创新投入滞后效应与创新风险成因分析_系统动力学论文

创新投入的延迟效应与创新风险成因分析，本文主要内容关键词为：成因论文,效应论文,风险论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

       1 引言

       随着全球竞争日趋激烈，越来越多的国家意识到创新在拉动经济增长，提升国家竞争力中的重要作用。企业作为创新的重要主体之一，是国家经济发展的基石与主要力量，不断加大创新投入力度，推进其创新能力的提升，具有重要的战略意义。但是，创新投入面临高风险和不确定性，创新过程时间较长且风险多样，如果最终创新失败，企业将面临巨大的生存压力，甚至导致破产并退出市场，这些都在一定程度上抑制了创新活动的有效开展。现阶段，市场经济的多变性、复杂性以及不确定性，更要求国家和企业必须不断创新以适应市场发展，在激烈的国际竞争中保持优势。近年来，我国R&D经费持续增长，年均增长速度达到20％，R&D人员全时当量的年均增长速度也保持在10％。然而，创新投入强度的持续加大能否带来创新能力的快速提升，成为学术界探讨的热点问题。创新投入高风险的根本原因在于延迟性，即创新的时滞，是指创新行为从创新思想的产生到市场价值实现的全过程。由延迟性导致的延迟效应使得创新过程不确定性增加，影响创新资源的优化配置及创新行为经济效益最大化，进而影响创新能力的提升。本研究以创新投入的延迟性为切入点，对创新投入的延迟时间、延迟效应以及创新风险进行深度剖析，从而对我国的创新风险防范、创新资源优化配置以及创新能力提升等方面的决策提供相应支撑。

       2 研究现状与述评

       在创新能力与创新投入方面，Lang(2012)[1]认为技术创新能力是竞争优势的决定性因素，Griliches(1979，1981)[2-3]提出知识生产函数，将科研过程产出看作是研发资本和人力投入的结果，在此基础上，其他学者进一步指出研发投入是影响竞争优势的重要因素(Porter，2008；Romer，1990；Delios，2001；Kotabe，2002；Qian，2003；Chiao，2006)[4-9]。企业是创新活动的重要主体之一，企业的创新过程可归结为决策(资源)、实施(效率)、实现(效益)(杨宏进，1998)[10]，创新投入分为资金投入与技术人员投入，且创新投入与创新转化效率和企业绩效呈显著的正相关关系(赵晖，2010；陈晓红等，2009；Mahlich，2006；Lee，2009)[11-14]。企业研发强度的决定要素主要包括国内市场规模、企业整体研发能力和研发人员水平等(Athukorala，2010)[15]，而企业在融资方面面临较为严重的信贷约束(Perotti，2004)[16]，所以政策制定者更应关注企业创新投入总量和内部结构(Mario，2009)[17]。中国经济增长与创新投入之间也存在因果关系(范柏乃等，2004)[18]，不同部门科技资源的使用对整个社会科技投入相对效率影响不同，增加企业科研经费支出比例有助于我国科技投入效率的提高(许治等，2005)[19]，王海鹏等(2005)[20]通过误差修正模型的Granger因果检验，甚至发现中国科技投入和经济增长之间存在双向因果关系。

       在创新投入的融资渠道方面，现阶段我国外部筹资环境对企业研发活动影响未达到理想水平(陈仲常等，2008)[21]。其中，政府对企业进行创新资助是十分必要的(解维敏等，2009)[22]，政府直接投资对企业研发具有积极的促进作用(Zhu，2006)[23]，政府拨款资助的稳定性具有显著的正向效果(朱平芳等，2006)[24]。目前，政府用于促进科技创新的科技投入资金使用效率较低(吴芸，2014)[25]，科技投入体制机制方面存在问题，企业科技融资渠道单一，融资困难(俞立平，2013)[26]。要维持经济稳定增长，财政科技投入速度需与经济增长速度相匹配(张优智，2014)[27]，同时将科技投入来源从政府主体向企业主体转变，科技执行结构从大中型企业和科研机构双主体向企业单主体转变(孙玉涛等，2011)[28]，努力推进科技成果转化率的不断提高。

       在创新投入的延迟性方面，Hall等(1986)[29]发现R&D对专利申请的时间滞后呈U型分布，Lev等(1996)[30]则发现R&D效益具有明显滞后性，其效益持续期各行业明显不同。企业创新投入具有明显滞后性(窦鹏辉等，2012；徐欣等，2010)[31,32]，单红梅等(2006)[33]发现中国科技投入滞后期为两年。刘和东等(2006)[34]研究发现，滞后一年，研发投入强度与自主创新能力因果关系不明显；滞后两年，二者之间存在明显的因果关系；滞后三年，则存在双向明显的因果关系。吴瑛等(2006)[35]考虑科技资源投入的滞后性与积累性问题，发现科技投入与经济发展不协调。程华等(2008)[36]认为政府科技资助对企业当年R&D投入有一定挤出效应，而对滞后一年的企业R&D投入有一定的促进作用，说明政府科技资助产生的杠杆作用需要一定的时间。

       风险性是创新的主要特征之一，在创新的不同阶段风险因素不同，但其贯穿于创新活动始终，风险因素可能来自于外部环境的威胁、创新项目的复杂性以及企业自身实力等诸多方面。创新风险是对创新主体造成利益损失的可能性(Yang，2011)[37]，但其对企业具有风险损失和风险收益的双重性(李金生等，2012)[38]，企业要发展就必须创新，所以应在创新与风险之中寻求一个平衡点(Barsh，2009)[39]。创新风险属于投机风险(风险理论把风险分为纯粹风险和投机风险)，其在某种程度上是可以防范和控制的，通过对创新系统的组织管理和风险控制，能够在一定程度上防范和控制风险损失，使创新活动向预期目标发展。

       综上所述，国内外学者对创新能力、创新投入、创新绩效等诸多方面进行了较为系统的研究，但依然存在不足之处，忽视创新投入的延迟性，没有定量测度创新投入的延迟时间，部分研究将延迟时间设定为常数带入模型进行研究，缺乏理论依据，同时由于数据和研究方法的限制，没有对延迟效应进行测定，进而无法度量沉没成本，揭示创新风险的大小。

       基于上述研究，本文将就如下问题进行探索：第一，通过回归模型定量测度延迟时间，使得对延迟效应的研究有据可依；第二，利用系统动力学测定延迟效应，发现沉没成本；第三，量化创新风险并分析其成因，为认识和防范创新风险提供科学依据。

      

       3 研究方法及数据来源

       3.1 研究方法

       利用回归分析方法定量测度延迟时间。计量经济学中最简单而又能说明问题的单变量回归分析方法，实施便捷，分析结果不失一般性，较为可靠，在分析多因素模型时，可以比较准确的计量各个要素之间相关程度与拟合程度的高低，预测效果好。同时，采用时间序列数据进行统计分析，将因素之间的影响作用与时间的影响作用相结合，研究它们连续而又复杂的综合影响。对变量进行延迟时间测定时，利用计量经济学软件Eviews对数据进行处理，检验结果的P值反映了两个要素之间相关程度的显著性，P值即概率，是当原假设为真时所得到的样本观察结果或更极端结果出现的概率，P值越小，说明原假设情况发生的概率很小，结果越显著，变量之间的相关程度越高。

       利用系统动力学方法定量测度延迟效应。作为“战略和策略实验室”，系统动力学提供一种从宏观角度研究事物内部各要素之间的关联关系方法，与其他数学模型和计量方法相比，此方法能够找出系统内部复杂的反馈机制，并能够通过调节系统内部机制达到系统的优化(孟凯中等，2007)[41]。使用系统动力学方法对系统行为进行动态仿真，把握系统变化发展规律和趋势并提出相应的政策建议和措施(陈国卫等，2012)[42]。对我国学者而言更重要的是，对所建模型进行跟踪研究，即对一些实际效果较好的模型进行二次开发(钟永光等，2006)[43]。本研究运用Vensim PLE建立系统动力学模型进行模拟与仿真(张治河等，2014)[44]，运用软件中的延迟函数，输入延迟时间和延迟阶数，对输出数据进行分析，得出研究结论。

       本研究将计量经济学与系统动力学方法相结合，构建创新投入产出的复杂网络系统，包含政府、企业、金融机构等多种创新主体，系统呈现非线性、反馈性以及复杂性的特征。测定创新各阶段的延迟时间，在此基础上定量测度延迟效应，分析创新风险成因并为企业和政府制定相关政策提供科学依据。

       3.2 要素选取及数据来源

       在对延迟时间的测定中，本文采用时间序列数据。在对创新投入的资金筹集延迟时间的测定中，将政府资金、企业资金、金融机构贷款作为自变量，研究与试验发展经费支出作为因变量；在对创新投入与产出延迟时间的研究中，将科技活动经费内部支出总额、研究与试验发展人员全时当量作为自变量，新产品销售收入作为因变量，选用计量经济学中的回归模型进行测定。所选用的数据为全社会科技活动的综合年度数据，原始数据来源于“中华人民共和国国家统计局数据库”和《中国科技统计年鉴》，具体数据年份为2000年至2012年，涉及的经费单位为亿元，人员单位为万人。

       在对延迟效应的研究中，本文运用Vensim PLE建立系统动力学模型。所选要素包括动因要素、指标要素和传动要素。动因要素包括创新投入资金和人员等，通过调节它们影响产出；指标要素包括新产品开发经费支出和新产品销售收入等反应经济效益的因素；传动要素是指中间要素，连接了动因要素和指标要素。所选用的数据为全社会科技活动的综合年度数据，原始数据来源于“中华人民共和国国家统计局数据库”、《中国科技统计年鉴》和《中国统计年鉴》，具体数据年份为2000年至2012年，涉及的经费单位为亿元，人员单位为万人。

       4 实证分析

       4.1 延迟时间测定

       在对延迟时间的测定中，本文将创新过程看作是一个线性模型，线性模型下的创新过程是由前一环节依次向后一环节推进的过程(吴贵生等，2009)[45]。如图1所示，三个阶段分别代表线性模型中创新资金筹集阶段、创新投入阶段和创新产出阶段。第一阶段创新投入资金筹集阶段涉及三个要素的投入，即企业资金、政府资金和金融机构贷款，第二阶段创新投入阶段涉及两个要素的投入，即科技活动经费内部支出总额和研究与试验发展人员投入，第三阶段创新产出阶段本文选用新产品销售收入来衡量创新产出结果，这三个阶段组成创新的资金筹集—创新投入—创新产出的全过程，在三个阶段逐步推进时，存在多种创新风险，风险的不确定性导致沉没成本，它是创新过程中由于时间成本的存在而不可避免的结果。

      

       图1 创新过程延迟性分析的逻辑关系图

       Figure 1 The logic diagram of the analysis On the delayed innovation process

       为了定量测度各个变量之间的延迟时间，根据现有样本建立回归方程(以企业资金为例)：

      

       式中，

为研究与试验发展经费支出，

为企业资金，t为时间下标(t=1，2，3…13)(即样本期为2000-2012年)，ε为误差项，α为截距项，参数β表示自变量对因变量的影响，即反映自变量和因变量的相关关系。根据相关数据，利用Eviews 7.2对上述方程运用回归拟合，进行因果关系检验，在因果关系检验中均假设自变量变化不是引起因变量变化的原因；计算检验结果的P值，P值小于显著性水平时拒绝原假设，要素之间的因果关系显著。一般P＜0.05为显著，P＜0.01为非常显著。结果如表2所示，表中时滞0代表当年，-1代表滞后一年，以此类推。

      

       注：1.相关指标解释来自于中国科技统计年鉴以及国家统计局网站中的相关指标解释。政府资金是指调查单位R&D经费内部支出中来自各级政府部门的各类资金，包括财政科学技术拨款、科学基金、教育等部门事业费以及政府部门预算外资金的实际支出。企业资金是指调查单位R&D经费内部支出中来自企业的自有资金和接受其他企业委托而获得的经费，以及科研院所、高校等事业单位从企业获得的资金的实际支出。金融机构贷款是指从各类金融机构获得的用于科技活动的贷款。研究与试验发展是指在科学技术领域、为增加知识总量、以及运用这些知识去创造新的应用而进行的系统的、创造性的活动，包括基础研究、应用研究、试验发展三类活动。研究与试验发展经费支出指统计年度内全社会实际用于基础研究、应用研究和试验发展的经费支出，包括实际用于研究与试验发展活动的人员劳务费、原材料费、固定资产构建费、管理费及其他费用支出。科技活动经费内部支出总额是指调查单位在报告年度内用于内部开展R&D活动的实际支出，包括用于R&D项目(课题)活动的直接支出、以及间接用于R&D活动的管理费、服务费等，反映科技投入实际完成情况。研究与试验发展人员全时当量是国际上通用的，用于比较科技人力投入的指标，指R&D全时人员(全年从事R&D活动累计工作时间占全部工作时间的90％及以上人员)工作量与非全时人员按实际工作时间折算的工作量之和。新产品销售收入是指企业在主营业务收入和其他业务收入中销售新产品实现的收入。2.表中数值为P统计量，***、**、*分别表示在1％、5％、10％的显著性水平下显著。

       回归结果表明，以政府资金为自变量、研究与试验发展经费支出为因变量的回归在t-3的P值最小，相关性最为显著，说明政府资金到研究与试验发展经费支出的延迟时间为三年。同理，金融机构贷款的延迟时间为两年，企业资金的延迟时间最短。不难发现。时间因素是研究创新投入经济效益的一个非常重要且不可忽略的因素。从创新投入的方式来看，企业资金的延迟时间最短，政府资金的延迟时间最长，金融机构贷款的延迟时间居中。

       科技活动经费内部支出总额到新产品销售收入的延迟时间为三年，说明创新资金投入不可能立即见效，而是要经过一定的时间，在以后的年份中逐步显示其经济效应。这一阶段时间长，创新风险种类较多，容易形成创新阻碍，需要重点监控和防范。研究与试验发展人员与新产品销售收入在t、t-2、t-4时相关性都非常显著，说明科技人员投入与创新产出的相关性强，科技人员投入在很长一段时间内均能提高创新产出，所以从长远来看，加强创新投入中的科技人员投入能对创新产出起到长期的促进作用。

       4.2 延迟效应分析

       根据上文测定的延迟时间，向系统动力学模型中输入一个延迟函数，分析延迟效应。在系统动力学模型构建以及输入延迟函数的过程中，对各个要素之间的关系以及系统整体的作用机理进行初步分析，提出相关假设，一方面是关于系统动力学模型构建以及函数设定的假设，包括系统中的反馈回路以及内部各要素的相互作用；另一方面是关于延迟效应的假设，包括延迟函数的输入以及延迟效应的表现方式。

       (1)研究假设

       H1：系统中的反馈回路是闭合回路，动态行为是系统界限内各部分相互作用产生的。

       H2：由于系统的复杂性和非线性，导致系统对外界变化不敏感，对参数变化不会立即作出反应。

       H3：建模时忽略延迟的影响作用，一方面延迟性在连续的作用时间内被削弱，另一方面假定延迟性只推迟作用时间而无法影响输出效果。

       H4：当系统越复杂，并且承受连续不断的突变输入时，往往需要更高阶数的延迟。

       (2)模型建立与仿真

       通过延迟时间的分析发现：首先，创新投入方式以及创新过程各阶段延迟时间不同，产生的延迟效应也应不同；其次，延迟性并不是一个要素对另一个要素的简单影响，也不是一连串影响的简单叠加，而是一个复杂的，非线性的同时具有反馈机制的系统中要素之间的相互影响与作用；最后，由于其中绝大部分要素都处于不断变化中，这不仅需要时间序列数据，更需要建立一个复杂的不断变化的动态系统来进行研究。本研究所建立的系统动力学模型将要素以及要素之间的相互关系放入一个系统中，并对所建模型进行模拟值与真实值之间的拟合度检验，检验结果显示模型拟合效果较好，重要指标要素拟合度较高，所建模型具有说服力。所构建的系统动力学模型如图2。

      

       图2 延迟效应分析的系统动力学图

       Figure 2 The system dynamics-flow diagram on the delayed effect analysis

       注：此图来源于张治河等.科技投入对国家创新能力的提升机制研究[J].科研管理，2014，35(4)：149-160.在原图的基础上调整了相应指标要素及具体数据，如企业资金、政府资金和金融机构贷款等，是对原系统动力学模型进行的改进和二次开发。

       (3)延迟效应分析

       在模型拟合度较好的条件下，对模型分别输入不同的延迟函数(包括延迟时间和延迟阶数的输入)，企业资金、政府资金和金融机构贷款的平均延迟时间输入为2.5年，科技活动人员①的平均延迟时间输入为2年，新产品开发经费②的延迟时间输入为3年。根据系统的复杂程度，所选用的延迟阶数均为三阶延迟，即高阶延迟。根据系统动力学模型仿真模拟的数据输出，利用Excel处理数据并绘制折线图。

      

       图3 各要素延迟效应分析图

       Figure 3 The chart of factor analysis on delayed effect

       企业资金、政府资金和金融机构贷款的延迟效应用新产品开发经费变动来度量，新产品开发经费和科技活动人员的延迟效应用新产品销售收入变动来度量。

       ①延迟效应影响结果的绝对变化分析。图3(A)反映出企业资金、政府资金和金融机构贷款的平均延迟时间所产生的延迟效应，(B)、(C)反映出新产品开发经费支出和科技活动人员投入的延迟效应。(A)、(B)、(C)中上面的曲线代表没有输入延迟函数、不考虑延迟时间的输出，下面的曲线表示输入了延迟函数的结果。相较于(A)、(B)，(C)的开口较小，说明科技活动人员投入延迟效应相对较小。三个图中延迟曲线随着时间推移偏离无延迟输出曲线越来越远，开口随着时间的推移逐渐变大，说明创新投入的一部分发生沉没，但延迟效应曲线整体走势和原始曲线相同，都是随着投入的增加呈现逐步上升的态势，这充分说明尽管延迟效应难以避免，创新投入的增加也会使得创新产出有所增加，整体上是有利于经济发展的。

       ②延迟效应影响结果的比例变化分析。图3(D)延迟效应影响比例，反映了延迟效应在多大程度上影响了创新产出，它是两条曲线之间的距离除以无延迟曲线的原始数据所得出的。科技活动人员投入到新产品销售收入的平均延迟时间为2年，延迟效应逐年增大，并最终与无延迟曲线相差将近30％的新产品销售收入。新产品开发经费支出到新产品销售收入的延迟时间为3年，产生的比例变化呈逐年上升趋势，并最终与无延迟曲线相差60％的新产品销售收入。企业资金、政府资金和金融机构贷款的平均延迟时间为2.5年，延迟效应曲线与无延迟曲线相差将近65％的新产品开发经费支出。由此可以初步推断，采取相应措施缩短延迟时间，减少延迟效应，将会显著提升经济效益。

       ③延迟效应影响结果的平移变动比例分析。图3(E)延迟效应的平移变动比例，反映的是延迟效应的沉没成本。将图A、图B、图C的原始曲线向右平移一个延迟时间，计算两个曲线之间的差值，再除以当年无延迟曲线的原始数据，得出图3(E)的百分比曲线。延迟效应中，一部分只是推迟了产出时间，即创新产出并不在当期体现而是在一定的延迟时间后出现，另一部分发生沉没，是延迟时间内风险因素的存在所导致的，为创新投入产出过程中的沉没成本。可以看出，延迟效应使得企业资金、政府资金和金融机构贷款到新产品开发经费支出产生了20％的沉没成本，科技资金投入带来的新产品销售收入、科技人员投入带来的新产品销售收入分别产生了25％和5％的沉没成本。可见，延迟效应不仅推后了创新产出的时间，并且不可避免地要发生沉没。如果企业通过内部创新缩短延迟时间，在创新投入不变的情况下，可以在一定程度上避免沉没成本，进而提高产出效率，提高企业利润率。

       综上所述，延迟效应包括两部分内容，一部分推迟了创新产出的时间，另一部分则为沉没成本。具体来说，由于延迟性的不可避免，使得科技活动人员投入带来的新产品销售收入有25％推迟出现，仅存在5％的沉没成本；科技活动资金投入带来的新产品销售收入中有35％推迟出现，25％为沉没成本；企业资金、政府资金和金融机构贷款中有45％的新产品开发经费推迟投入，20％为沉没成本。以上结论说明，科技活动人员的延迟效应和沉没成本均为最小，投入产出比例最高，从长远角度考虑是提升创新绩效的最好选择。这也从另一个角度说明现阶段我国科技资金投入与人员投入不匹配，人员投入质量不高等问题。企业资金、政府资金和金融机构贷款投入为新产品开发经费时被推迟投入的比例最高，为45％，说明现阶段我国科技活动资金筹集渠道并不健全，资金筹集过程所需时间较长。随着国家政策的进一步完善、金融机构逐步健全和中小企业内部组织机构不断发展，创新投入资金的渠道越来越畅通，延迟效应将会随之减弱。创新资金投入带来的新产品销售收入沉没成本最大，为25％，说明企业在创新资金投入到产出这一阶段风险因素最多且风险最大，风险因素的不确定性使得这一阶段创新投入的沉没成本最大。

       创新过程中延迟性不可避免，延迟效应揭示出创新投入的沉没成本，这是创新过程中的风险因素所导致的。但同时，通过分析延迟效应的组成和影响因素，国家和企业可以有针对性地制定措施和政策，增强创新投入使用的规范性、合理性与科学性，完善创新投入管理体制，在可控范围内尽量避免创新风险，降低沉没成本，加速经济发展。

       5 相关政策建议

       本研究从创新投入的延迟性视角出发，构建相关模型进行研究分析，弥补了当前研究中缺乏延迟性定量分析的不足，更具系统性。从研究结论来看，可以从以下几个方面提出相关的政策建议：

       (1)我国应进一步强化企业的创新主体作用，不断发挥市场在创新资源配置中的主导作用。企业内部信息交流和物质传递快，资金与人员的投入速度快，企业资金的延迟时间相较于政府资金和金融机构贷款来说最短，所以在我国市场化进程中，企业要成为创新投入的主体，政府和金融机构则发挥一定的补充作用。企业作为技术创新的最重要主体，要积极建立和健全有利于技术创新的管理体制和运行机制，精简企业内部冗杂的机构设置和上下级制度，缩短审批程序，进而缩短延迟时间，降低创新风险，减少沉没成本，提高创新能力和竞争力。

       (2)将延迟时间与延迟效应的定量指标纳入创新评价体系，作为创新能力评价的一个重要组成部分。延迟时间和延迟效应的定量分析可以量化创新过程时间与沉没成本，有效地预测创新风险的大小，而这些直接影响和创新有关的物质资本以及科技人力资源向创新产出绩效的转化程度。将延迟时间与延迟效应的定量指标纳入创新评价体系，可以督促企业采取相应措施缩短延迟时间，防范创新风险，减少沉没成本，提高创新绩效。政府等相关创新主体可以此为依据制定相关政策鼓励企业创新发展，预防和控制创新风险，提高部门效率，寻求全社会资源的优化配置。

       (3)现阶段我国创新投入应重点关注科技活动人员投入，确保科技活动人员投入的质量和水平。科技活动人员投入延迟时间短且沉没成本最少，充分说明科技活动人员对于创新投入产出效率提升的重要性。应充分激发科技活动人员的创新活力，大力借助人才优势提升创新能力和竞争力。同时健全管理体制，以企业为主体，市场为导向，合理搭配创新资金投入与科技活动人员投入，最大限度的激发创新热情，提升创新能力。

       (4)下一步的研究方向。本研究虽然通过计量手段定量分析了创新投入的延迟效应，并提出了以企业为主体，加大科技人员投入力度等政策建议，但对于创新资金投入与人员投入的最大限度以及具体方向并没有得出明确的结论。政府资金的延迟时间虽为最长，但对于社会产品中具有准公共物品性质的创新成果，其应由政府与市场混合提供，同时企业创新过程中所需的产业共性技术创新也需要政府提供资金支持，而如何限定政府资金的投入力度以更好地发挥扶持作用，也是下一步研究的重点所在。

       注释：

       ①是指直接从事科技活动，以及专门从事科技活动管理和为科技活动提供直接服务的人员，延迟效应研究中科技活动人员运用研究与试验发展人员全时当量来度量。

       ②新产品是指采用新技术原理、新设计构思研制、生产的全新产品，或在结构、材质、工艺等某一方面比原有产品有明显改进，从而显著提高了产品性能或扩大了使用功能的产品。新产品开发经费是指企业在产品、技术、材料、工艺、标准的研究、开发过程中发生的各种费用。本研究中主要是指研究与试验发展中的试验发展方面，试验发展是指利用从基础研究、应用研究和实际经验所获得的现有知识，为产生新的产品、材料和装置，建立新的工艺、系统和服务，以及对已产生和建立的上述各项作实质性的改进而进行的系统性工作。

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