基于CRITIC-TOPSIS法的河北省地级市工业科研能力研究

闫书天　张江传　焦爱全

摘要：实体经济是高质量发展的着力点，创新驱动工业发展，而科研能力是创新的硬实力。文章围绕工业科研能力的5个方面：科研规模、经费流动、科研活力、科研产出、科研收益，通过CRITIC与TOPSIS方法进行实证分析。结果表明河北省工业科研能力发展不平衡。对科研能力评测影响较大的因素为新产品销售收入、研发机构经费支出、R&D人员数、有研发机构企业数。

关键词：工业发展；CRITIC；京津冀；高质量发展

一、导论

近年来，我国经济已由高速增长转向高质量发展，党的二十大报告指出，“建设现代化产业体系，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、交通强国、网络强国、数字中国。”工业作为国民经济发展的中坚力量，一直备受国家重视。党的十九届五中全会提出，“要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。由此可见，推进工业进一步发展，是振兴实体经济的着力点，更是全面建成社会主义现代化强国的关键。

工业的发展离不开创新驱动，而科研能力是实现创新的必要前提。2018年兩会期间科技部部长万钢在做客新华网时表示，科技创新最硬的硬骨头，在于原始创新和成果转化。2023年新华社报道，科技部副部长张广军表示，我国始终把科技创新摆在国家发展全局的核心位置。基础科研发展决定科研创新的深度，对于工业高质量发展，更要以科研引领创新，以创新推动发展。

在我国工业发展的有关问题上，不少学者对其进行研究。马红丽在研究中指出，工业是高质量发展的主战场，而我国制造业的部分产品在品质与技术方面还待提高，同时，对于人民日益增长的美好生活的需要，以及现代化强国建设的要求，我国工业化还存在区域发展不平衡、产业结构不平衡、工业化速度与资源承载力不平衡的问题。马欣围绕基础规模、经济运行等五个方面，通过熵权法，对我国5个少数民族地区工业高质量发展进行研究，最终指出科技创新与工业潜力是影响工业发展质量的重要因素。杨彩凤围绕科技创新能力以科技创新基础、科技创新投入、科技创新产出为一级指标，通过熵权法对科技创新能力进行评价，并通过灰靶模型对指标贡献率进行计算，最终确定了五个对湖南科技创新能力不同影响程度的指标等级。郭宇蒙以创新投入能力、创新产出能力、创新环境支撑能力三个维度对福建省规模以上工业企业创新能力进行综合评价。朱林使用C-D生产函数确定了工业科技人才的贡献价值。同时结合其他指标进行灰色关联度分析，最终指出要发挥科技人才在企业创新引领中的核心作用。孙文久以产业协同对京津冀协同发展的影响为出发点，分析了京津冀三地区产业分工趋势，并对协同发展中的重大任务进行研判，提出强调地区产业优势、提高区域经济韧性、构建创新引领发展的现代化产业体系的建议。叶堂林从投资领域发现，北京市对河北的投资主要集中在自然资源和劳动力资源，资本投入过于集中，不利于产业升级。张彩霞通过经济、资源、环境等五个方面对工业绿色发展水平进行研究，结果显示，与其他评测指标相比，科技效益权重最大。她认为，高新技术产业发展不仅能够避免环境污染，还能带来工业副业的增值。

在既有的研究中，尽管关于工业发展的研究很多，但多为工业创新，或是关于工业质量、工业经济，以及工业发展战略或政策的研究，而直接从工业科研能力角度进行研究的并不多。因此本文以工业科研能力为研究角度展开的实证分析具有一定的意义。

在之前的研究工作中，绝大部分学者都是基于事物发展的过程，从产出到投入进行指标框架的搭建，而本文在其基础上根据马克思的物质资料的生产理论进行指标的细化，最终建立5个二级指标，这5个二级指标既全面反映了工业研发的生产过程，又抓住了生产力发展的主要方面，更加深刻地揭示河北省各个地级市之间工业科研能力不同方面的差距，有利于最终的结果分析。在指标的选取上，为避免因指标区分度较低，而引起的冗余分析弱化主要指标的问题，选择CRITIC方法进行权重的确定，此方法既考虑了指标所反映信息量的大小，又考虑了指标之间的相关性。

二、工业研发能力评测体系的搭建

（一）指标体系搭建依据

本文的研究主题是河北省“工业科研能力”。以工业为研究对象，重点强调工业发展中科技产品的研发能力。围绕“科研能力”，大的方向将以“研发基础”“研发投入”“研发产出”三个出发点进行二级指标搭建，这也是不少研究学者在有关研究中主要按事物发展搭建的原则。为更加全面地了解被评测对象，笔者基于此出发点对指标进行细化，最终确定5个二级指标为：科研规模、经费流动、科研活力、科研产出、科研收益。

（二）二级指标的解读

科学技术是现代化生产中的决定性因素，而科研能力是孵化科研产品所需的硬实力。马克思曾指出，劳动生产力是随着科学和技术的进步而不断发展的。而生产力的基本要素是生产资料、劳动对象和劳动者。现代社会中，生产资料一定是同科学技术相结合的，从事研发的劳动者也具备一定科学技术知识。根据马克思的生产理论，在工业研发过程中，其相应的生产资料是否先进，其从业的劳动者是否具有专业的技术本领，所要改造的劳动对象是否符合我国现代化工业发展的要求，一定程度上影响着工业研发生产。

1.“科研规模”的大小决定一个地区的科研深度与广度。科研的发展离不开经费的投入，一方面，这些经费用于科研活动者的劳务报酬、科研场所的创建及科研设备的购买；另一方面，用于研发产品的要素采购、生产、产品销售的流程当中。因此，“科研规模”与“经费流动”既是“研发基础”与“研发投入”的体现，也是先进“生产资料”的反映。

2.“科研活力”由R&D人员数构成。马克思生产论中指出，在整个生产过程中，劳动者是最活跃的要素。根据《河北省科技统计年鉴》的相关指标介绍，R&D人员指调查单位内部从事基础研究、应用研究和试验发展的三类活动人员。他们灵活地掌控着整个研发活动的进程，推动工业科研成果的产出与转化。由此可见，“科研活力”是研发产出的必要前提，也是经过专门训练具有一定技能的“劳动者”的体现。

3.“科研产出”主要是由新产品与有效发明专利构成。“科研收益”主要是由新产品销售收入构成，是研发产出进一步经过市场、企业或政府等直接或间接使用并以货币为报酬的最终形式。研发收益的大小反映了研发成果的适用性和可接受性，具有一定的现实意义，是社会劳务价值与要素投入的货币体现。最终“科研产出”与“科研收益”是整个生产过程中产出的具体体现，也是基于“劳动对象”的最终成果展示。

三、研究方法

（一）CRITIC权重法

CRITIC（Criteria Importance Though Intercrieria Correlation）法是基于评价指标对比强度和指标之间冲突性，对指标进行客观赋权的一种方法。它兼顾指标变异性大小的同时又兼顾指标相关性，从这两个方面来反映变量的重要程度。

x=x   x   …  x x   x   …  x       ？埙   x   x   …  x =（x1，x2，…，xm）（1）

由n个评价对象，m个评价变量组成数据矩阵x，如上式（1），其中xij为第i个样本在第j个指标下的观测值，为消除量纲不同对评价结果的影响，通过式（2）进行无量纲化处理，为方便起见，将x  仍然记为xij。

x  ＝ （2）

指标的变异性由标准差Sj来表现，如下式（3），其中xj为第j个指标的样本均值。

Sj＝ （3）

指标的冲突性用Rj表示，如下式（4），rij表示评价指标i和j之间的皮尔逊线性相关系数。

Rj＝ （1-rij）（4）

结合指标的变异性和冲突性由下式（5）求得第j个指标信息量Cj。

Cj＝Sj （1-rij）＝Sj×Rj（5）

對Cj进行归一化处理，利用式（6）计算指标权重Wj。

Wj＝Cj/ Cj（6）

（二）TOPSIS综合评价方法

TOPSIS方法又称优劣解距离法，是一种多指标评价方法，通过构造评价问题的正理想解和负理想解，进而计算每个对象到理想评价对象的相对贴进度，最后实现对评价对象的综合排序。

Zij=xij/ （7）

对（1）中的矩阵利用式（7）进行标准化处理，并记新矩阵为Z。

定义最大值Z+＝（Z  ，Z  ，…，Z  ）＝（max{Z11，…，Zn1}，…，max{Z1m，…，Znm}）

定义最小值Z-＝（Z  ，Z  ，…，Z  ）＝（min{Z11，…，Zn1}，…，min{Z1m，…，Znm}）

定义第i个评价对象与最大值的距离D  ＝

定义第i个评价对象与最小值的距离D  ＝

通过式（8）计算第i个评价对象未归一化的得分：

Si=D  /（D  +D  ）（8）

通过每个评价对象的最终得分，对11个地级市进行综合排序。

四、河北各地级市工业科研能力评价与分析

（一）数据说明

本文的数据来源于《河北科技统计年鉴2019》。考虑到数据的完整性、统计口径的一致性，仅整理11个地级市（不包括辛集、定州、雄安新区）的16个指标下的数据信息，不存在数据缺失。使用MatlabR2016b对数据进行预处理，通过CRITIC法确定原始指标权重，通过TOPSIS法对11个地级市进行综合评价。

（二）实证结果分析

通过CRITIC法对指标权重进行确定并按权重大小进行排序如表2所示。评测工业科研能力影响较大的因素是新产品销售收入、研发机构经费支出、R&D人员数、有研发机构的企业数。

工业研发的新产品主要是指采用新技术原理，新设计构思研制、生产的全新产品，或者基于原先产品在结构、材质、工艺等某一方面有明显改进、性能得到显著提高、扩大使用功能的产品。新产品的定义比较严格，是评测工业科研能力的重要因素。新产品销售收入的权重高达0.128。研发机构企业数目与经费支出是调动科研能力的外在因素，权重分别为0.076、0.090。研发机构人员是巩固科研能力的能动性载体，权重高达0.076。

进一步，通过得出的权重，计算11个地级市在5个二级指标下的贡献率，见图1。石家庄、廊坊、唐山的科研规模对于科研能力的贡献位列前三。石家庄、唐山、保定的经费流动、科研活力、科研产出、科研收益这四个方面的贡献均位列11市中前三，可见这3个市科研能力最为强劲。与此同时值得关注的是，衡水、张家口、承德在这四个方面的贡献落差明显比较大。

为了综合评判各个地级市的工业科研能力情况，通过上述确定的指标权重，结合逼近理想解距离法对11个地级市进行评分，最终结果如图2所示。根据最后的得分情况将11个地级市划分为三个梯度：第一梯度地区包括石家庄、唐山和保定。这三个地区在科研产出和科研收益、科研活力方面排名靠前。尽管保定科研规模相对没有特别强劲，但保定近年来围绕建设“京雄保一体化发展新格局”，实施了工业企业“倍增计划”，工业经济得到长足发展。第二梯度地区包括廊坊、邯郸、沧州、秦皇岛，这4个地区的评分比较接近，各方面发展比较均衡，是河北省工业经济发展的中坚力量。其中廊坊依托京津优势，加强产业融合发展，工业发展势头较为突出。第三梯度地区为衡水、邢台、承德、张家口，这四个地区工业科研能力得分比较低。特别是承德和张家口，各个维度上水平明显低于其他9个地区，具有很大的发展空间。

五、政策建议

河北省工业科研能力发展落差比较大，形成了以石家庄、唐山、保定为三巨头，以承德、张家口相对劣势的工业科研发展体系，并且在评测工业科研能力的关键性指标—新产品销售收入、研发机构经费支出、R&D人员数、研发机构企业数上，有部分地区甚至出现了0贡献率的情况。产业协同是京津冀一体化发展的重要支撑之一，河北省的11个地级市作为京津冀协同发展的区域中心城市，要保持工业发展上下联动性，避免产业协同与工业高质量发展过程中出现木桶效应。针对这些问题，提出如下的建议：

第一，加强经费投入与科研人才培养。推动工业研发能力的发展，外在需要经费的投入，内在需要人才的支撑。特别是对于低梯度地区，更应充分预见这两者的重要性。省市政府应该加强沟通交流，低梯度地区要努力争取重要科研专项经费的扶持，结合本市发展搭建不同类型的创新型工业发展园区。同时经费投入应与人才培养相协调，建立适当的科研激励政策、鼓励研发产出、引导民间资本的投入，建立技术引进和成果转化的补贴政策并以此激励企业采用高新技术，促进企业提升科技含量和研发档次。

第二，点面结合，推动科研要素的流动。实证中工业研发能力存在发展不平衡现象，第一梯度地区各方面表现与第三梯度地区形成较大落差。政府决策者和市科技主管部门应意识到工业城市发展中的“虹吸效应”。中低梯度地區应借力高梯度地区的创新资源，如以雄安新区为关键节点，推进周围城市与雄安新区的产业对接，最大化整合资源优势补齐本市短板，整合不同地区的研发基础设施、政策、资本、产权、技术等以促进研发资源共享。相关部门也要积极破除机制内的障碍，加强各地级市在科研管理、项目认证、资质互认等领域的政策衔接。

第三，发挥政府主导作用，协调研发主体的活动。在京津冀一体化的背景下，政府在经济发展中发挥协调、组织和引导的重要作用。政府除了提供工业研发有序进行的制度供给外，同时也应积极协调企业、科研院所、科技服务中介、金融机构等相关主体之间的内在关系。如可以鼓励河北高等研究院所建立协调研发联盟、鼓励地方高校积极开展科研成果的转化、引导金融机构落实相应的税收政策等。特别是低梯度地区的地级市政府要对工业研发高度重视，依托国家重大发展战略，学习并借鉴其他地区的发展优势以跟上高梯度地区发展的步伐。

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（作者单位：河北工程大学数理科学与工程学院。焦爱全为通信作者）