2018年第3期 总第287期 黑龙江高教研究 Heilongjiang Researches Oil Higher Education No.3,2018 Serial No.287 基于AHP和群组决策DEA模型的 高校科研管理效率评价 王恒昕 ,孙 倩2,吴 冲2(1.哈尔滨音乐学院研究生部,黑龙江哈尔滨150025; 2.哈尔滨工业大学管理学院,黑龙江哈尔滨150001) 摘要:高校科研是提高我国自主创新能力、实现创新驱动的重要途径之一。文章在考虑科研投入产出滞后因素的基础 上,构建基于层次分析法(AHP)和群组决策数据包络分析(DEA)的二次相对评价模型,对我国高校科研管理效率动态评价进 行有益的探索。 关键词:二次相对评价;AHP;群组决策DEA模型;科研管理效率 中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1003—2614(2018)03—0050—04 *2014年在亚太经合组织工商领导人峰会上,首 大利亚、加拿大、欧盟和日本等国家或地区也在科研管理方 次系统阐述“中国经济呈现出新常态”,强调经济动力从要素 面进行大量的实证研究,其中,绝大多数的研究都是基于传 驱动、投资驱动转向创新驱动。在党的十九大报告中,“创 统DEA模型进行的静态分析,而基于DEA的动态分析的研 新”一词出现五十余次,*总再次强调“创新是推动 究成果非常少 。 经济发展的第一动力,是建立创新型国家的战略选择”,创新 相对于国外的科研管理评价,中国的科研评价从1985 已经成为我国开展经济建设的“灵魂”。由于大学是我国培 年才刚刚开始,起步较晚。我国一些研究机构和学者开展了 养高层次创新人才的重要基地,是我国基础研究和高技术领 区域科技创新能力和科学研究效率综合评价的研究工作。 域原始创新的主力军之一,是解决国民经济重大科技问题、 近期的研究如于丹丹等人(2017) 利用因子分析方法从医 实现技术转移、成果转化的生力军…。因此,高校科研在我 学生创新能力的角度分析高校科研管理影响因素;刘占波等 国科技创新体系中居于特殊地位。加强我国高校的科研能 人(2017) 利用数据挖掘技术对大数据环境下的高校科研 力建设,是提高我国自主创新能力、实现创新驱动的重要途 管理系统进行设计;莫绍强和刘江林(2017) 利用分层结 径之一。由于我国目前的高校科研管理评价多以传统的静 构对高校科研管理信息系统进行架构设计等。目前,我国运 态评价模式为主,因此,科学合理地对高校科研效率进行动 用DEA模型对高校科研管理效率评价综述如下。从评价对 态评价,具有理论意义和实践意义。本文将在借鉴国内外有 象来看,张大伟(2009) 利用西北工业大学13个工科学院 关研究成果的基础上,构建基于AHP和群组决策DEA模型 科研管理效率数据、李晓斌(2013) 利用河南省高校二级 的二次相对评价方法的高校科研管理效率评价模型,将进一 院系科研效率数据从高校的微观层面进行研究;陈浩 步丰富现有高校科研管理效率评价理论与方法,有利于提高 力。 一(2014) 利用我国各省高校2003—2009年科研效率数据、 科研效率数据、王惠等人(2015)¨。。根据江苏省各高校2007 —我国高校科研管理效率水平,为中国经济提供更多创新驱动 姜彤彤(2014) 利用我国各省高校2001—2011年人文社科 2012年科研效率数据从省市的宏观层面进行研究。从评 、文献回顾 价内容来看,戚涌等人(2008) 、苏为华等人(2015) 利 在国外科研管理评价起步较早,从20世纪50年代至今 用BCC—DEA和Malmquist—DEA模型评价高校的科研效 大体经历三个发展过程:1980年前为决策时间阶段,1980— 率;刘海燕(2007)¨ 运用DEA聚类分析评价中国各地区高 1990年为决策过程阶段,1991年至今为综合评价阶段。早 等教育资源配置效率;侯光明和晋琳琳(2005) 运用DEA 在1983年,美国就推出世界上第一个大学排行榜,科学研究 模型评价研究型大学建设绩效;张垒等人(2005) 评价高 效率就成为对各所大学进行排名的重要指标之一。随后,澳 校知识产权投入产出效率;赵强强等人(2009)¨ 利用我国 收稿日期:2018一叭一13 基金项目:黑龙江省2017年度高等教育教学改革项目“音乐类学术型硕士研究生学习倦怠成因分析与对策研究——以黑龙江地区为例”和省 属高校基本科研业务费科研项目“基于二次相对评价的我国音乐类院校科研管理效率评价研究”的阶段性成果。 作者简介:王恒昕,哈尔滨音乐学院研究生部副教授,研究方向:科研管理;孙倩,黑龙江科技大学讲师,哈尔滨工业大学管理学院博士研究生,研究方 向:管理决策、金融系统工程;吴冲,哈尔滨工业大学管理学院教授,博士后,博士研究生导师,研究方向:管理决策、金融系统工程。 基于AHP和群组决策DEA模型的高校科研管理效率评价 51 中西部18个省主要高校的数据、陈洪转等人(2011)¨ 利用 费使用效率。 本文在用c R模型评价高校科研管理效率的综合评价 2012、2013年度数据处理后的AHP综合评价值,输出为 我国31所主要高校的数据,运用DEA模型评价高校科研经 值时,由于高校科研投入与产出存在一定的滞后性,输入为 综上所述,国内外学者将DEA模型应用于高校科研管 2014、2015年度数据处理后的AHP综合评价值,包括12所 理方面的研究不少,但多以传统DEA模型或其改进模型为 研究型工科高校,即12个决策单元(DMU)。建立c R模型 主,毕克新等人(2000) 副提出将AHP和DEA相结合的二 如下: 次相对评价,有效地剔除由于客观基础条件优劣对绩效评价 的影响;但该方法也存在由于有效单元过多而使评价方法失 效的可能。因此,本文通过改进数据包络DEA模型,来构建 U10Y10+%0Y2n VIoXIo+V20X20 基于AHP和群组决策DEA模型的二次相对评价模型,并以 此对高校的科研管理效率进行动态评价。 二、高校科研管理效率评价指标体系 本文采用的二次相对评价是在层次分析(AHP)基础上 进一步采用群组决策约束锥DAE方法进行相对评价,分两 个阶段进行 引,下面给出指标体系的构建过程。 (一)指标选取原则 一是所有指标及其数据都必须在中国国家机关主办的 信息中心可以公开检索;二是指标数据必须覆盖要测算的全 部高校;三是指标数据的发布必须连续和稳定。 (二)指标选取数据源 中国知网中《研究型大学目录》包含36所研究型大学, 其中,33所“985工程”大学,3所“211工程”大学。在36所 大学中,研究型工科大学共l2所,都属于“985”高校,在科研 上具有很大的可比性,基本满足DEA方法对决策单元同类 型的要求。因此,本文选取清华大学等12所研究型工科高 校为决策单元。数据源为中华人民共和国教育部社会科学 司编写,高等教育出版社出版的2013—2016年的《全国高等 学校科技统计资料汇编》。由于目前能查到的最新一版 (2016年全国高等学校科技统计资料汇编》 。。于2016年6 月编写,12月出版,详细记录了2015年全国1497所高等学 校科技活动投入和产出情况。因此,本文采用高校(t一2)年 的科研数据作为参考指数,t年的科研数据作为当前指数,即 2012、2013年度的综合评价值为群组决策DEA模型的两个 输入,2014、2015年度的综合评价值为DEA模型的两个输 出,依此类推。 (三)指标体系构建 根据指标选取原则和参考文献的指标选择,并且基于论 文主要偏向于研究型工科高校的科研管理效率,而物力所涉 及的高校资产、占地面积以及图书藏量等对科技活动的产出 影响相对较小,本文选取全时科技人员、科研经费作为科研 投人指标,科技奖励、科研成果和科技交流作为科研产出指 标。 三、评价方法 (一)C2R模型 ≤1 VljXlj+V2jX2j … u1,u2,v。,v ≥0 (1) J=1,…,n 其中,y。j和Y2j表示第j所高校科研效率的两个输出,x。j 和X2j为两个输入;u。j和U2j表示第j所高校科研效率的两个 输出权重,v。 和V2j表示两个输入的权重。根据公式(1)计算 得出的12所高校科研效率的综合评价值0。,0 ,0 ,…,0 和 各个权重的值,评价值和权重如以下矩阵所示: l ul1 u12 ul3 … ulj l u2l u22 u23 … u2j 1J Vll 12 13 …V1J j=12 I V21 V22 V23 … V2j l01 02 03 …0i (二)群组决策约束锥 1.令u ,u ,v ,v:≥0,用C2R模型求解每个决策单元的 相对效率和相对应的权重向量u和v U:=『l IU21“22“23…… jU2j IIf 2×12 jJ:1—l2二 (I 3j )J V:=lll V21 V22l2 3… j V23…V2j l l2×12 jI:,一二12 (l4斗)J 2.在求出输入、输出各个分量权重向量U和 的基础 上,求出输入(输出)各个分量权重系数两两比较的结果,可 用权重系数比较矩阵表示口¨ u :I “1 l = ,2,s,…, 2 c5, :l V2k/Vlk,v 1k/l, v2 l lk_1'2,3,…,12 (6) 其中,u。-/u i表示第j所高校科研效率第一个和第二个 输入指标间相对重要程度的比值;v。i/V2j表示第j所高校科 研效率第一个和第二个输出指标相对重要程度的比值。 3.计算得出群组综合判断矩阵 这里,我们如果令12所研究型工科高校科研管理效率 的判断矩阵分别为Ak=Uk=ai.k,Bk=Vk=bijk’k=1,2,…, 12,那么则A=a = Ha1: k1 和B=b = 。b l/ 1 分别为群组综 : 合判断矩阵。 52 基于AHP和群组决策DEA模型的高校科研管理效率评价 如果设aijk,k=1,2,…,12, (k=1,2,…,k一1)1>a , Ull/u2l Ulz/U22 U13//ll23…Ulj/U 2j I Vll/V2i ̄12/ ̄22 ̄13/ ̄23…vlj/v2j I e 0 …0 l, aijk(k=k+1,…,12)≤aii,则u1和u2取值范围如下: J=12(10) u=[aij-p ̄ ](7) 四、实证研究 如果设b ,k=l,2,…,12 b k(k--.1,2,…,k一1)1>b biik(k=k+1,…,12)≤b 则v 和v 取值范围如下: (一)样本数据的预处理 对原始数据进行标准化处理,数据共包括l2所研究型 v=[bij-p ̄ ,bij+p ̄ 】(8) 工科高校的科研管理效率评价的16个指标。 其中,0<p≤1。可以通过调整系数p来控制取值范围。 Xij = i (11) uj 由以上步骤,计算得到群组决策约束锥。 其中, i为样本均值,S 为样本标准差。 (三)群组决策约束锥DEA模型 1 n 在群组决策DEA约束锥以及群组效率极大化假设的基 xj 吉i?1X (12) 础上,则可建立群组决策DEA模型 : s (x 一 ) u10Y10+u2nY20 i (13)VIOXIO十V20X20 (二)AHP调查问卷设计 为了确定指标权重,以高校40位专家为调查对象,通过 ≤1 ul∈ ,嚣U U U2∈ , VV1∈ , Vv2∈ 电子邮件的形式发放问卷,通过实际收回的23份问卷对12 所高校科研管理效率评价指标体系进行评估。 j=1,…,n (三)AHP权重的确定 根据上述公式可以得出12所高校科研效率的综合评价 1.一级指标权重计算过程 值O ,0 ,e ,…,e之;评价值和各个权重的权重比值如以 根据有效问卷的23位专家调查评价结果,构造各一级 下矩阵所示: 指标模糊互补判断矩阵并进行一致性检验,这里我们取临界 值8=0.1,计算结果如表1所示。 表1 各一级指标判断矩阵及权重 一级指标 Xl X2 x3 Xt X5 权重 xl 1 2 4 3 l O.3l56 X2 1/2 1 3 5 2 o.2873 1/4 1/3 1 2 1/3 0.O938 Xd 1/3 1/5 1/2 1 1/4 0.O642 X5 1 1/2 3 4 1 o.2392 一致检验 cI=o.056,RI=1.12,CR=CIZRI=0.05<0.1,因此通过一致性检验 2.二级指标的判断矩阵计算过程 首先,应用传统的c R模型计算l2所研究型工科高校 由于计算过程同上,相关数据从略,直接给出各二级指 科研管理效率相对效率的测算结果及权重;其次,按照群组 标在评价模型中的最终权重:(0.1935,0.1000,100221,0. 决策DEA模型计算步骤进行计算,得出高校科研管理效率 o967,0.0038,0.o424,0.0277,0.1167,0.0453,0.0335,0. 二次相对效率评价值以及权重,如表2所示;最后,根据0 0150,0.0420,0.0222,0.1025,0.0723,0.0643)。 的大小对各高校的科研管理效率进行排序。 (四)二次相对评价结果 表2 12所高校科研管理效率二次相对评价效率值及排名 o U1/u2 V1/V2 o 评价单元 (czR模型 (两个输出指标 (两个输入的 (群组决策计算 排名 计算的效率值) 的权重比值) 权重比值) 的效率值) 清华大学 1.O0o 1.3l5 1.355 1.Ooo 1 北京航空航天大学 o.826 1.326 1.357 o.793 6 北京理工大学 o.675 1.275 0.715 o.642 8 天津大学 o.523 1.298 o.724 o.526 lO 大连理工大学 0.731 1.324 1.732 o.658 7 东北大学 o.846 1.302 1.oo3 O.815 5 哈尔滨工业大学 1.00o 1.377 1.725 o.964 2 同济大学 O.8O6 1.254 o.404 o.876 4 基于AHP和群组决策DEA模型的高校科研管理效率评价 中国科学技术大学 华中科技大学 西北工业大学 华南理工大学 53 12 3 l1 9 0.477 0.936 0.519 0.543 0.689 1.278 1.305 1.361 0.474 0.910 1.O0o 1.632 0.483 0.921 0.514 0.532 五、结论 [7]李晓斌.基于DEA的高校.z- ̄L院系科研效率评价研究 [J].科技管理研究,2013(6):55—58. 异研究[J].科技管理研究,2014(15):92—96. 由表2中的数据我们可以看出,测算结果定义为12所 [9]姜彤彤.我国各省高校人文社科科研效率评价及区域差 研究型工科高校科研管理的相对效率评价值,也可看作高校 [10]王惠,王树乔,李小聪.基于DEA方法的江苏省高校 从2012年到2015年的努力程度。传统C2R模型存在有效 单元过多的问题,例如,清华大学和哈尔滨工业大学的值都 等于1,都成为标杆高校,这样不利于排序,不能测算出各个 高校间的差距。相对而言,在采用群组决策DEA模型计算 科研效率评价研究[J].科技管理研究,2015(7):92—96. 涌,李千目,王[11]戚艳.一种基于DEA的高校科研绩 效评价方法[J].科学学与科学技术管理,2008(12):178 —182. 时,有效单元降为只有清华大学,也就是说,只有清华大学成 [12]苏为华,罗刚飞,曾守桢.高等学校科研效率评价研 为标杆高校,才能有效地对各高校科研管理主观努力程度进 究——以浙江省为例[J].科研管理,2015(9):141—148. 行排序。由此可见,本文构建基于AHP和群组决策DEA模 [13]刘海燕.中国各地区高等教育资源配置的DEA聚类分 型的二次相对评价方法来评价高校科研管理效率,转变传统 评价方法具有很强的优越性,评价结果也基本反映了我国研 析研究[J].求索,2007(8):117—119. 的静态评价模式,刻画高校科研管理效率相对变化程度。该 [14]侯光明,晋琳琳.DEA方法在研究型大学建设绩效评价 中的应用[J].高教发展与评估,2005(5):25—29. [15]张垒,等.基于DEA的高校知识产权投入产出效率评 斌.利用截面数据对地域高校科研 究型工科高校科研管理的实际情况,进一步完善了科研管理 的评价体系和模型。 参考文献: 析[J].高等教育研究:成都,2010(1):1—5. [16]赵强强,陈洪转,俞(9):119—123. 经费使用效率评价[J].科学学与科学技术管理,2009 [1][2][8]陈 浩.基于理想窗宽的DEA视窗分析模型的 [17][22]陈洪转,等.基于滞后DEA的我国高校科研经费使 用效率评价[J].管理评论,2011(8):72—77. [18]毕克新,吴勃英,冯英浚.测算高校R&D综合实力的二 次相对评价方法[J].管理科学学报,2000(3):89—94. [19]李有全.基于扩展的BRE模型的国内航空公司竞争力 评价研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学硕士学位论文, 2010:55—56. 我国高校科研评价[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学博士学 位论文.2012:24~25. [3]于丹丹,等.基于因子分析的医学生创新能力的高校科研 管理影响因素研究[J].中国高等医学教育,2017(10):11 —12. [4]刘占波,王立伟,王晓丽.大数据环境下基于数据挖掘技 术的高校科研管理系统的设计[J].电子测试,2017(2): 44—45. [20]中华人民共和国教育部科学技术司.2016年高等学校科 技统计资料汇编[M].北京:高等教育出版社,2016:12. [21]王宇,冯英浚,庄思勇.群组决策DEA模式研究[J]. 中国软科学,20o4(10):55—60. [5]莫绍强,刘江林.基于分层结构的高校科研管理信息系统 架构设计[J].现代电子技术,2017(40):173—175. [6]张大伟.基于DEA方法的高校学院科研管理效率评价研 究[J].科技管理研究,2009(3):134—136. Management Eficiency Evaluation of Scientiffic Research in University Based on AHP and Group Decision DEA model WANG Heng—xin ,SUN Qian ,WU Chong (1.Harbin Conservatory of Music,Harbin 150025,China; 2.School of Management,Harbin Institute of Technology,Harbin 1 50001,China) Abstract:Scientiifc research in universities is one of the important ways to improve our country’s capacity for independent innova— tion and to achieve innovation driven.Due to lag factors in the input and output of scientiifc research,this paper builds a secondary rel— ative evaluation model based on Analytic Hierrchy aProcess(AHP)and Group Decision Data Envelopment Analysis(DEA),in order to improve dynamic evaluation of the management eficifency of university’S scientiifc research. Key words:secondary relative evaluation;AHP;Group Decision DEA;management eficifency of scientific research