中试基地建设效益评价

中试基地建设水平是地区科技创新实力的重要体现,当前不仅要重视科技成果数量,还要重视科技成果转化的水平与效率。

本研究采用数据包络分析法测量山东省中试基地的科技成果转化效益。数据包络分析法又称效益评价法(DEA),由美国著名运筹学家A. Charnes& W. W. Cooper于1978年提出,是运用数学工具评价经济系统生产有效性的非参数方法,对多指标投入和多指标产出的部门进行相对有效性的综合评价[13]。数据包络分析法包括多种类型模型,其中最为常见的是CCR模型[14]和BCC模型[15],CCR模型为规模报酬不变模型,而BCC模型为规模报酬可变模型,将综合效益分解为技术效益和规模效益,综合效益反映决策单元投入与产出的结构是否合理,数值为1代表结构相对最优。

通过增加对权重λ的约束条件,建立规模报酬可变模型:

θ为决策单元的效率值,j=1,2,…,n,表示不同的决策单元,其中Ι=(1,1,…,1)1*t,xj表示第j个决策单的投入总量,yj是产出变量,sj-是投入指标的冗余,sj+是产出指标的不足,当θ=1且sj-=sj+=0时,DEA强有效;当θ<1且sj-≠0,或sj+≠0时,非DEA有效。

由于本研究是对中试基地的科技成果转换效率的研究,规模报酬可变与一定投入下产出增量等比例变化与否相关。考虑到山东省不同地市科技发展的差异,实际情况与规模报酬不变的理想化模型不符,故使用BCC模型分析山东省中试基地建设的投入产出效益。投入要素分为资金、技术装备、场地及人员组成4个部分,具体指标为基地总资产、技术装备原值、基地面积、人员队伍组成(人员总数、副高职称以上人数、研究生学历以上人数),产出为近3年科技成果数和对外中试服务收入。如表1所示,剔除基地信息不全的“泰安瑞泰纤维素有限公司分子筛及催化剂研发中试基地”和“新型装配式钢结构建筑自动化智能生产线中试基地”,对剩余的175家中试基地进行分析。

表1 描述性统计分析结果

2.1 有效性分析

首先对175家中试基地进行有效性分析,DEA强有效占样本总数的13.14%,表明该决策单元已达到最佳效益状态;非DEA有效占样本总数的86.86%,表明该决策单元相对投入产出效率较差;无DEA弱有效决策单元。结果显示非DEA有效决策单元数量较多,山东省中试基地建设投入与产出比仍具有较大提升空间。

DEA强有效的中试基地在法人类型分布上,企业类型中试基地约占比80%,事业单位类型中试基地约占比13%,高校和新型研发机构类型中试基地较少,仅有两家;在行业分布上,农业、新材料、微生物发酵酿造、电子信息等行业较多,交通运输、医疗、机械制造等行业较少;在地域分布上,济南中试基地DEA强有效个数占比47.83%,济宁占比13.04%,青岛和滨州各2家,聊城、临沂、威海、德州、潍坊各1家。非DEA有效中试基地在法人类型分布上,企业类型中试基地占比75.66%,事业单位类型占比21.71%;在行业领域上,化工新材料、生物医疗、现代农业、农产品加工业等出现频率相对较高;非DEA有效中试基地地域分布较分散,除未录入的烟台外,仅临沂无非DEA有效基地。

将非DEA有效中试基地的综合效益分解为技术效益和规模效益,技术效益反映受技术要素影响的生产效率,其数值等于1表示投入的技术要素使用合理,数值小于1则表示技术要素的生产效率有提升空间;规模效益反映受规模因素影响的生产效率,满足下式:

综合效益值=技术效益值×规模效益值152家非DEA有效的中试基地中仅8家技术效益值为1,说明目前在技术水平上,中试基地投入要素资源的使用效率较高,但是未能达到综合效益值为1(即DEA有效)的根本原因在于其规模无效,因此改革的重点应在于如何更好地提升其规模效益。DEA综合效益散点图横轴表示所收集的175个中试基地的编号,纵轴为综合效益值。由图6可以看出,DEA强有效的基地分布在散点图的顶端,剩余为非DEA有效单元,所占比例较高,分散在散点图内部偏下部位。

2.2 规模报酬分析

规模报酬固定表示规模达到最优状态,产出与投入无需改动;当规模报酬系数值小于1时,表示规模报酬递增,可扩大规模,加大投入产出比;当规模报酬系数大于1时,表示规模报酬递减,当前规模过大,可适当减少投入。

上述有效性分析中,DEA强有效(综合效益值为1)中试基地中,23家中试基地规模报酬系数为1,规模报酬固定;规模报酬递减的有7家,分布在青岛、济南、淄博,泰安等地,其中事业单位法人类型有5家。其余145家中试基地为规模报酬递增,可以适当扩大规模,加大资金、技术及人员投入,以获得更高收益。

2.3 投入与产出分析

针对非DEA有效的中试基地,可以进一步分析其投入冗余和产出不足等情况。松弛变量S-表示基于当前产出,需要减少投入量;S+表示基于当前投入,需要增加产出量。投入冗余即投入过多,可以适当减少当前投入,提高效率,避免造成不必要的浪费。根据投入冗余率对应的数值进行分析,其值越大,意味着需要减少的比例越多。产出不足率为“产出不足”数量与“已产出”数量之比,其比值越大,说明需要产出增加的比例越大。

对175家中试基地的投入冗余进行分析,中试基地总体投入冗余现象较好,大部分处于投入正常偏低水平。投入冗余率指标超过50%的基地有6家(表2),所有基地的副高职称及以上人数、研究生学历及以上人数等指标均未表现出冗余。中试基地产出不足较为严重,近3年约20%中试基地对外服务收入指标产出不足率较大,特别是科技成果数量产出仅占基地总数的2.86%。

3 山东省中试基地建设存在的问题分析

3.1 中试基地产出效益不够高

中试基地是促进科技创新走向产业化的关键因素之一,但其具有较高风险性。当前山东省中试基地产出效益不高且规模较小,企业、高校、科研院所等各方参与积极性不高,中试环节投资金额远低于研发及生产投资金额,影响了科技成果转化及产业发展。中试基地主要分布于济南、青岛等地,空间差异显著,可能会导致中试资源浪费、创新和发展机会受限等问题。

3.2 中试基地建设不够充分

人才投入是中试基地建设及科技创新的动力与源泉。研究结果显示,山东省中试基地研究生及以上和副高职称及以上人才不足,缺少高素质技术性人才;创新投入不足,部分技术装备老化,闲置率较高;中试产业化效率总体不高,投入产出失衡现象明显。

3.3 中试基地竞争力不够强

根据177家中试基地行业领域分析结果,全省中试基地行业类型分布广泛,但具有较强竞争力的中试基地不多,缺少优势领域;中试科技成果数量较少,中试服务收入不高;中试基地缺乏与链主企业的对接与沟通,服务能力不强,作为科技成果转化的中间环节,作用发挥不够充分。

3.4 中试基地建设政策体系不够完善

对于科技创新平台、科技成果转化、中试基地建设等政策认识还不够充分,投资审批和监管政策不够明晰,中试环节受到限制;由于中试风险比较高,相关部门为避免承担责任,出现制度空缺;缺乏保障机制和鼓励性政策,不能满足科技产业化和商业化需求,影响科技成果转化“最后一公里”的完成。

4 山东省中试基地建设效益提升路径

中试基地是企业、高校及政府等多方主体共同参与的结果,是科技成果产业化的必经之地,生产制造领域的重要抓手,提升科技成果转化效率的重要手段。提升中试基地建设效益能够有效加速科技成果产业化、商业化进程,为山东省实施科技强省战略提供有力支撑。基于上述问题,提出以下提升路径。

4.1 强化中试建设意识

要充分利用互联网技术平台,发布相关政策及制度,加强对中试基地、中试熟化、中试环节等知识的普及与宣传,进一步了解科技成果转化、技术转移服务、中试服务等实施细则。强化中试意识,发挥政府引导作用,通过多渠道宣传,提高科技成果转化的影响力,并开展多形式的中试基地建设理论与实践培训,提高中试基地建设的积极性。促进中试需求系统建设,高效对接客户与中试,增强中试基地的服务职能。同时,促进中试基地之间的技术创新合作交流,实现领域互补,完善创新合作网络,合理规划和管理中试基地,提升科技成果转化水平。

4.2 保障科技研发投入

注重对资金、设备、人才、技术的投入。完善资金来源,优化硬件基础设施建设,加大对中试设备的盘活。针对设备老化问题,实现设备资源共享,降低闲置率。加大对高职称、技术性人才的引进力度,注重制定、完善人才培养体系。促进高校与科研院所、企事业单位的相互流动,推动基地与科研成果、产业政策等的结合,通过引入社会资本、共同建设等方式,加大激励力度,调动企业积极性,促进多方共建共享中试基地。

4.3 聚焦主要特色产业

立足当下产业需求,围绕主导产业、优势产业,优化中试基地布局。对现代农业、制造业、高新技术产业等加大中试基地建设力度,提高中试服务能力,促进优势行业中试联盟建设。根据产业发展规划,明确中试基地建设方向,建设中试共享平台,提升区域科技创新能力。对于产出不足问题,根据实际情况确立科技成果转化目标,明确转化成果的类型、数量和质量要求。加强技术市场需求调研,深入了解山东省市场需求和行业趋势,有针对性地开展科技成果转化研究,使得转化成果更具有市场竞争力。

4.4 增强中试政策支持

完善山东省科技成果转化全链条服务体系,加强科技创新管理,积极发挥再放贷、再贴现等政策激励,加强对中试基地建设的政策支持。对纳入备案的中试示范基地,通过财政资金和风险投资的方式,在资金、土地、科研及人才队伍方面给予相应的政策扶持,推动科技成果产业化和商业化进程。优化科技成果转化机制和激励措施,激发科研人员的积极性和创造力,健全中试知识产权保护体系,加强知识产权的申请、保护和运营管理,为科技成果转化提供法律和商业价值保护,保障中试基地相关利益和合法权益。

5 结语

中试基地建设作为我国科技成果转化的桥梁和纽带,可将实验室中的成果推向行业应用,以更好地适应市场需求,缩短科技成果从研究到生产的时间和距离,实现技术与市场的紧密结合。本研究有针对性地选择处于产业转型关键时期的山东省为研究对象,定量评价其中试基地建设现状及分布特征,并运用数据包络分析法对中试基地建设效益进行评价,总结山东省中试基地建设存在问题并提出提升路径,为促进中试基地建设发展提供支撑。

通过现状特征分析和DEA分析发现:山东省中试基地建设呈现以济南、青岛为核心、“双核”引领的态势,非DEA有效中试基地占比较大,相对投入产出效率处于较低水平;超过八成的中试基地表现出规模报酬递增趋势,投入冗余现象较好,大部分基地处于投入正常偏低水平;山东省中试基地建设总体存在产出效益较低、投入产出效率不高、政策体系不够完善等问题,应强化中试基地建设意识、保障科技研发投入、聚焦主要特色产业、增强中试基地政策支持,以实现中试基地建设的高质量发展。