基于因子分析定权法的中国制造业技术创新能力研究

摘　要：本文在建立中国制造业技术创新能力的评价指标体系的基础上，运用因子分析定权法，确定各评价指标的权重，然后对中国制造业中的37个行业在各指标上的值进行加权求和，从而得到对中国制造业技术创新能力的评价结果。研究结果表明，科研经费投入强度和科技活动经费投入强度是影响我国制造业技术创新能力的两个最重要的因素。在我国制造业的37个行业中，医药制造业的技术创新能力最强；排在第2到5位的依次是交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、通用设备制造业、专用设备制造业，以及通信设备、计算机及其他电子设备制造业；技术创新能力最差的5个行业依次是家具制造业、黑色金属矿采选业、农副食品加工业、皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业，以及电力、热力的生产和供应业。

关键词：管理；因子分析；因子分析定权法；制造业；技术创新能力

中图分类号：F426.4 文献标识码：A 文章编号：1671-0169(2007)02-0090-06

随着市场竞争的加剧和技术的快速进步，技术创新成为企业生存发展、提升竞争力的基础和力量源泉。国家统计局的相关资料显示，近年来中国制造业的增加值占GDP的比例一直维持在40％以上，制造业为中国带来了一半左右的财政收入。因此，在建设创新型国家的背景下，高度关注制造业的技术创新现状，并努力提高其技术创新能力，无论对于提升制造业企业本身还是整个国家的竞争力、实现可持续发展都有着深远的意义。

一、评价指标体系的建立

技术创新能力研究一直是我国学术界关注的热点，众多学者从不同角度理解技术创新能力，建立不同的评价指标体系。

魏江等(1995)认为应采用R＆D能力、市场营销能力、生产能力和资金能力四个指标度量企业的技术创新能力；黄鲁成等(2005)采用投入能力、研发能力和产出能力作为一级指标对北京制造业的技术创新能力进行了研究；中国矿业大学“企业技术创新能力评价指标体系研究”课题组(2006)依据科学性、可比性、操作性和系统性的原则，建立了由6个一级指标、29个二级指标和42个三级指标构成的企业技术创新能力评价指标体系，其中的6个一级指标为创新资源投入能力、创新管理能力、研发能力、产品生产能力、创新营销能力和创新产出能力。

技术创新能力评价指标呈现出综合化、系统化的特点，但企业在技术创新方面的投入能力、已有的研发能力和表示创新结果的产出能力一直是评价企业技术创新能力的关键指标。考虑到以中国制造业作为评价对象时，指标数据的可获得性，本文以黄鲁成等(2005)评价北京制造业技术创新能力的指标体系为参照，制定了中国制造业技术创新能力评价指标体系^[1](P41-44)(如表1所示)。

二、评价方法

在技术创新能力评价方面，常用的方法有因子分析、模糊数学、数据包络分析(DEA)等等。例如，李廉水、周勇(2005)采用因子分析方法对长三角地区制造业的技术创新能力进行评价；胡恩华(2001)采用模糊数学的方法对企业技术创新能力进行综合评价；王建华、赖明勇(1999)采用DEA模型对中国工业制造业的技术创新情况进行评价。

确定评价指标的权重是整个评价过程的关键环节，也直接影响最终的评价结果，各种评价方法在这方面各有其优点和缺点。模糊数学虽然能够较好地反映评价者的个人偏好和具体评价目的的需要，但却具有主观性过强的缺陷，导致评价结果的说服力降低；DEA模型对各指标权重的确定完全来自客观数据，不受任何外界影响，但却由于客观性过强而使评价结果不符合实际情况，而且还产生了评价指标在不同评价对象上权重不同的问题，导致评价标准不一致。

因子分析定权法是以因子分析为前提和基础的一种确定原始指标权重的方法，它所得到的权重值是指标体系中各个指标的权重，而不是传统因子分析中得到的公因子或主成分的权重^{[2](P309-335)}。因子分析定权法的权重虽然来自客观数据，但由于它以因子分析为基础，而因子分析过程本身在因子个数的确定、提取时已经体现了评价者的主观意识和具体评价问题的需要，因此，因子分析定权法同时具备了客观和主观的特性，是确定指标权重的一种较好的方法，是评价技术创新能力的较好选择。

因子分析定权法的实质是对原始资料进行因子分析的基础上，根据因子负荷来计算各指标的权重。设有P个指标X₁，X₂，…，X_p；m个因子f₁，f₂，…，f_m，f_i在X_j上的负荷为a_ij，则指标X_k的权重W_k的计算可表述如下:

这里，b_ik是将f_i在各变量上负荷的绝对值进行归一化处理而得，相当于用这组变量评价各因子时的权重。c_k是由评价各因子时X_k的权重平权相加而得，而W_k是对C_k归一化处理而得。可见，上述因子分析定权法的实质就是用因子负荷的绝对值作为权重对各因子进行评价，然后将对各因子的评价平权相加作为总评价^{[2](P309—335)}。

因子分析定权法在具体操作时有三种形式。第一种形式是按照上述公式直接计算得到各因子的权重值。第二种形式是将上述公式计算b_ik时的|a_ik|、|a_ij|分别用a_ik、a_ij替代，即用变量与因子之间相关系数平方的归一化结果来计算权重。因为变量与因子之间相关系数的平方表示变量与因子所共有的那部分方差的比例，因此，用这个平方数进行计算更加有意义。第三种形式是在第二种的基础上以各因子的方差贡献为权重得出各因子的最终权重。在因子分析定权法的第一和第二种形式中，各因子是平权的，即权重都相同，而这是不符合实际情况的。为了给各因子赋予不同的权重，可以采用专家评价法和数理法。专家评价法的主观性太强，因此一般采用数理方法，即用各因子的方差贡献来对各因子加权。如果采用这一策略，并用负荷平方计算，则各变量的共性方差就是各变量在总评价中的非归一化权重。所以，在计算权重时，只要对各变量的共性方差进行归一化处理即可^{[3](P121-126)}。

三、中国制造业技术创新能力实证分析

(一)原始数据的收集及处理

按照已经确定的中国制造业技术创新能力评价

指标体系，根据2005年《中国统计年鉴》的分类，收集我国制造业中37个行业2004年的这些指标数据：煤炭开采和洗选业H1，石油和天然气开采业H2，黑色金属矿采选业H3，有色金属矿采选业H4，非金属矿采选业H5，农副食品加工业H6，食品制造业H7，饮料制造业H8，烟草制品业H9，纺织业H10，纺织服装、鞋、帽制造业H11，皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业H12，木材加工及木、竹、藤、棕、革制品业H13，家具制造业H14，造纸及纸制品业H15，印刷业和记录媒介的复制H16，文教体育用品制造业H17，石油加工、炼焦及核燃料加工业H18，化学原料及化学制品制造业H19，医药制造业H20，化学纤维制造业H21，橡胶制品业H22，塑料制品业H23，非金属矿物质制品业H24，黑色金属冶炼及压延加工业H25，有色金属冶炼及压延加工业H26，金属制品业H27，通用设备制造业H28，专用设备制造业H29，交通运输设备制造业H30，电气机械及器材制造业H31，通信设备、计算机及其他电子设备制造业H32，仪器仪表及文化、办公用机械制造业H33，工艺品及其他制造业H34，电力、热力的生产和供应业H35，燃气生产和供应业H36，水的生产和供应业H37。数据收集结果列表如下(如表2所示)。

将表2中的数据输入SPSS 13.O进行因子分析，得到的KMO值为0.82，表明上述8个指标之间存在的相关关系适合因子分析；此外，巴特莱特球体检验的结果表明，上述8个指标的相关系数矩阵与单位阵的显著性差异水平为0.00，说明上述8个指标的相关系数矩阵与单位矩阵有显著性差异，也适合因子分析。KMO和巴特莱特两项指标的数值都表明，对上述数据进行因子分析是可行和合理的。因此，可以进一步进行以因子分析为基础的因子分析定权法的处理。

按照因子分析定权法的第三种操作形式，各个指标的共性方差的归一化结果，即为它的权重。

首先，根据SPSS的处理结果，求出这8个指标的共性方差(如表3所示)。

其次，对上述8个指标的共性方差进行归一化处理。由于按照因子分析定权法的原理，归一化的结果就是各指标的权重，因此各指标的权重可直接用它来表示(如表4所示)。

根据求得的8个评价指标的权重，将37个行业的指标值进行加权求和，即得到其技术创新能力得分(如表5所示)。

根据表5所示的技术创新能力得分，对中国制造业37个行业的技术创新能力进行排序(如表6所示)。

(二)分析及讨论

从表6所示的中国制造业技术创新能力排序结果来看，技术创新能力排在前10位的行业依次是：医药制造业，交通运输设备制造业，电气机械及器材制造业，通用设备制造业，专用设备制造业，通信设备，计算机及其他电子设备制造业，化学原料及化学制品制造业，仪器仪表及文化、办公用机械制造业，橡胶制品业，黑色金属冶炼及压延加工业。在这10个行业中，除了排在第一位的医药制造业以外，其他9个行业都可以认为是机械制造业。这说明，在我国制造业中，技术创新能力较好的是机械制造业。

我国机械制造业技术创新能力较好的原因有两个：第一，我国工业的发展历史和基础。我国从20世纪50年代开始大规模发展工业以来，很长时间都集中发展重工业，而重工业中占主体的是机械制造业。长期的积累和发展使我国的机械制造业拥有大量的生产资源和科技人才资源，从而使机械制造业的技术创新基础比较好。第二，机械制造业的企业一般具有规模大、资金实力雄厚的特点，这使得这些企业有能力投入资源进行研发和技术创新。由于在评价指标体系中，研发投入强度的权重最大，所以，在研发投入强度方面表现良好的机械制造业，自然就会在最后的技术创新能力得分方面占有优势。因此，在良好的基础和资源投入能力共同作用下，我国机械制造业的技术创新能力在整个制造业中排在了前列。

特别需要注意的是，技术创新能力排在第一位的是医药制造业。它是一个以科技为基础和支撑，依靠技术创新来开发新产品，满足客户需求的特殊行业。因此，从其行业本身的性质和生存环境出发，医药制造业的企业势必高度重视研发和技术创新，保证科研人员和资金的投入力度。此外，医药制造业的员工规模不如机械制造业大，与技术创新有关的专职人员占员工总数的比重一般比较高。这些都使得医药制造业可能拥有较强的技术创新能力。

在本文的分析结果中，技术创新能力排在最后5位的行业依次是：家具制造业，黑色金属矿采选业，农副食品加工业，皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业，以及电力、热力的生产和供应业。

在技术创新能力最差的这5个行业中，家具制造业、黑色金属矿采选业以及电力、热力的生产和供应业都与能源的利用有密切关系。这三个行业的技术创新能力较差，与长期以来对技术创新的重视不足，以及技术创新基础薄弱有关。另外，也与这三个行业的技术创新难度有关。家具制造业、黑色金属矿采选业以及电力、热力的生产和供应业是非常典型的劳动密集型行业，员工中从事一线生产活动的占绝大多数。因此，科技人员所占的相对比重较低。更为重要的是，由于这三个行业都属于大规模生产行业，其技术创新的难度、风险都比较大，与医药制造业相比，产生技术创新成果，如发明专利的可能性和数量都不占优势。这些都是造成这三个行业技术创新能力不理想的原因。

最后，农副食品加工业，以及皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业的技术创新能力较差也主要是由行业本身的性质和技术创新基础薄弱造成的。

四、结论与建议

第一，根据本文中因子分析定权法的计算结果，在技术创新能力评价体系中，科研经费投入强度的权重最大，其次是科技活动经费的投入强度。这表明，技术创新的投入强度是影响一个行业技术创新能力最重要的因素。因此，为了提高一个行业的技术创新能力，必须继续加强行业和企业在科研和科技活动方面的投入。国际上的经验也表明，如果一个企业的研发经费投入强度小于1％时，该企业将难以生存；达到2％时，勉强可以生存；只有达到5％以上的企业才有竞争力。因此，为了在激烈的国际竞争中提高我国制造业的竞争力，建议制造业各企业继续加强研发经费和科技活动经费方面的投入。这种投入对增强企业创新能力将产生深远影响。

第二，政府、企业和社会共同努力，鼓励与保证技术创新行为的发生和持续。企业的技术创新行为最根本的目的是为企业追求经济利益最大化服务。也就是说，只有能够给企业带来经济利益的技术创新行为才会发生，并且才有可能持续发生。因此，保证企业的技术创新行为能够给企业带来应得的利益，是促进与保持企业技术创新行为最根本的基础和源泉。做到这一点，需要政府、企业、社会的共同努力和参与。在具体实施中，可以以知识产权保护为手段和载体来实现这一目标。

只有让企业的技术创新成果获得相应的知识产权保护，才能保证其技术创新成果不会被他人盗用，才能使企业为了技术创新而付出的资源和风险有所回报。在知识产权保护方面，政府应该发挥调控和监管的作用，制定适合具体行业特征的法律、法规，并严厉打击侵犯知识产权的行为；企业也要提高自身对知识产权的认识，学会用知识产权的方式保护自身的技术创新成果；社会作为企业生存的大环境，应该努力形成一种尊重创新、尊重知识产权、抵制侵犯产权行为的良好氛围，为企业的技术创新行为提供良好的生存空间。只有政府、企业和社会共同努力，为企业解决技术创新后顾之忧，才能使其有更大的动力投入到技术创新当中，从而提高企业与行业的技术创新能力和竞争力。

(责任编辑：燕 祥)

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。