石彩霞

安徽理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽淮南，232001

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基于聚類分析的安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平分析

石彩霞

安徽理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽淮南，232001

在梳理國內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，運用因子分析法、區(qū)位熵和聚類分析法對安徽省技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀進(jìn)行了實證分析，旨在系統(tǒng)全面地考評安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平以及地區(qū)之間的差異。結(jié)果表明，安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平低于全國平均水平，并且各地市技術(shù)創(chuàng)新水平極不平衡，總體呈現(xiàn)出中間高兩端低的局面。針對當(dāng)前格局，建議安徽省應(yīng)加大對科技創(chuàng)新能力落后地區(qū)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)與技術(shù)創(chuàng)新的財政投入，促進(jìn)省內(nèi)各地區(qū)均衡發(fā)展，從總體上提升安徽省的技術(shù)創(chuàng)新水平。

技術(shù)創(chuàng)新；因子分析法；區(qū)位熵；聚類分析法

1　相關(guān)研究

1957年,索洛首先在生產(chǎn)函數(shù)中引入了技術(shù)因素變量，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)增長的最主要動力和源泉是技術(shù)創(chuàng)新，當(dāng)經(jīng)濟(jì)達(dá)到均衡時，總產(chǎn)出和資本的增長率等于勞動力的增長率與技術(shù)創(chuàng)新率之和，突出了技術(shù)創(chuàng)新的重要作用[1]。

在索洛模型的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)學(xué)家放棄了把儲蓄率和技術(shù)創(chuàng)新作為外生變量的假設(shè)，逐漸把技術(shù)創(chuàng)新因素作為內(nèi)生變量引入模型，對實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的原因進(jìn)行解釋，發(fā)展出新增長理論。新增長理論朝著兩個方向發(fā)展：一個方向重點是由羅默開創(chuàng)的技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)生化[2]；另一個方向是對資本概念的拓展，即盧卡斯倡導(dǎo)的引入人力資本因素[3]。

美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Edward J Malecki在1991年提出技術(shù)創(chuàng)新作為一個地區(qū)乃至一個國家發(fā)展的內(nèi)在動力，隨著時間的推移，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供的服務(wù)會越來越明顯[4]。2003年，Gary Conley等人提出依靠技術(shù)創(chuàng)新推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，對美國各個州以及地區(qū)來說，作用越來越重要[5]。

中國自從1978年改革開放以來，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，改變了整個國家的面貌，各行業(yè)、各領(lǐng)域的發(fā)展對技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生了巨大的需求。我國對技術(shù)創(chuàng)新貢獻(xiàn)率的研究自上世紀(jì)80年代初起，大部分基于西方經(jīng)濟(jì)增長理論和研究方法。

榮鵬飛等在剖析產(chǎn)業(yè)變革與技術(shù)創(chuàng)新關(guān)系的基礎(chǔ)上，論述了產(chǎn)業(yè)變革規(guī)律對科技型企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的影響，提出了產(chǎn)業(yè)變革中科技型企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新路徑選擇策略[6]。周青等實證分析了產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟不同矛盾類別及其作用因子間的相關(guān)關(guān)系[7]。宋紀(jì)寧等運用計量經(jīng)濟(jì)學(xué)中回歸分析等方法，論證技術(shù)創(chuàng)新和中國科技金融之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)科技金融在一定程度上促進(jìn)了中國的技術(shù)創(chuàng)新[8]。王永等根據(jù)90個企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新案例，提煉出技術(shù)創(chuàng)新節(jié)點診斷的4種方法和技術(shù)創(chuàng)新路徑選擇的4種類型，并指出了這些診斷方法和創(chuàng)新路徑選擇的適用條件[9]。蔡新蕾等開發(fā)了自主技術(shù)創(chuàng)新測量指標(biāo)體系，并擴(kuò)展了技術(shù)創(chuàng)新分類模式，發(fā)現(xiàn)自主技術(shù)創(chuàng)新行為水平以及漸進(jìn)式或模塊式技術(shù)創(chuàng)新與企業(yè)創(chuàng)新績效正相關(guān)，同企業(yè)突破式或架構(gòu)式技術(shù)創(chuàng)新與企業(yè)創(chuàng)新績效負(fù)相關(guān)[10]。

杜鵬程等研究我國中部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新效率的差異性，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的全要素生產(chǎn)率指數(shù)稍高于全國平均水平，且中部地區(qū)6省發(fā)展并不同步[11]。范群林等用BCC模型與Malmquist指數(shù)法研究發(fā)現(xiàn)，我國西南地區(qū)環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新效率每年均在遞增，但其平均Malmquist指數(shù)每年卻在遞減，并分別從投入與產(chǎn)出的角度分析其中的原因[12]。劉賓采用索洛余值法測算河北省沿海區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新對經(jīng)濟(jì)增長的作用，結(jié)果顯示，河北省沿海區(qū)域資本投入維持較高彈性，技術(shù)創(chuàng)新貢獻(xiàn)率呈下降趨勢[13]。胡宗義等運用非線性STR模型，在綜合高技術(shù)產(chǎn)業(yè)面板數(shù)據(jù)后，實證分析了要素投入與技術(shù)創(chuàng)新之間的關(guān)系，證明了其間存在非線性關(guān)系，并得出了不同發(fā)展水平下影響技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵要素[14]。

綜上，學(xué)界關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新的研究大多是從微觀和宏觀兩個角度入手，無論是哪個層面的研究，都是從投入與產(chǎn)出的角度進(jìn)行測度。但是，技術(shù)創(chuàng)新從投入到產(chǎn)出是一個極其復(fù)雜的過程，僅從投入與產(chǎn)出角度來解釋整個技術(shù)創(chuàng)新過程存在一定的局限性，且整個過程不易測度。本文從技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵出發(fā)，在前人研究的關(guān)鍵要素中選取合適的指標(biāo)進(jìn)行解釋。以安徽省為例，運用區(qū)位熵來獲得其技術(shù)創(chuàng)新水平的相對大小，并從統(tǒng)計學(xué)的角度，運用因子分析法驗證指標(biāo)的合理性和科學(xué)性，結(jié)合聚類分析法深度剖析安徽省各市的技術(shù)創(chuàng)新情況。

2　研究方法

2.1因子分析法

因子分析法是在降維的基礎(chǔ)上保證原始數(shù)據(jù)的真實性而挖掘各原始變量之間的相互關(guān)系，從而簡化數(shù)據(jù)，并探究數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)，發(fā)掘各指標(biāo)變量潛在的內(nèi)部聯(lián)系和隱含的公因子，并通過因子旋轉(zhuǎn)解釋各變量的實際意義。

2.2區(qū)位熵

區(qū)位熵可以測度某一區(qū)域要素的空間分布情況，映射某一產(chǎn)業(yè)部門的專業(yè)化程度。簡單地講，區(qū)位熵反映的是一個相對概念，即一個區(qū)域指標(biāo)變量值和指標(biāo)變量總值與另一區(qū)域相應(yīng)變量比值之比，公式為：

其中，ei為某一區(qū)域指標(biāo)值，e為該指標(biāo)總值，Ei為另一區(qū)域相同指標(biāo)值，E為另一區(qū)域相同指標(biāo)總值。Qi>1，說明當(dāng)前指標(biāo)變量在該區(qū)域?qū)I(yè)化成效上優(yōu)于另一區(qū)域平均水平，數(shù)值越大，表明專業(yè)化成效越高；反之，則越低。本文借助區(qū)位熵，比較安徽省與全國技術(shù)創(chuàng)新水平的集聚度，從而判斷安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平的相對高低。

2.3聚類分析法

研究一個區(qū)域的技術(shù)創(chuàng)新水平，因為要考慮各子區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)、政治、政策和環(huán)境等因素，所以常將相關(guān)指標(biāo)和數(shù)據(jù)劃分為不同的類型分別進(jìn)行研究。本文選用系統(tǒng)聚類分析，將各指標(biāo)各視為一類，并選用Ward's法計算類間距離，研究分析安徽省各地區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新水平[15]。

3　實證分析

3.1評價指標(biāo)構(gòu)建

構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新評價指標(biāo)體系是進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新評價的基礎(chǔ)條件，根據(jù)技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)涵和要素，并參考前人研究結(jié)果，構(gòu)建了技術(shù)創(chuàng)新評價指標(biāo)體系，如表1所示。

表1　技術(shù)創(chuàng)新評價指標(biāo)體系

3.1.1創(chuàng)新投入基礎(chǔ)

創(chuàng)新基礎(chǔ)的衡量指標(biāo)選取X1和X2，這兩項硬性投資指標(biāo)不僅能克服國內(nèi)多采用GDP、國內(nèi)外專利和論文等范圍廣、創(chuàng)新針對性不強(qiáng)的弱點，而且能為技術(shù)創(chuàng)新提供很好的拓展平臺，還能促進(jìn)科研院所和企業(yè)間的互動交流，推動技術(shù)創(chuàng)新水平。

3.1.2自主創(chuàng)新能力

技術(shù)創(chuàng)新同樣離不開人的自主性和積極性，X3是檢測技術(shù)創(chuàng)新人員的參與度和積極性的有效指標(biāo)。

3.1.3創(chuàng)新產(chǎn)出效果

選取X4、X5、X6和X7來衡量技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出效果。在一定程度上，專利并非檢測創(chuàng)新水平的最佳指標(biāo)，但因其數(shù)據(jù)的可獲得性和真實性而備受歡迎。另外，一些企業(yè)出于市場競爭的考慮，重要技術(shù)和專利項目并未公開，而X6和X7能更好地體現(xiàn)創(chuàng)新產(chǎn)出效果。

3.1.4政府支撐能力

政府一直發(fā)揮著“有形的手”的絕對影響力，以各種形式輔助和支持技術(shù)創(chuàng)新水平的健康有序發(fā)展。選用X8和X9不僅能減輕企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)，也能提高企業(yè)對技術(shù)創(chuàng)新參與的活躍度。

3.2因子分析3.2.1變量選取與數(shù)據(jù)處理

基于數(shù)據(jù)的可得性，本文選取R&D經(jīng)費、技術(shù)市場成交額和專利授權(quán)與申請量三個指標(biāo)來判斷安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平的高低?；跀?shù)據(jù)的真實性，此次分析選取《中國統(tǒng)計年鑒》近3年的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2　區(qū)位熵指標(biāo)原始數(shù)據(jù)

此時e和E分別表示安徽省和全國兩個區(qū)域的指標(biāo)總值。將安徽省的技術(shù)創(chuàng)新水平與全國比較，得出安徽省創(chuàng)新水平指標(biāo)值的大小，并以此為研究依據(jù)，進(jìn)一步剖析安徽省各市的發(fā)展?fàn)顩r。其中Q1、Q2、Q3分別表示R&D經(jīng)費、技術(shù)市場成交額和專利的區(qū)位熵。結(jié)合公式與數(shù)據(jù)，得出的結(jié)果如表3所示。

表3　區(qū)位熵結(jié)果表

由表3可以看出，盡管安徽省專利數(shù)(Q3)高于全國平均水平，但其轉(zhuǎn)化能力(市場交易額Q2)卻很低。因此，安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平總體上低于全國平均水平，但從R&D經(jīng)費區(qū)位熵來看，卻有逐漸接近全國平均水平的趨勢。因此，需要考慮安徽省各市的技術(shù)創(chuàng)新水平，從局部到整體，找出安徽省技術(shù)創(chuàng)新的薄弱地區(qū)，以便有的放矢地提升安徽省整體的技術(shù)創(chuàng)新水平。

3.2.2因子檢驗

為驗證指標(biāo)的合理性和科學(xué)性，采用因子分析法，并從《安徽統(tǒng)計年鑒》中獲取近5年的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)檢驗。初始數(shù)據(jù)如表4所示。

表4　各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)

運用SPSS 19.0軟件實行因子分析，并采用主成分分析萃取公因子。公因子選取準(zhǔn)則為特征值大于1，將表2數(shù)據(jù)歸一化處理，最終結(jié)果如表5和圖1所示。

表5提取列給出了兩個公因子的變量共同度，所有的變量共同度都在0.9以上，也就是說，每個變量被提取的公因子說明的程度都比較高，損失的信息較少。結(jié)合圖1碎石圖，得出第三個公因子以后，特征值已開始漸趨平穩(wěn)。

表5　變量共同度

圖1 碎石圖

綜上，指標(biāo)體系中的9個指標(biāo)變量可以較高程度地反映出研究的目的，即指標(biāo)選取是合適的。由SPSS19.0提取的兩個公因子分別是技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)變量(變量X1～X7，反映了技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部投入和產(chǎn)出)和技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)外變量(變量X8和變量X9，反映了政策對于技術(shù)創(chuàng)新的影響)。

3.3聚類分析

由上文分析可知，總體上安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平偏弱。以下分析安徽省各地市技術(shù)創(chuàng)新水平。采用聚類分析法，借助SPSS19.0軟件，取相關(guān)指標(biāo)，基于各地市近3年數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析。

3.3.1指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)上文構(gòu)建的指標(biāo)體系，以下選取6項指標(biāo)作為各地市間聚類分析的依據(jù)，如表6所示。

表6　聚類分析指標(biāo)

根據(jù)所選指標(biāo)，從《安徽統(tǒng)計年鑒》獲取近3年的相應(yīng)數(shù)據(jù)，此處僅列出2014年數(shù)據(jù)(表7)。

表7　2014年各地市各指標(biāo)原始值

3.3.2結(jié)果分析

對表7原始數(shù)據(jù)歸一化后進(jìn)行聚類分析，得到凝聚狀態(tài)(表8)和樹狀圖(圖2)。

表8　凝聚狀態(tài)表

圖2 聚類分析樹狀圖

根據(jù)上述分析過程，得到2014年安徽省各地市聚類分析結(jié)果，如表9所示。

從聚類分析結(jié)果看，第一類城市(合肥)為省內(nèi)發(fā)達(dá)區(qū)和高消費區(qū)。合肥為省會城市，除了享有得天獨厚的政治、經(jīng)濟(jì)、政策和地理等優(yōu)勢條件外，中國科技大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)和安徽大學(xué)等知名高等學(xué)府也坐落于此，為技術(shù)創(chuàng)新儲備了雄厚的人力資本。因此，合肥市技術(shù)創(chuàng)新水平省內(nèi)第一的位置是毋庸置疑的。第二類城市為安徽省經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)區(qū)，技術(shù)創(chuàng)新水平相對薄弱。皖北地區(qū)(阜陽、亳州、淮北、宿州)雖然近幾年經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，但因人口稠密、教育落后以及人才緊缺等原因限制了其技術(shù)創(chuàng)新水平的提高；皖南地區(qū)(黃山、池州、宣城)和皖中地區(qū)(六安、安慶)多為山區(qū)，農(nóng)林旅游業(yè)發(fā)達(dá)，環(huán)境條件良好，但工業(yè)產(chǎn)值低，在追求技術(shù)領(lǐng)域這一塊動力不足。第三類城市屬于安徽經(jīng)濟(jì)中等發(fā)達(dá)區(qū)，也是安徽省重工業(yè)集聚地。蚌埠作為安徽老牌省轄市，近年來發(fā)展勢頭雖然欠佳，但在商貿(mào)、科教、文化和交通等領(lǐng)域仍占據(jù)一定優(yōu)勢。淮南經(jīng)濟(jì)工業(yè)實力居皖北首位，煤炭儲藏量居華東第一，但人力資源的欠缺是制約技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要因素。銅陵和馬鞍山雖在技術(shù)創(chuàng)新水平方面沒有多大貢獻(xiàn)，可兩市人均GDP和R&D經(jīng)費支出近幾年在省內(nèi)均是名列前茅，這些資源為兩市技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。第四類城市(蕪湖)是皖南和皖江地區(qū)綜合實力和發(fā)展?jié)摿H次于合肥的城市。一方面，蕪湖技術(shù)創(chuàng)新水平的提高不僅得益于“合蕪蚌自主創(chuàng)新綜合配套改革試驗區(qū)”政策優(yōu)勢，而且蕪湖開發(fā)區(qū)是國務(wù)院批準(zhǔn)的國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，開發(fā)區(qū)內(nèi)資金充裕、人才殷實、技術(shù)先進(jìn)。在10多年的建設(shè)中，蕪湖開發(fā)區(qū)不僅在汽車零部件、電子電器和新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)揮主導(dǎo)作用，更是對外開放的示范區(qū)、先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)頭羊，為蕪湖市的技術(shù)創(chuàng)新提供了很好的發(fā)展空間。另外，蕪湖技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)出與投入雖僅次于合肥，排名第二，排名第一與第二的城市無法聚到一起，各列一類，說明二者之間還是有很大差距的。由以上分析可知，安徽省區(qū)域間技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展極不平衡的。

表9　2014年各地市聚類分析結(jié)果

4　結(jié) 論

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新密不可分，在對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行探析的基礎(chǔ)上，實證分析了安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平，得出以下結(jié)論：

(1)技術(shù)創(chuàng)新水平的評價是個繁瑣的過程。技術(shù)創(chuàng)新不是指單一技術(shù)的突破與發(fā)展，而是指科學(xué)與技術(shù)水平在與以往相比是否有全面的、系統(tǒng)的、質(zhì)的提升；其次，技術(shù)創(chuàng)新不強(qiáng)調(diào)是否一定產(chǎn)生新的事物，而強(qiáng)調(diào)對當(dāng)前面臨的問題或困境是否具有適應(yīng)性、針對性、創(chuàng)新性。

(2)現(xiàn)階段安徽省技術(shù)創(chuàng)新水平還比較低，且省內(nèi)各地市發(fā)展極不平衡，省內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新水平呈現(xiàn)出中間高兩端低的尷尬局面。因此，政府在保持省內(nèi)中部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新水平持續(xù)提高的前提下，應(yīng)加大其他處于較低水平地區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新投入、創(chuàng)新人才培養(yǎng)以及技術(shù)創(chuàng)新支持政策的傾斜，使得省內(nèi)各地市均衡發(fā)展，從總體上提升安徽省的技術(shù)創(chuàng)新水平。

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[15]汪東華.多元統(tǒng)計分析與SPSS應(yīng)用[M].上海:東華理工大學(xué)出版社,2014:141-170

(責(zé)任編輯：周博)

10.3969/j.issn.1673-2006.2016.10.005

2016-03-21

石彩霞(1991-)，女，安徽安慶人，在讀碩士研究生，主要研究方向：物流與供應(yīng)鏈管理。

F062.9

A

1673-2006(2016)10-0019-06