湖北省科技服务业发展效率测度——基于DEA-Malmquist指数和Tobit模型.pdf
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1、第2 3卷 第1 7期2 0 2 3年 9月 科 技 和 产 业S c i e n c eT e c h n o l o g ya n dI n d u s t r y V o l.2 3,N o.1 7S e p.,2 0 2 3湖北省科技服务业发展效率测度 基于D E A-M a l m q u i s t指数和T o b i t模型王俊杰1,於流芳1,桂振祥2(1.武汉轻工大学 管理学院,武汉4 3 0 0 4 8;2.武汉钢铁集团有限公司,武汉4 3 0 0 8 0)摘要:基于三阶段数据包络分析(D E A)模型并结合M a l m q u i s t指数方法,以湖北省1 2个地级市2
2、 0 1 02 0 1 9年科技服务业为研究对象,对其发展效率及全要素生产率进行测度和分解,并通过T o b i t模型实证分析影响科技服务业发展效率的因素。结果表明,湖北省各地市科技服务业发展差距显著,良好的资源分配机制和科技服务业体系均尚未形成,应当加强资源投入并合理分配,确保规模效率提高与技术进步同步增长,促进地区间深入交流以实现资源共享,真正助推全省科技服务业高质量发展。关键词:科技服务业;D E A-M a l m q u i s t指数;T o b i t模型;发展效率中图分类号:F 7 1 9.9;F 2 2 3 文献标志码:A 文章编号:1 6 7 1-1 8 0 7(2 0
3、2 3)1 7-0 1 5 7-0 8收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 6基金项目:武汉轻工大学校杰出青年基金(2 0 2 0 J 0 7);湖北省教育厅科学技术重点项目(D 2 0 2 0 1 6 0 5)。作者简介:王俊杰(1 9 9 9),女,湖北十堰人,武汉轻工大学管理学院,硕士研究生,研究方向为科技服务创新;於流芳(1 9 8 0),女,湖北黄梅人,武汉轻工大学管理学院,副教授,博士,硕士研究生导师,研究方向为科技创新管理和价值创造;桂振祥(1 9 8 4),男,湖北武汉人,武汉钢铁集团有限公司,高级经济师,研究方向为科技创新管理。科技服务业作为现代服务业的重要组成部分,推动着产
4、业结构优化升级。近年来,中国科技服务业取得良好发展,不断涌现出新的服务模式和服务业态,但总体上来讲,科技服务业仍然处于发展初期,面临着一系列的发展问题。湖北省地理位置得天独厚,加快科技服务业发展是必然选择。党的十八大以来,湖北省认真贯彻落实党的决策部署,为科技服务业明确发展方向发布多项政策文件,已取得不小进步,跻身中部第一,而各地级市间发展差距仍然存在。因此,应探求分析湖北省1 2个地级市科技服务业投入产出效率,并从时间和空间角度分析发展变化趋势,以实现各地市协同发展,推进湖北省科技服务业更高质量发展。1 文献综述科技服务业是现代服务业的重要组成部分,是向社会提供智力服务的新兴产业,也是推动产
5、业结构优化升级的关键产业。加快科技服务业发展有利于转变中国经济发展方式,提升自主创新能力和建设创新型国家1。科技服务业因此引起了众多学者的研究,主要有以下3个方面:1)关于科技服务业发展水平评价的研究。张鹏等2从科技服务业产业规模、科技创新、服务客体、发展潜 力4个 维 度 构 建 指 标 评 价 体 系,采 用C R I T I C赋权法(客观权重赋权法)对3 0个省份2 0 0 72 0 1 6年科技服务业发展水平进行测度;刁伍钧等3以陕西省和全国科技服务业数据为样本,运用模糊综合评价和功效系数法实证研究科技服务业评价体系;于淳馨等4结合城区科技服务业特性构建指标评级体系,利用因子分析和聚
6、类分析法实证研究城区科技服务业发展水平;周慧妮等5筛选指标评价库,利用灰色关联度检验确定最终指标体系,并据此分析湖北省科技服务业发展水平。2)科技服务业集聚效应研究以及集聚效应与科技服务业发展效率之间的联系。王宏起等6运用H D I(赫芬达尔指数HH I的倒数)、区位熵、灰色关联度研究我国省域科技服务业集聚结构特征、区位影响因素;廖晓东等7从空间基尼系数、行业集中度和区位熵3个指标测量我国科技服务业的集聚程度,实证分析集聚情况及特征,指出政府与市场的职能定位;张清正和李国平8考察了我国科技服务业集聚发展态势,探究了经济发展、科技实力等6个方面对集聚发展的影响;李晓龙等9运用空间杜宾模型实证检验
7、科技服务业空间集聚对企业创新效率的空间溢出效应,研究表明前者对后者有明显的提升作用;吴芹和751蒋伏心1 0基于创新价值链视角,构建空间计量模型考察得出科技服务业集聚对相邻地区的知识创新效率有正向溢出作用,对成果转化效率产生“虹吸效应”而对技术研发效率无显著影响。3)科技服务业发展与其他效率关联影响研究。李从欣和李国柱1 1利用固定效应模型实证研究,指出科技服务业发展对绿色经济效率产生正向影响;周中林等1 2建立超效率数据包络分析模型与视窗分析测算长江经济带科技服务业发展效率与生态保护效率,通过空间计量模型分析得出前者对后者有正向影响。综合可见,大多数研究侧重科学服务业发展特征和水平评价、科技
8、服务业发展与其他产业的关联影响以及根据科技服务业发展省域之间的对比研究,得出有关科技服务业差异化发展的特征,发展科技服务业对促进产业转型升级、助推中国经济高质量发展有积极正向作用。但是有关科技服务业发展效率的研究较少,湖北省地处中部地区,分析总结其科技服务业发展情况可以为其他地区提供合理参考。因此,以湖北省1 2地市作为研究主体,探索省内地市州的科技服务业发展水平和效率,期望找到适合地市州发展的科技服务业发展策略,进一步提高发展效率。2 评估方法与理论模型2.1 三阶段D E A模型理论1 32.1.1 第1阶段利用投入产出的原始数据进行初始效率评价。数据包络分析(d a t ae n v e
9、 l o p m e n ta n a l y s i s,D E A)模型有两种不同导向和B C C(B a n k e r-C h a m e s-C o o P e l l s)、C C R(C h a r n e s-C o o p e r-R h o d e s)两个基本模型。C C R是假设决策单元处于固定规模报酬情形下用来衡量总效率的模型,B C C是假设决策单元处于变动规模报酬情形下衡量纯技术和规模效率的模型。由于我国各省市对科技服务业的认识尚处于一个浅显的阶段,因此选择投入导向的B C C(即规模报酬可变)模型来探究湖北省1 2个地级市科技服务业的效率变动情况。对于任一决策单
10、元,模型表示为m i n-(eTS-+eTS+)s.t.nj=1Xjj+S-=X0nj=1Yjj-S+=Y0j0,S-、S+0(1)式中:j=1,2,n为决策单元;n为输入指标个数;X、Y分别为投入、产出向量;为决策单元中投入相对产出的有效利用程度;为引入的非阿基米德无穷小量;为线性组合系数;S+为剩余变量;S-为松弛变量。D E A模型本质上是一个线性规划问题。=1,则决策单元达到有效状态;1,则决策单元为非有效状态。计算得到综合技术效率(T E)=规模效率(S E)纯技术效率(P T E)。2.1.2 第2阶段第1阶段无法区分环境因素、管理无效率和随机误差的影响,故将第1阶段的松弛变量分解
11、成以上3种效应,借助S F A(随机前沿)模型对上述因素项进行回归。根据F r i e d1 4的 想 法,构 造 如 下S F A回 归函数:Sn i=f(Zi;n)+vn i+n i,i=1,2,I;n=1,2,N(2)式中:Sn i为第i个决策单元n项投入的松弛值;Zi为环境变量;n为环境变量的系数;vn i+n i为混合误差项;vn i为随机干扰;n i为管理无效率;v为随机误差项,表示随机干扰因素对投入松弛变量的影响;表示管理因素对投入松弛变量的影响,假 设 其 服 从 在 零 点 截 断 的 正 态 分 布,即N(0,2)。根据S F A回归目的对式(2)做如下调整:XAn i=X
12、n i+m a xf(Zi;n)-f(Zi;n)+m a x(vn)-vn i,i=1,2,I;n=1,2,N(3)式中:XAn i为 调 整 后 投 入;Xn i为 调 整 前 投 入;m a xf(Zi;n)-f(Zi;n)为对外部环境因素进行调整;m a x(vn)-vn i为将所有决策单元置于相同运气水平下。2.1.3 第3阶段保持产出变量不变,运用第2阶段调整后的投入目标变量,再次测算各决策单元效率,得出剔除环境因素和随机因素影响后的效率值。2.2 M a l m q u i s t指数模型D E A模型只能静态分析决策单元效率,不能测算效率值在加入时间因素后的变动趋势,无法进行动态
13、分析。M a l m q u i s t指数模型通过构建相邻两期投入距离函数和产出距离函数的比率,从而对不 同 时 期 的 决 策 单 元 效 率 进 行 评 价,定 义式为851 科技和产业 第2 3卷 第1 7期 TF P C H(xt+1,yt+1,xt,yt)=dt0=(xt+1,yt+1)dt0=(xt,yt)dt+10(xt+1,yt+1)dt+10(xt,yt)1/2=EP E C H(xt+1,yt+1;xt,yt)TE CH(xt+1,yt+1;xt,yt)=SE CH(xt+1,yt+1;xt,yt)PT E CH(xt+1,yt+1;xt,yt)TE CH(xt+1,yt
14、+1;xt,yt)(4)式中:d0为距离函数;t、t+1为两个相邻年份。M a l m q u i s t指数=综合技术效率变化指数技术进步指数=纯技术效率指数规模效率指数技术进步指数。3 指标体系和变量选取选取湖北省1 2个地级市作为决策单元,借鉴先前学者指标评价体系,考虑数据可获得性、可比性以及影响科技服务业行业特性和发展因素的多样性来确定投入产出指标。通过参考周梅华等1 5以及于淳馨等4的科技服务业指标体系,并借鉴刁伍钧等3的做法,确立D E A模型中需剔除的环境因素。具体如下:将科技服务业企业数量、科技服务业从业人员数量、产业职工平均工资作为投入指标;3种专利申请授权数及高新技术产业增
15、加值作为产出指标;人均G D P、科技占比、每万人口高等学校平均在校生数及公共图书馆图书总藏量作为要剔除的环境因素。3.1 投入产出指标相关性分析进行测算前,对数据指标进行相关性检验,保证指标存在高度相关性以及指标选取的合理性。本文利用S P S S软件进行P e a r s o n相关系数检验,结果见表1。表1 各市投入与产出P e a r s o n相关性检验结果投入与产出指标科技服务业企业数量科技服务业从业人员数量产业职工平均工资3种专利申请授权数0.9 5 7*0.9 3 8*0.7 0 3*高新技术产业增加值0.9 1 7*0.9 6 8*0.7 1 2*注:*表示在0.0 1级别(
16、双尾)相关性显著。根据P e a r s o n相关的分类准则,当|r|0.8时,各变量间具有很强的相关性;当0.6|r|0.8时,存在较强的相关性(r为相关系数)。检验结果中,科技服务业投入与产出要素之间存在着较强的正相关性,显著性水平为0.0 1时,这种相关水平是显著的,因此投入产出指标的选取是合理的。3.2 数据来源及说明以2 0 1 02 0 1 9年为研究时间,投入产出指标数据来源于湖北省统计年鉴及各地级市统计年鉴,环境变量数据选取自 中国城市统计年鉴。4 科技服务业效率评估结果及分析4.1 静态分析4.1.1 省级整体角度2 0 1 02 0 1 9年湖北省调整前后技术效率及分解对
17、比见表2。纯技术效率是指保持规模不变,判断各市科技服务业投入资源的利用情况以及技术的应用程度;规模效率则反映投入不变时,实际规模下与最优规模下产出量的差距,规模效率值越大,表明该市越接近最优生产规模1 6。1)调整前第1阶段,3类效率总体都呈现出上升的趋势。2 0 1 6年之前稳步上升,2 0 1 6年之后则先上升后下降;2 0 1 5年湖北省根据国务院印发的 关于加快科技服务业发展的若干意见1 7发布了 湖北省加快科技服务业发展实施方案1 8,一定程度上刺激了科技服务业规模投入,但实际产出并未相应提高反而有所下降,故而导致平均综合技术效率下降,同时,平均技术效率变动主要源于平均规模效率而非平
18、均纯技术效率,规模效率对综合效率的总体水平形成制约。所以为加快科技服务业发展而一味增加投入并不可取,也应当考虑改进技术、提升技术效率以适应规模变化。2)剔除环境因素得到调整后变化情况,平均综合效率值由0.9 0 1下降至0.8 9 5,纯技术效率值上升至0.9 8 5,规模效率同样由0.9 2 1下降至0.9 0 7,纯技术效率的提高未能增加综合效率,规模效率的降低才是阻碍综合效率提升的关键因素。近1 0年湖北省注重提升科技服务业技术能力,加大资源投入并合理利用,但未能得到相应的产出,实际规模下与最优规模下的产出差距较大。表2 2 0 1 02 0 1 9年湖北省调整前后技术效率及分解对比年份
19、T EP T ES E调整前调整后调整前调整后调整前调整后2 0 1 00.8 4 60.8 4 80.9 70.9 7 50.8 6 40.8 6 22 0 1 10.8 2 60.8 2 40.9 6 30.9 6 30.8 5 20.8 4 92 0 1 20.8 8 50.8 8 50.9 8 90.9 9 90.8 9 30.8 8 62 0 1 30.9 1 20.9 0 70.9 8 30.9 8 30.9 2 60.9 2 12 0 1 40.9 0 80.9 1 00.9 8 10.9 8 90.9 2 40.9 1 92 0 1 50.9 2 00.9 2 00.9 8 9
20、0.9 9 10.9 3 00.9 2 92 0 1 60.8 5 50.8 7 10.9 6 50.9 7 70.8 8 50.8 9 12 0 1 70.9 7 70.9 7 10.9 9 20.9 9 40.9 8 40.9 7 72 0 1 80.9 1 60.8 6 60.9 5 40.9 8 30.9 5 90.8 7 82 0 1 90.9 6 70.9 4 60.9 7 70.9 9 10.9 9 00.9 5 4均值0.9 0 10.8 9 50.9 7 60.9 8 50.9 2 10.9 0 7951 王俊杰等:湖北省科技服务业发展效率测度 4.1.2 市级个体角度2 0
21、 1 02 0 1 9年1 2市调整前后效率对比见表3。市级个体调整前,各市科技服务业效率值存在着一定差 异。综 合 效 率 超 过 全 省 平 均 水 平 的 有7个,达到技术有效状态的有3个,为武汉、襄阳和鄂州,而其他9个城市皆处于较为有效状态;规模技术效率呈现出的有效与否与综合效率角度一致,纯技术效率相较于其他两者,有5个城市达到了有效状态。未达到有效状态的地区,大部分技术效率远低于湖北省整体平均值,较高的纯技术效率也未能有效弥补规模效率低下带来的不足,这些地区更多的要注意提高产出,缩小实际与最优规模下的产出差距。对比1 2地市调整前后变化情况,多地市综合效率降低,与湖北省整体综合效率降
22、低的原因相一致,技术的提高未能实现最优生产规模。环境因素虽对技术效率有正向作用,但更大程度上对规模效率产生负向影响,从而导致综合效率降低。因此,环境也是影响效率变化的因素之一。表3 2 0 1 02 0 1 9年1 2市调整前后效率对比城市T EP T ES E调整前调整后调整前调整后调整前调整后武汉1.0 0 01.0 0 01.0 0 01.0 0 01.0 0 01.0 0 0黄石0.9 5 40.9 4 30.9 9 60.9 9 80.9 5 70.9 4 5十堰0.9 1 90.9 2 70.9 5 60.9 7 20.9 6 00.9 5 3宜昌0.9 9 80.9 9 01.0
23、 0 01.0 0 00.9 9 80.9 9 0襄阳1.0 0 01.0 0 01.0 0 01.0 0 01.0 0 01.0 0 0鄂州1.0 0 00.9 3 91.0 0 00.9 8 61.0 0 00.9 5 0荆门0.8 4 00.8 3 90.9 2 90.9 4 30.9 0 00.8 8 5孝感0.8 3 30.8 2 60.9 9 31.0 0 00.8 4 00.8 2 6荆州0.8 5 20.8 6 00.9 8 00.9 8 60.8 6 90.8 7 1黄冈0.7 6 00.8 1 30.9 1 20.9 7 90.8 3 60.8 2 8咸宁0.6 7 60.
24、6 6 90.9 5 10.9 4 90.7 0 50.6 9 9随州0.9 8 30.9 3 11.0 0 01.0 0 00.9 8 30.9 3 14.2 动态分析三阶段D E A模型反映的仅仅是静态效率,为了更清晰地反映湖北省科技服务业动态发展效率,运用d e a p 2.1软件测算得出湖北省1 2个地级市2 0 1 02 0 1 9年科技服务业全要素生产率变化及其分解指数1 9,全要素生产率(t f p c h)可分解为技术效率变化(e f f c h)和技术进步变化(t e c h c h)两部分,而技术效率变化可 进一步分解 为纯 技 术 效 率 变 化(p e c h)和规模效
25、率(s e c h)变化,如表4和图1所示。研究 期 内,湖 北 省 全 要 素 生 产 率 平 均 值 为1.0 5 6,平 均 增 长 率 为5.6%,除2 0 1 32 0 1 4年、2 0 1 52 0 1 7年轻微下降表现为负增长,其他几年均处于上升态势,2 0 1 42 0 1 5年增长率最高,达到了2 4.3%。分解指数中,纯技术效率和规模效率与静态变动一致,各市仍在不断探索科技服务业的最佳发展;1 2个 地 级 市 科 技 服 务 业 技 术 进 步 平 均 以3.6%的速度增长,且增长指数大于1的地区多于增长指数小于1的地区,纯技术效率平均增长仅为0.1%,一定程度上制约全要
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