本章說明本研究之研究背景、研究動機、研究問題與目的、研究架構、研究 限制及研究定義。研究背景主要是說明科學技術(以下簡稱科技)競爭力的研究對 國家發展的重要性。研究動機則是探討本研究從應用績效評估與預測理論來分析 全球主要國家科技競爭力效率、效能與發展趨勢。研究目的詳述要達成的具體研 究成果，以嚴謹的數量研究方法分析全球主要國家長期科技競爭力的趨勢與發展 預測並提出建議。研究架構係以流程圖方式說明本論文整體架構和研究流程。研 究定義主要是說明本研究對於科技、科技效率、科技效能、科技競爭力名詞的定 義。
1.1 研究背景
過去對於技術進步為經濟成長的主要因素的實證分析已有許多的討論，尤其 是科技產業在經濟成長的過程中，扮演著重要的角色。基於科技的重要性，近年 來，世界各國均將提升國家科技競爭力視為其最重要的施政目標，而為能瞭解國 家整體科技能力到達何種的水準，以及協助政府制定科技政策，提升國家科技競 爭力，各國研究機構與學者莫不前仆後繼的投入科技指標的建立與研究，諸如國 際知名研究機構瑞士洛桑國際管理學院(IMD)、瑞士世界經濟論壇(WEF)、瑞士 經濟合作暨發展組織(OECD)等機構，每年均會提出全球科技競爭力相關的調查 報告與數據，主要科技領先國家如美國、德國、日本等政府，以及我國、韓國等 亦積極進行相關國際科技競爭力評比之研究。縱觀各種研究報告，不外乎從單一 或複合的科技投入指標、過程轉換指標、及科技產出綜合指標來分析科技競爭 力，均缺乏研究連續多期、長期性的全面觀察各國科技競爭力投入產出面的相對 關係與效率指標，用以解釋為何開發中國家包括台灣、新加坡等、從國際科技發 展相關統計發現，其科技投入遠低於先進國家，然而科技實力卻逐年的上升，科 技產出的表現與投入間相較有很大的差異，是否意味著這些國家在科技發展資源 轉換過程中相對的有效率與有效能。
評估相對科技效率與效能的意義可以從 IMD 全球競爭力報告書中可以加以 顯現，部份國家雖然在其政府效率指標、企業效率指標、基礎建設指標均排名前 面，邏輯上有高效率的政府與企業，再配合優良的基礎建設，國家經濟應是向上 持續成長，然而從 IMD 資料顯示其經濟績效指標卻是下降。從投入、產出的觀 點而論，可能的推論是其投入策略或資源配置不當，或者是資源轉換的過程效率 不彰，或者政策遞延效應、或是外在環境因素影響等。另外有些國家整體績效雖 然逐年上升，然而其政府效率指標、企業效率指標、基礎建設指標均相對的排名 落後，但卻擁有高度的經濟績效。邏輯上沒有效率的政府與企業，再配合不良的 基礎建設，國家經濟應是向下持續成長，然而從 IMD 資料顯示其經濟績效指標
卻是逐年名列前茅。因此如能瞭解各國在科技發展過程相對的效率與效能，將更 能深入瞭解一國的科技競爭力與未來發展潛力。本研究企圖從投入產出面來觀察 世界各國長期以來的科技相對競爭效率，並以 IMD 全球競爭力報告書為研究數 據與比較基礎。
1.2 研究動機
在知識經濟時代，科技競爭力將是帶動國家經濟發展重要的關鍵因素，因此 瞭解世界各國在科技創新發展過程中，資源運用的相對爭效率與效能，將是個重 要議題，而且可做為國家科技政策研擬與資源分配之參考。評估相對效率與效能 常用的數量方法有比值法與回歸分析法，本研究應用資料包絡分析法(Data Envelopment Analysis , 以下簡稱 DEA)來衡量不同國家之間科技發展的相對效 率。DEA 為衡量多項投入、產出之決策單位相對效率的方法，自 1957 年 Farrell 提出相對效率理論以來，許多學者相繼投入研究，在理論應用的實證研究上評估 包括營利與非營利事業單位如軍事單位、學校、醫院、研發單位、企業等等之相 對效率或經營績效，但較少有應用在國家間效率之比較研究。袁建中、劉俊儀 (1997)提出衡量國家技術能力之模式並建議運用 DEA 評估國家科技相對效率的 想法，而後續研究者更有將DEA 理論等多目標決策方法運用在國家競爭力發展 策略績效之比較研究。
如能將歷年來各國科技發展相對效率與效能趨勢進行差異比較，配合探討各 國科技政策進行，可以歸納出已開發中與未開發中國家的科技進步的發展經驗，
並檢視各個國家過去在提昇科技效率與加強科技發展所扮演的角色。本研究嘗試 瞭解有效率的科技策略是由那些因素所組成？全球主要國家科技發展長期的趨 勢為何？
1.3 研究的問題與目的
本文主要研究的問題是因為不同專業研究機構對於國家間科技競爭力評比 常有不同的評估結果，造成世界各國在引用與解釋上的爭議，因此本研究認為是 否能以現有國際上已公認的競爭力評估報告書中的評估指標與數據為基礎，找出 另外一個客觀性評比的架構或方法來探討科技競爭力，讓績效評估的面向更具周 延性與比較性。
本研究的主要目的在於建立一個客觀性評比的架構與方法，來探討科技競爭 力，並對「科技發展相對效率與效能」進行量化實證研究。研究者從整體性的觀 點，以國際知名的 IMD 全球競爭力報告書為研究基礎，建立評估科技競爭效率 與效能之指標與研究數據，應用資料包絡分析法理論，從科技發展投入與產出面 來觀察從1993 年到 2008 年，16 年以來，全球 50 多個國家，在科技競爭相對效
率與效能之比較、轉變與發展趨勢，為全球科技發展歷程進行實證紀錄，並進行 比較研究。研究結果期望建立世界各國、G7、東亞等區域群組之相對科技競爭 效率與效能，並瞭解各國長期的科技效率與效能的差距，同時建立灰預測模型，
以做為各國政府科技資源運用與政策制定之參考。
1.4 研究架構與方法
本文研究架構為第一章緒論敘述本研究之背景、動機、目的與研究架構，第 二章則是進行全球科技競爭力研究、資料包絡分析法理論、灰預測理論等文獻進 行探討。第三章為DEA 在國家科技競爭效率與效能之實證與應用，探討各國科 技競爭力的情況，並運用群集分析法加以分析，第四章為灰預測模型之實證研 究，最後為結論與建議。本研究採用敘述性方法與數量性方法同時並用，透過數 量性的定量分析，可以增加研究之實證性。研究架構詳如圖1。
1.5 研究限制
本研究有以下的研究限制：
(1)為求科技指標之公正性與完整性，本研究直接採用 IMD 全球競爭力報告 書中的科學技術指標，因此僅能在現有的科技指標中，進行投入與產出指 標之間的相關性分析，然後再選擇具有相關性的指標進行實證研究，此將 會影響評估科技效率與效能的結果與代表性。
(2)IMD 在科技指標的相關數據上，由於各國調查數量或有缺乏，或有沿用 舊年度的數據，將會造成評估結果的誤差。
(3)DEA 分析模式屬數學規劃之範疇，因此對於投入產出項的變動、資料值 的離群值(outlier)非常敏感，要規劃出最佳的效率前緣的基本要求有：資 料數據需正確，受評估之DMU 屬於同性質、同規模的產業，否則求得的 效率值將失去意義。
(4)由於 IMD 歷年技術指標大多為產出或資源轉換指標，欠缺明確的投入指 標方面，本研究在實證上將無法進行IMD 的技術指標 DEA 分析，以避免 研究的偏失。
1.6 研究名詞定義
本研究所主要使用之名詞定義如下：
(1)科技：科學與技術之簡稱。
(2)效率、相對效率：以資料包絡分析法理論所計算出的各觀察單位的總效 率值、技術效率值或規模效率值。
(3)效能、相對效能：以資料包絡分析法理論所計算出的各觀察單位的效能 值。
(4)科學指標效率：以 IMD 競爭力報告書中的科學指標為基礎，再以資料包 絡分析法理論所計算出的各觀察國家的總效率值、技術效 率或規模效率。以下簡稱科學效率。
(5)科學指標效能：以 IMD 競爭力報告書中的科學指標為基礎，再以資料包 絡分析法理論所計算出的各觀察國家的效能值。以下簡稱 科學效能。
(6)技術指標效率：以 IMD 競爭力報告書中的技術指標為基礎，再以資料包 絡分析法理論所計算出的各觀察國家的總效率值、技術效 率或規模效率。以下簡稱技術效率。
(7)技術指標效能：以 IMD 競爭力報告書中的技術指標為基礎，再以資料包 絡分析法理論所計算出的各觀察國家的效能值。以下簡稱 技術效率。
(8)科技競爭力：以上述分析法探討世界各國科技效率與效能值的比較結果。
研究背景、動機與目的
相對科技效率與效能衡量 模式之探討 文獻探討：科技效率與效能評估
理論與方法之探討
國家競爭力定義與評估
科技競爭力之評估 資料包絡分析法與科技競
爭力
灰理論與科技競爭力預測 國家競爭力研究報告IMD
與WEF 之比較
全球科技效率與效能分析
灰預測模型分析
科技投入與產出指標相關係數分析 決定科技投入與產出指標
結論與建議
圖 1 研究架構