省市自治区科教兴国数据包络分析，本文主要内容关键词为：包络论文,自治区论文,科教兴国论文,省市论文,数据论文，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。
摘要 本文采用数据包络分析法评价了全国各省市自治区科教事业的发展水平，定量指出各地区在科学技术实力总体水平、科技开发能力、教育水平的现状、差距和调整方向。
前言 本文拟对我国各省、市、自治区重要的科技、教育公开报道数据，实施数据包络分析（DEA）， 借以考察各地科教事业的发展水平，找出差距，指明努力的方向，供各级领导部门规划、计划和决策时参考。
一、关于研究方法
本文从研究任务与研究方法的辩证关系出发，在众多评价方法中选择了“数据包络分析方法”（DEA—data envelopment analysis）[1] 。
自从1978年美国著名运筹学家A.Charnes和W.W.Cooper以相对效率概念为基础，率先提出用于评价具有相同类型的多投入、多产出的决策单元（DMU—Decision Making Unit）的数据包络分析（DEA）方法以来，该方法已成为运筹学领域的一个独立的重要分支。DEA 方法无论在理论研究，还是在社会实际应用上都被广泛、深入地使用着。[2]
DEA方法是一种非参数统计方法，其实质性的作用， 是能够从“投入”和“产出”的综合评价过程中并根据各DMU （即评价对象或决策单元）与“有效确定生产前沿面”的距离状况，确定有效生产前沿，确定各DMU的有效性， 如果无效可以指出非有效的原因及应改变的方向和程度的大小等。DEA方法表现出别具一格的揭示深层能力，随着DEA理论研究的不断深化和发展，其应用范围也不断地拓展。迄今，其应用领域已进入学校、医院、图书情报部门、环境保护、军工生产、工农业、银行、研究院所以及政府活动的宏观经济分析等，以盈利为目的或非盈利的机构或活动的分析评价中。[3,4,5]
该方法有以下特征：
1.根据DEA效率评价及分析结果，可以获得以下极其重要的管理信息。
①可以准确合理地确定出效率评价的指标体系；
②能够确定出相对有效的有效生产前沿面；
③确定各DMU的相对有效性；
④分析当前各DMU的相对收益情况；
⑤确定各DMU在生产前沿面上的“投影”， 为今后提高生产和管理效率提供管理信息；
⑥可以分析各DEA有效性对各输入输出指标的依靠情况， 了解其在输入和输出方面的“优势”和“劣势”。
2.DEA致力于每个决策单元的优化。通过n 次优化运算得到的每个DMU的优化解，而不是对DMU集合的整体进行单一的优化，从而得到更切实际的评价值。
3.DEA以决策单元的各个投入指标的产出指标的权重变量进行评价运算，而不是预先借助于主观判定或其他方法确定指标的权重，从而避免了确定权重的误差，使得评价结果更具客观性。
4.DEA方法直接采用数据进行运算，而不像一般统计模型那样，需要对指标体系重新定义或需要预先对指标进行相关分析，避免了建立评价指标体系以及确定某一投入指标对若干产出指标的贡献率等繁琐的智力劳动，使得评价方法更具简明性和易操作性。
我们之所以选择这一研究方法，除考虑到DEA 方法自身的优点之外，还要从研究本身的特点出发，每个省市自治区都可视为一个具有投入产出功能的实体，加之软科学研究的任务之一就是要为决策者提供重要的参考信息和管理经验。将本项研究与DEA相结合， 可以更好地发挥出DEA方法的优良特性，也使本课题更加深入、客观， 成果更具较好的手段性和针对性。
表1 科技总体水平评价结果 模型1（ADDITIVE MODEL）
二、结果与讨论
本文的研究包括了3 个主要领域：我国省市自治区科技实力的总体评价；我国省市自治区科技开发能力的评价；我国省市、自治区教育能力的评价。这3 个研究领域基本上反映出各省市自治区相应的科教事业的基本状况。构成这些评价领域的数据可谓量大面广。为了顾及问题的特点及研究本身展开的需要，我们将其划分为3 个相对独立的研究子项。因此这3个研究子项及其指标的交叉和兼容是不可避免的。
我们以国家科学技术委员会1996 年所颁布的《科技统计数据集》[6]为主要数据来源，选择当前科教兴国中的重点项目进行了全面、 系统的考察。其中所选择的每个研究领域的评价均是较全面地从投入和产出的角度出发而制定的，加之数据来源的权威性和可靠性，本文结果的正确性无疑是有所保证的，也一定是客观的具有说服力的。
表2 科技总体水平评价结果BCC模型
三、我国各省市自治区科学技术、教育评价
1.各省市自治区科学技术的总体评价。
为了对我国各地区科学技术的总体水平进行全面、客观的评价。我们制定了如下指标体系。
输入指标：
X1：科研机构数（个）；
X2：职工总数（科学家、工程师、其他科技人员）（人）；
X3：科学经费支出总额（千元）；
X4：固定资产原值（房屋和建筑物、专用设备及图书资料）（千元）；
输出指标：
Y1：经费收入合计（千元）；
Y2：出口创汇（千美元）；
Y3：横向收入合计（含技术性收入、技术开发、技术转让、咨询及服务、中试产品等）（千元）；
Y4：专利授权数（含发明、实用新型、外观设计）（项）；
Y5：科技著述（含科技论文（篇）、科技专著（万字）、大专院校教科书（万字）、科普著作（万字））。
根据《科技统计数据集》的有关数据并利用DEA应用软件， 求得了各参量的附加模型（Additive model）和BCC模型的计算结果。 其结果如表1、表2所示。这是评价加工以后的结果，原始数据来自文献[6]。
表中的θ＊是DMU评价值，其值为1时说明有效，其后所有的值均为0；小于1时说明该DMU评价无效，其后所标的值分为上下两栏， 上栏为应加减的值，下栏则是有效值；如上栏Sn后为“－”号时，是应减少的投入值；“+”号时，是应增加的产出值；Sn- 值是处理后的输入对应值，同理Sn+与输出值对应。附加模型是测定规模效益的，BCC 模型旨在测定技术效益的，由于两者评价目标的不同，作用也就不同。规模有效主要是针对DMU的投入、产出是否合适而进行评价， 适度的规模是必要的，太大则可能造成垄断，不能有效竞争，过小则效益受到影响，两者都不利于收益；技术有效主要考察DMU是否位于生产函数上， 生产函数理论是数理经济学的重要理论之一，它用以辨识生产过程中产出与投入之间相互关系的定量模型。
一般而言，当规模无效时，要调整DMU的投入、产出规模， 使之达到规模效益不变；当技术无效时则可以调整过多的输入量。表1 是附加模型的全表，即有效与无效地区都在表内反映，而表2是一个略表， 一为篇幅所限二也无必要，所以只将BCC模型的无效地区列出， 未列出者均为有效。在表1、表2中即使评价无效地区，有些值也为“0”， 说明在这一值的测定上是有效的（无论是规模效益上，还是技术效益上）。
根据表1的计算结果，将上述2个模型中的“有效”、“无效”地区进行析排序，又形成了表3、表4。
表3 1995年我国各地科学技术总体水平排序结果（有效地区， 按统计惯例序列）
序 位 地区附加模型结果 BCC结果平均值
北京1
1 1
天津1
1 1
有辽宁1
1 1
黑龙江 1
1 1
上海1
1 1
江苏1
1 1
效浙江1
1 1
安徽1
1 1
1 江西1
1 1
山东1
1 1
地湖北1
1 1
湖南1
1 1
广东1
1 1
云南1
1 1
区西藏1
1 1
宁夏1
1 1
新疆1
1 1
表4 1995年我国各地科学技术总体水平排序结果
（无效地区，按DEA得分高低序列）
序
位地区 附加模型结果BCC结果 平均值
18山西
10.992190.99610
无
19甘肃
0.71898 0.97035 0.84467
20河北
0.75576 0.92485 0.84031
21四川
0.68530 0.970725 0.83101
22河南
0.673403 0.973539 0.82347
效
23贵州
0.61407 0.930155 0.77211
24福建
0.58945 0.937183 0.76332
25广西
0.58629 0.913876 0.75008
地
26内蒙古 0.68919 0.794050 0.74162
27陕西
0.48946 0.966574 0.72808
28吉林
0.338515 0.928782 0.63365
区
29青海
0.14210 0.97260 0.55735
30海南
0.260552 0.742702 0.50163
如表3所列，DEA附加模型和BCC模型均有效地区有17个。表4为无效地区共13个，占全部决策单元总数的43.33%， 其中无效原因是投入产出结构不合理，正因如此，DEA 方法所得出的结论与传统的单纯分别以投入或产出角度进行评价的方法所得出的结论是有较大区别。这就难免与人们的主观上的印象与认识大相径庭，有些则是始未所料的。
在DEA中非有效决策单元中，只有山西接近DEA有效。其余地区上述两个模型的效果平均值在0.5～0.8之间。在这些无效的决策单元中，我们不难发现：我国大部分地区在科学技术实力总体水平上所存在的问题及其改善的措施与方向。这自然体现了“数据包络分析方法”在发现问题、解决问题中的特殊功效。
依据表1计算的结果（仅以BCC模型为例），我们用表5 对无效地区进行列表分析。从中可以看出“节流”与“开源”的辨证关系，这是一点两面的方法，投入数据的减少，强调了从输入角度要“节流”的思想，并不是真正减少投入（因为我们的R＆D的经费还尚嫌不足），只是用了这么少的产出不足以回报这么多的投入；反之亦然，必须要加大产出，即“开源”，才可弥补投入的数额，这在计划经济条件下令人难以企及的措施，在市场经济的时代则尤为必要了。科技的发展同样要转变观念，走上市场经济的轨道。
表5 无效地区DEA投入情况无效原因
表6 无效地区DEA输出情况无效原因
从表6可以看出，从“产出”的角度而言， 存在问题最多的项目依次是：出口创汇、专利授权数、横向收入及科技著述。这些正是阻碍和困绕我国各地区科技发展的主要问题，也正是我们“科教兴国”、“科教兴市（省、区）”所面临亟待调整的最紧迫的问题。
2.各省市自治区科技开发能力的评价
科技开发能力是发展科学技术中至为关键性的因素。它是发展科学技术的基础和核心，是科学技术可持续发展的标志之一。为了客观、全面地反映我国各地区科技开发能力的水平，本研究确定了以下能够反映科技开发特色的评价指标体系。
输入指标：
X1：经费支出合计（含劳务费、科研业务费、管理费、资产购建支出）千元）；
X2：科技人员数量（人）；
X3：研究和开发人员数（人）；
X4：重点实验室人数（人）；
X5：固定资产新增值（千元）；
输出指标：
Y1：课题数（项）；
Y2：合同成交金额（千元）；
Y3：发明（项）；
Y4：实用新型（项）；
Y5：外观设计（项）；
Y6：科技论文（篇）；
Y7：专著数（万字）；
Y8：大专教材数（万字）；
Y9：科普论著数（万字）；
Y10：获得国家级成果奖励数（项）。
根据《科技统计数据集》的有关统计数据利用DEA应用软件， 求得了各参量集的附加模型（Additive Model，或称规模效益测定模型）与BCC模型（也叫做技术效益测定模型）的计算结果。 这时我们发现在全部被评价的决策单元中，只有内蒙古、湖北和陕西无效，占决策单元总数的10%，有效地区高达90%。这表明，我国各地区科技开发能力和运行，从投入产出的角度看，基本上是较为经济合理的，不存在什么“穷国办了个大科技”之说。
此项评价过程中，虽然仅有10%地区无效，但这三个地区所存在的问题对全国都有着极为重要的参考价值和借鉴之利。
根据对三个无效地区的分析，都存在着投入明显过高，而产出相对来说较小的不平衡问题，就产出而言，其弱项分别为：发明、合同成果转让金额、实用新型、外观设计和科技论文、专著、教材及获国家级成果奖励数。这无疑是应该在发展科学技术，实施科教兴国的伟大战略中给予特别的重视。从另一方面，也进一步验证了我们在“我国科学技术的总体评价”的研究中所得出的结论。
3.各省市自治区教育水平的评价
应该说我们对教育水平的评价，只是初步的和形式上的。由于统计数据的缺乏，还不可能对我国的教育进行内容上的和实质上的评价。
输入指标：
X1：大学经费（亿元）；
X2：中专经费（亿元）；
X3：中学经费（亿元）；
X4：小学经费（亿元）；
X5：大学数（所）；
X6：大学职工数（人）；
X7：中专数（所）；
X8：中专职工数（人）；
X9：中学数（所）；
X10：中学职工数（人）；
X11：小学数（所）；
X12：小学职工数（人）；
输出指标：
Y1：大学毕业生（人）；
Y2：大学在校生（人）；
Y3：中专毕业生（人）；
Y4：中专在校生（人）；
Y5：中学毕业生（人）；
Y6：中学在校生（人）；
Y7：小学在校生（人）；
Y8：科学家（包括：工程师、科技人员）（人）；
Y9：博士数（人）；
Y10：硕士数（人）；
Y11：学士数（人）。
用同样的方式对我国各地的教育水平进行了评价，经费数据取自《中国教育经费年度发展报告》[7]，大、中专、中学、 小学数及其职工及毕业、在校学生数均取自《中国统计年鉴》[8]，科学家、博士、 硕士及学士数均摘自《科技统计数据集》。
评价结果是：我国教育共有25个有效地区，占全部评价地区的83%，可以说是全面合格；无效地区共5个，占全部评价地区的17%， 这些地区除内蒙古地区外几乎差别不大。例如，湖南的输出指标中5 项合格、6项不合格；从平均值上看，吉林、辽宁、 河北和湖南的规模效益模型（附加模型）全部合格，技术规模（BCC ）模型的结果最多差百分之一；内蒙古技术规模（BCC）模型合格而由于规模效益的评价值太低， 造成无效。
大多数地区有效只是从规模和效益上，要想真正实现科教兴国或科教兴市（省区）的目标，还需下大气力，从根本上解决教师素质偏低、待遇收入偏低和教学条件偏差等问题。应该看到就是在如此条件下，广大教育工作者的艰苦奋斗，才使得中国教育达到现在这样一种水平，是很难能可贵的。作为全社会特别是各级领导应该在科教兴国或科教兴市（省区）精神指导下，多办一些利在当代功在千秋的事情。
四、简短结论
通过以上讨论，我们可以得出如下的一些结论：
1 根据上述的“数据包络分析”的结果分析， 在我国科学技术总体实力状况、科技开发能力评价、全国教育水平的评价中，共有22个（地区）无效（其中陕西、内蒙在科技方面的2项评价中均无效）。
2 科教兴国的本质是通过培养能掌握和发展科学技术的人才， 来推动经济发展和社会进步。因此科学技术与教育特别是高等教育的协调与同步，是科教兴国的关键。
3 无效地区的对证下药的分析， 对其他有效地区亦有非常重要的借鉴作用。要实施科教兴国的伟大战略，科教本身亦应走上“经济”、“有效”的良性发展轨道，自身应充满活力。以往由于单纯计划经济的条件所限，人们在观念上形成了许多误区，效益观念淡薄，在目前社会主义市场经济的条件下应予立即转变，树立正确对待效益的崭新观念，产生全面追求效益的有力行动。
应该看到，我们对如此重大问题进行数据分析，是唤起全社会重视数据的重要性，方法不是唯一的、结论也就可能千差万别，但对于科学的、并非杜撰的学术讨论，应当予以重视，本文即想在这方面起个抛砖引玉的作用，应该在全社会提倡力求经济追求效益。
为了达到可持续发展，我们必须吸取有益的经验和教训。努力把握科教兴国的内在机制，使之出现空前高涨的势头，以期极大地推动和促进我国经济发展和社会进步。