论文部分内容阅读
摘 要：块状经济是浙江经济的一个特色，是支撑浙江省区域经济发展的重要产业组织形态。研究块状经济科技创新绩效评价方法，有利于贯彻和落实科学发展观，形成强有力的目标导向，有利于深化政府管理体制改革，为我国经济社会发展增加新的动力。针对浙江省块状经济现状，结合国家《高新技术企业认定管理办法》，构建了块状经济科技创新绩效评价指标体系，研究了基于DEA和神经网络模型的绩效评价方法，并缙云带锯床和特色机械装备块状经济的4家龙头企业为例，建立了8×16×16×8×3结构的神经网络绩效评价模型。
关键词：
块状经济；科技创新；绩效评价；数据包络分析法；神经网络模型
中图分类号：F22
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）08-0019-02
块状经济是浙江经济的一个特色，是支撑浙江省区域经济发展的重要产业组织形态。目前，以制造业为主的块状经济已占全省工业总产值的50%以上。但在长期发展过程中，块状经济存在素质性、结构性矛盾，尤其是产业层次低下、创新能力不强、规划引导缺失、平台支撑不力、转型升级缓慢等问题也逐渐显现。为提高块状经济竟争力，加快转型升级，2009年，浙江省政府正式出台《关于加快块状经济向现代产业集群转型升级的指导意见》（以下简称“指导意见”）。提出力争到2012年，全省形成10个左右销售收入超1000亿元、20个左右300-1000亿元、60个左右100-300亿元的产业集群。集群内形成功能完善的专业化分工协作体系、产业公共服务平台和支撑体系、创建一批知名度高的区域产业集群品牌。
研究块状经济科技创新绩效评价方法，构建区域科技创新绩效评价指标体系，有利于贯彻和落实科学发展观，形成强有力的目标导向，有利于深化政府管理体制改革，为我国经济社会发展增加新的动力。因此，对我国科技创新，特别是对浙江省块状经济转型升级，具有重大意义。
1 绩效评价指标体系
块状经济科技创新绩效评价就是对块状经济科技创新系统在投入一定的资源要素（包括有形和无形的），采取科技创新政策后所取得的效果和表现出来的生产效率与社会效益的提高而进行的评价。也就是通过对块状经济创新系统科技创新运行情况的考察，从规模到质量，来检验其在资源配置上是否物尽其用，是否达到了应有的效率，如果不是，则通过分析找出问题出现在那里，进而提出改进的政策建议，使得该块状经济科技创新系统更有效地运行。
针对浙江省块状经济现状，结合国家《高新技术企业认定管理办法》，块状经济科技创新绩效评价指标可以从四个维度进行设计:科技资源配置绩效、科技创新转移绩效、科技创新经济绩效、科技创新社会绩效。
科技资源配置绩效评价指标有科技人员数量和科技经费投入。科技创新转移绩效评价指标有专利数量和科技成果转化情况。科技创新经济绩效评价指标有工业生产总值和高新技术产品比例。科技创新社会绩效评价指标有综合能耗产出率和工业生产总值增长率。
2 评价方法
2.1 数据包络分析法
数据包络分析法（Data Envelopment Analysis，简称DEA）是美国著名的运筹学家A•Chames和W•W•Cooper等学者于1978年在“相对效率评价”概念基础上发展起来的一种新的系统分析方法,该方法主要是通过数学规划计算、比较决策单元之间的相对效率,对评价对象作出评价。
DEA模型假设有n个决策单元（Decision Making Units,简称DMU）,每个决策单元都有m种类型输入（表示对“资源”的耗费）以及s种类型输出（表示消耗了“资源”之后表明“成效”的信息量）。用 X和 分别表示第j0个决策单元DMUj0的第i种输入和第r种类型输出,在基于凸性、锥性、无效性和最小性的公理假设的情况下,DEA模型具有的生产可能集合为:
T=（X，Y）nj=1Xjλj≤X,nj=1Yjλj≥0,j=1,2,……n
由此可以得到DEA模型,又称C2R模型,主要用于评价DMU规模技术的相对有效性:
minθ-εmi=1Si-+sr=1Sr-
s.t.nj=1xijλj+Si-=θxij0i∈1,2,……m（1）
nj=1Yrjλj-Si+=Yxrj0r∈1,2,……s
θ,λj,Si-,Sr+≥0j∈1,2,……n
式（1）中, Si-和Sr+ 分别为松弛变量,ε为非阿基米德无穷小,一般取ε=10-6,式（1）的经济学意义为: λj将各个有效点连接起来,形成有效前沿面,非零的过剩量S+0 或不足量 S-0使有效前沿面可以沿水平和垂直方向延伸,形成包络面。θ表示DMU距离包络面的投影。当θ0=1, S-0=S-0 时,称DMUj0为DEA有效,当θ0=1, S+0=S-0=0时,称DMUjO为弱DEA有效;当θ0＜1, S-0≠0, S-0≠0时,则称DMUj0为非DEA有效。若存在 λj,使nj=1λj=1,则 DMUjO为规模绩效不变;若不存在,使nj=1λj=1,则nj=1λj<1,DMUjO为规模绩效递增,nj=1λj>1,DMUjO为规模绩效递减。
2.2 神经网络法
出于不同的使用目的，现在已有好多种不同的神经网络模型及表征该模型动态过程的算法，如BP（反传）算法、Hopfield算法等等以及它们的改型。由反向传播算法训练的多层感知器是神经网络分类器中最普遍、最通用的形式，相应的网络称之为BP网络。
多层感知器是在输入层与输出层之间增加了一个或几个隐含层，BP算法首先要选取一个目标函数作为网络收敛到其期望值的程度，一般是选网络误差作为目标函数，用在BP算法中的网络误差通常是方差，采用方差的好处是便于计算，其数学表达式为：
EP=12（tpi-Opi）2（2）
式中Ep是第p个表征矢量的误差，tpi是第i个输出神经元的期望值，Opi是第i个输出神经元的实际值。
BP算法是梯度下降训练算法中比较简单的一种，它的中心思想是调整权值使网络总误差最小。当网络误差采用方差函数，输出函数采用sigmoid函数时，网络权值调整按下式：
Δwji=ηδpjOpi （3）
其中η是学习速率，δpj为L层神经元j的误差信号，Opi为L-1层神经元i的输出。误差信号δpj根据所在层的位置不同而不同，它的表示为：
对输出神经元：δpi=（tpi-Opi）Opi（1-Opi）（4）
对隐含层神经元： δpi=Opi（1-Opi）kδpkwkj（5）
δpk代表L+1层神经元k的误差信号。
实际上，在式（4）中经常加入一动量项，以便于在某些问题中加快网络的收敛速度，该动量项考虑了过去权值变化的影响。动量常数 决定了这项的重要性，通过滤掉高频分量，该动量项能使权值空间的误差表面平滑。加入动量项后，权值的调整按下式：
Δwji（n+1）=ηδpjOpi+aΔwji（n）（6）
3 实际应用
缙云县带锯床和特色机械装备产业最早始于上世纪80年代，经过20多年的发展，目前已成为全国最大的带锯床生产基地，整机生产企业30多家，配套企业100多家，从业人员20000多人，2008年实现行业工业产值10多亿元，产销量占国内市场份额的70%左右。2009年列入浙江省产业集群转型升级21个示范区试点。但是，缙云块状经济与发达国家相关产业比较，存在着“三大瓶颈”和“五大差距”。“三大瓶颈”是指缙云带锯床的美誉度在下降、产业集群内没有形成专业化分工配套体系和社会化的公共服务体系建设滞后；“五大差距”是指技术研发能力薄弱、加工制造装备落后、缺少现代化的营销手段、缙云品牌质量层次不一和社会化服务体系缺失。
2009年底，省政府派遣省块状经济转型升级专家服务组入驻缙云县，开展块状经济向现代化产业集群转型升级的科技服务活动。2009年12月，缙云县带锯床和特色机械装备产业集群转型升级实施方案通过省级专家评审。方案指出，经过3年的努力，缙云带锯床和特色机械装备进入国家重点装备制造业的主流配套体系，成为国内领先、世界知名的生产、销售和出口基地。延伸发展的新型金属材料成形及加工产业成为缙云工业经济新的增长点。2009年以来，以省级块状经济科技创新平台为载体,以块状经济转型升级为抓手,以产业技术创新战略联盟为加速器, 全面提升了企业自主创新能力，取得了显著成效。
以缙云带锯床和特色机械装备块状经济的4家龙头企业为例，采用2007年至2010年的有关数据，建立基于神经网络的科技创新绩效评价模型。由于网络的输入到输出并不是一种简单的关系，所以这里采用功能比较强的5层网络作为科技创新绩效评价模型。对于科技创新绩效评价来说，它将受到科技资源配置、成果转移、经济效益和社会效益等多方面因素的影响。其中主要包括科技人员数量、科技经费投入、专利数量、科技成果转化情况、工业生产总值、高新技术产品比例、综合能耗产出率、工业生产总值增长率。在利用神经网络进行评价时，可以将上述数据作为输入，以评价结果作为输出来构建科技创新绩效评价的神经网络模型。根据一般的原则，隐含层结点数目应该大于输入层结点数，因此采用8×16×16×8×3结构网络，其中输入层8个结点，隐含层分别为16、16、8个结点，输出层3个结点。隐含层的激活函数选为双极性Sigmoid函数，输出层为单极性Sigmoid函数。
4 结束语
块状经济创新能力高低日益成为浙江省经济能否获取国际竞争优势的决定性因素。因而如何对块状经济科技创新进行科学绩效评价，并找出创新过程中存在的诸多问题，提出改进的措施，进而提升块状经济科技创新能力就成为浙江省科技创新发展过程中一个不可缺少的重要环节。如何对块状经济科技创新做出正确的评价，将直接关系到浙江省块状经济转型升级，影响浙江省“制造大省”向“制造强省”的转变速度。具体表现如下:
（l）进行块状经济科技创新绩效评价是块状经济自身不断发展的内在需要。对块状经济创新系统来说，没有创新就没有发展。只有不断投入新知识、新技术、新思想才能保持前进的动力。然而只有通过创新绩效分析与评价才能知道投入为块状经济创新系统带了多少收益，在哪些地方存在着哪些问题，只有了解优势劣势才能更好的制定未来的发展策略，为自己创造更好的创新发展环境。
（2）进行块状经济科技创新绩效评价是整个社会的需要。资源节约型和谐社会强调一种人与自然协调的可持续发展道路。当前块状经济的发展已逐步由粗放型经济模式向集约型经济模式转变，块状经济创新系统创新发展的成果和效益不能仅仅体现在经济收益上，更要强调对资源的合理有效使用，提高与自然环境、社会环境的协调型和融合度，突出社会效益的取得。而对块状经济科技创新进行系统分析和综合绩效评价，不仅有利于充分揭示块状经济科技创新发展过程中内在规律，科学地认识区域自身的科技创新状态，进而分析影响块状经济科技创新的主要因素和块状经济科技创新资源的使用效率，从而使块状经济逐步对创新系统进行改进；还有利于块状经济根据自身的状况及时采取最有效的科技创新战略，保持和提高竞争优势，获得最佳经济效益和社会效益。
参考文献
［1］陶四海, 赵国杰, 韩彩欣, 张卫东. “区域科技创新评价体系的建构”［J］. 科技与管理
, 2009,（4）: 136-139.
［2］ 鞠树成. “山东省科技创新绩效评价与分析”［J］. 创新论坛
, 2006,（3）: 15-18.
［3］ 潘雄锋, 陈悦. “振兴老工业基地科技创新效益分析”［J］. 科技管理研究,2005,（4）: 60-62.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
关键词：
块状经济；科技创新；绩效评价；数据包络分析法；神经网络模型
中图分类号：F22
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）08-0019-02
块状经济是浙江经济的一个特色，是支撑浙江省区域经济发展的重要产业组织形态。目前，以制造业为主的块状经济已占全省工业总产值的50%以上。但在长期发展过程中，块状经济存在素质性、结构性矛盾，尤其是产业层次低下、创新能力不强、规划引导缺失、平台支撑不力、转型升级缓慢等问题也逐渐显现。为提高块状经济竟争力，加快转型升级，2009年，浙江省政府正式出台《关于加快块状经济向现代产业集群转型升级的指导意见》（以下简称“指导意见”）。提出力争到2012年，全省形成10个左右销售收入超1000亿元、20个左右300-1000亿元、60个左右100-300亿元的产业集群。集群内形成功能完善的专业化分工协作体系、产业公共服务平台和支撑体系、创建一批知名度高的区域产业集群品牌。
研究块状经济科技创新绩效评价方法，构建区域科技创新绩效评价指标体系，有利于贯彻和落实科学发展观，形成强有力的目标导向，有利于深化政府管理体制改革，为我国经济社会发展增加新的动力。因此，对我国科技创新，特别是对浙江省块状经济转型升级，具有重大意义。
1 绩效评价指标体系
块状经济科技创新绩效评价就是对块状经济科技创新系统在投入一定的资源要素（包括有形和无形的），采取科技创新政策后所取得的效果和表现出来的生产效率与社会效益的提高而进行的评价。也就是通过对块状经济创新系统科技创新运行情况的考察，从规模到质量，来检验其在资源配置上是否物尽其用，是否达到了应有的效率，如果不是，则通过分析找出问题出现在那里，进而提出改进的政策建议，使得该块状经济科技创新系统更有效地运行。
针对浙江省块状经济现状，结合国家《高新技术企业认定管理办法》，块状经济科技创新绩效评价指标可以从四个维度进行设计:科技资源配置绩效、科技创新转移绩效、科技创新经济绩效、科技创新社会绩效。
科技资源配置绩效评价指标有科技人员数量和科技经费投入。科技创新转移绩效评价指标有专利数量和科技成果转化情况。科技创新经济绩效评价指标有工业生产总值和高新技术产品比例。科技创新社会绩效评价指标有综合能耗产出率和工业生产总值增长率。
2 评价方法
2.1 数据包络分析法
数据包络分析法（Data Envelopment Analysis，简称DEA）是美国著名的运筹学家A•Chames和W•W•Cooper等学者于1978年在“相对效率评价”概念基础上发展起来的一种新的系统分析方法,该方法主要是通过数学规划计算、比较决策单元之间的相对效率,对评价对象作出评价。
DEA模型假设有n个决策单元（Decision Making Units,简称DMU）,每个决策单元都有m种类型输入（表示对“资源”的耗费）以及s种类型输出（表示消耗了“资源”之后表明“成效”的信息量）。用 X和 分别表示第j0个决策单元DMUj0的第i种输入和第r种类型输出,在基于凸性、锥性、无效性和最小性的公理假设的情况下,DEA模型具有的生产可能集合为:
T=（X，Y）nj=1Xjλj≤X,nj=1Yjλj≥0,j=1,2,……n
由此可以得到DEA模型,又称C2R模型,主要用于评价DMU规模技术的相对有效性:
minθ-εmi=1Si-+sr=1Sr-
s.t.nj=1xijλj+Si-=θxij0i∈1,2,……m（1）
nj=1Yrjλj-Si+=Yxrj0r∈1,2,……s
θ,λj,Si-,Sr+≥0j∈1,2,……n
式（1）中, Si-和Sr+ 分别为松弛变量,ε为非阿基米德无穷小,一般取ε=10-6,式（1）的经济学意义为: λj将各个有效点连接起来,形成有效前沿面,非零的过剩量S+0 或不足量 S-0使有效前沿面可以沿水平和垂直方向延伸,形成包络面。θ表示DMU距离包络面的投影。当θ0=1, S-0=S-0 时,称DMUj0为DEA有效,当θ0=1, S+0=S-0=0时,称DMUjO为弱DEA有效;当θ0＜1, S-0≠0, S-0≠0时,则称DMUj0为非DEA有效。若存在 λj,使nj=1λj=1,则 DMUjO为规模绩效不变;若不存在,使nj=1λj=1,则nj=1λj<1,DMUjO为规模绩效递增,nj=1λj>1,DMUjO为规模绩效递减。
2.2 神经网络法
出于不同的使用目的，现在已有好多种不同的神经网络模型及表征该模型动态过程的算法，如BP（反传）算法、Hopfield算法等等以及它们的改型。由反向传播算法训练的多层感知器是神经网络分类器中最普遍、最通用的形式，相应的网络称之为BP网络。
多层感知器是在输入层与输出层之间增加了一个或几个隐含层，BP算法首先要选取一个目标函数作为网络收敛到其期望值的程度，一般是选网络误差作为目标函数，用在BP算法中的网络误差通常是方差，采用方差的好处是便于计算，其数学表达式为：
EP=12（tpi-Opi）2（2）
式中Ep是第p个表征矢量的误差，tpi是第i个输出神经元的期望值，Opi是第i个输出神经元的实际值。
BP算法是梯度下降训练算法中比较简单的一种，它的中心思想是调整权值使网络总误差最小。当网络误差采用方差函数，输出函数采用sigmoid函数时，网络权值调整按下式：
Δwji=ηδpjOpi （3）
其中η是学习速率，δpj为L层神经元j的误差信号，Opi为L-1层神经元i的输出。误差信号δpj根据所在层的位置不同而不同，它的表示为：
对输出神经元：δpi=（tpi-Opi）Opi（1-Opi）（4）
对隐含层神经元： δpi=Opi（1-Opi）kδpkwkj（5）
δpk代表L+1层神经元k的误差信号。
实际上，在式（4）中经常加入一动量项，以便于在某些问题中加快网络的收敛速度，该动量项考虑了过去权值变化的影响。动量常数 决定了这项的重要性，通过滤掉高频分量，该动量项能使权值空间的误差表面平滑。加入动量项后，权值的调整按下式：
Δwji（n+1）=ηδpjOpi+aΔwji（n）（6）
3 实际应用
缙云县带锯床和特色机械装备产业最早始于上世纪80年代，经过20多年的发展，目前已成为全国最大的带锯床生产基地，整机生产企业30多家，配套企业100多家，从业人员20000多人，2008年实现行业工业产值10多亿元，产销量占国内市场份额的70%左右。2009年列入浙江省产业集群转型升级21个示范区试点。但是，缙云块状经济与发达国家相关产业比较，存在着“三大瓶颈”和“五大差距”。“三大瓶颈”是指缙云带锯床的美誉度在下降、产业集群内没有形成专业化分工配套体系和社会化的公共服务体系建设滞后；“五大差距”是指技术研发能力薄弱、加工制造装备落后、缺少现代化的营销手段、缙云品牌质量层次不一和社会化服务体系缺失。
2009年底，省政府派遣省块状经济转型升级专家服务组入驻缙云县，开展块状经济向现代化产业集群转型升级的科技服务活动。2009年12月，缙云县带锯床和特色机械装备产业集群转型升级实施方案通过省级专家评审。方案指出，经过3年的努力，缙云带锯床和特色机械装备进入国家重点装备制造业的主流配套体系，成为国内领先、世界知名的生产、销售和出口基地。延伸发展的新型金属材料成形及加工产业成为缙云工业经济新的增长点。2009年以来，以省级块状经济科技创新平台为载体,以块状经济转型升级为抓手,以产业技术创新战略联盟为加速器, 全面提升了企业自主创新能力，取得了显著成效。
以缙云带锯床和特色机械装备块状经济的4家龙头企业为例，采用2007年至2010年的有关数据，建立基于神经网络的科技创新绩效评价模型。由于网络的输入到输出并不是一种简单的关系，所以这里采用功能比较强的5层网络作为科技创新绩效评价模型。对于科技创新绩效评价来说，它将受到科技资源配置、成果转移、经济效益和社会效益等多方面因素的影响。其中主要包括科技人员数量、科技经费投入、专利数量、科技成果转化情况、工业生产总值、高新技术产品比例、综合能耗产出率、工业生产总值增长率。在利用神经网络进行评价时，可以将上述数据作为输入，以评价结果作为输出来构建科技创新绩效评价的神经网络模型。根据一般的原则，隐含层结点数目应该大于输入层结点数，因此采用8×16×16×8×3结构网络，其中输入层8个结点，隐含层分别为16、16、8个结点，输出层3个结点。隐含层的激活函数选为双极性Sigmoid函数，输出层为单极性Sigmoid函数。
4 结束语
块状经济创新能力高低日益成为浙江省经济能否获取国际竞争优势的决定性因素。因而如何对块状经济科技创新进行科学绩效评价，并找出创新过程中存在的诸多问题，提出改进的措施，进而提升块状经济科技创新能力就成为浙江省科技创新发展过程中一个不可缺少的重要环节。如何对块状经济科技创新做出正确的评价，将直接关系到浙江省块状经济转型升级，影响浙江省“制造大省”向“制造强省”的转变速度。具体表现如下:
（l）进行块状经济科技创新绩效评价是块状经济自身不断发展的内在需要。对块状经济创新系统来说，没有创新就没有发展。只有不断投入新知识、新技术、新思想才能保持前进的动力。然而只有通过创新绩效分析与评价才能知道投入为块状经济创新系统带了多少收益，在哪些地方存在着哪些问题，只有了解优势劣势才能更好的制定未来的发展策略，为自己创造更好的创新发展环境。
（2）进行块状经济科技创新绩效评价是整个社会的需要。资源节约型和谐社会强调一种人与自然协调的可持续发展道路。当前块状经济的发展已逐步由粗放型经济模式向集约型经济模式转变，块状经济创新系统创新发展的成果和效益不能仅仅体现在经济收益上，更要强调对资源的合理有效使用，提高与自然环境、社会环境的协调型和融合度，突出社会效益的取得。而对块状经济科技创新进行系统分析和综合绩效评价，不仅有利于充分揭示块状经济科技创新发展过程中内在规律，科学地认识区域自身的科技创新状态，进而分析影响块状经济科技创新的主要因素和块状经济科技创新资源的使用效率，从而使块状经济逐步对创新系统进行改进；还有利于块状经济根据自身的状况及时采取最有效的科技创新战略，保持和提高竞争优势，获得最佳经济效益和社会效益。
参考文献
［1］陶四海, 赵国杰, 韩彩欣, 张卫东. “区域科技创新评价体系的建构”［J］. 科技与管理
, 2009,（4）: 136-139.
［2］ 鞠树成. “山东省科技创新绩效评价与分析”［J］. 创新论坛
, 2006,（3）: 15-18.
［3］ 潘雄锋, 陈悦. “振兴老工业基地科技创新效益分析”［J］. 科技管理研究,2005,（4）: 60-62.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”