跨國科技競爭力之評估與預測研究

國

立

交

通

大

學

科技管理研究所

博

士

論

文

跨國科技競爭力之評估與預測研究

Evaluation and Forecasting on

National Science and Technology Competitiveness:

A Cross-Country Comparison

研 究 生：劉俊儀

指導教授：袁建中 教授

跨國科技競爭力之評估與預測研究

Evaluation and Forecasting on National Science and Technology

Competitiveness: A Cross-Country Comparison

研 究 生：劉俊儀 Student：Chun-Yi Liu

指導教授：袁建中 Advisor：Benjamin J.C.Yuan

國 立 交 通 大 學

科 技 管 理 研 究 所

博 士 論 文

A Thesis

Submitted to Institute of Management of Technology College of Management

National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Doctor of Philosophy

in

Management of Technology June 2009

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

跨國科技競爭力之評估與預測研究

學生：劉俊儀 指導教授：袁建中教授

國立交通大學科技管理研究所 博士班

摘

要

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，資源運用的相對效率與效能，將有助於國 家科技政策制定，與資源分配之參考。 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， 預測未來科技發展，以助於各國政府科技資源運用與政策之制定。 關鍵字：國家競爭力、科技競爭力、科技指標、效率、效能、資料包絡分析法、 灰預測、灰理論

Evaluation and Forecasting on National Science and technology

competitiveness: A Cross-Country Comparison

Student：Chun-Yi Liu Advisor：Dr. Benjamin J.C.Yuan

Institute of Management of Technology

National Chiao Tung University

ABSTRACT

In this era of knowledge-based economy, the science and technology competitiveness is the key factor that will boost the country’s economy development. Therefore, it is an important issue to understand the relative efficiency and effectiveness of the resource operation of countries all over the world in the course of developing in science and technology innovation. And the outcome of such research could serve as a basis of reference for a country’s science and technology policy-making and resource allocation.

The purpose of this paper was to establish a structure and approach to objectively evaluate the science and technology competitiveness, and to quantify “the relative efficiency and effectiveness of the science and technology development”.

This paper was based on the indicators and statistical data of the IMD’s world competitiveness yearbook, and applied the DEA theory to evaluate and analyze the relative efficiency and effectiveness of the science and technology competitiveness, change and the trend of development in more than 50 countries during 16 years, from 1993 to 2008. It also aimed at finding out the difference of the long-term relative efficiency and effectiveness between each country’s, including the G7 states and the East Asia countries. Meanwhile this study also applied the moving grey forecasting method to predict on the science and technology development in the future so that each government could be assisted in their science and technology policy-making. Keyword ： national competitiveness, science and technology competitiveness,

誌

謝

首先要感謝指導老師袁建中教授，在論文撰寫過程中的教導與指正，以及在 求學階段對俊儀的提攜、照顧與愛護。另外口試委員虞孝成所長、洪志洋教授、 江偉平副教授、承立平副教授、康才華副教授，對於本論文提出精闢的修正建議， 並時時給予精神上的鼓勵與肯定，令俊儀受益良多。過程中曾國雄教授對於方法 論的引導，更增添論文的價值性。另外感謝諸多好朋友們的協助與厚愛，特別是 好友張哲維副教授、謝嘉鴻助理教授的支持與義助；還有家人的支持與幫忙，讓 俊儀在求學的期間內，各項公務仍能順利與圓滿的進行，在此謹致上最崇高的敬 意與謝意。 論文撰寫過程中，承蒙所有好朋友、系助理白瑞箕小姐，李阿錞小姐，以及 學弟妹們，李光斌、高崑銘、吳倚晴、林慶瑋等的鼎力相助，使得本論文得以順 利完成，俊儀也向他們致上無限的謝意與祝福。 劉俊儀 謹誌 民國九十八年六月 于國立交通大學科技管理研究所

目 錄

中文摘要 ……… I 英文摘要 ……… II 誌謝 ……… III 目錄 ……… IV 表目錄 ……… VI 圖目錄 ……… VI 第一章 緒論……… 1 1.1 研究背景……… 1 1.2 研究動機……… 2 1.3 研究的問題與目的……… 2 1.4 研究架構與方法……… 3 1.5 研究限制……… 3 1.6 研究名詞定義……… 4 第二章 文獻探討……… 6 2.1 國家競爭力理論……… 6 2.1.1 國家競爭力定義與評估理論……… 6 2.1.2 國際競爭力研究報告之探討……… 9 2.2 國家科技競爭力之評估……..……….. 10 2.2.1 國家科技競爭力評估方法……… 11 2.2.2 IMD 全球競爭力年報與科技評估指標………... 14 2.3 相對科技效率與效能衡量模式之探討……… 18 2.3.1 資料包絡分析法(DEA)理論發展………. 20 2.3.2 DEA 理論在國家科技競爭相對效率與效能評估之應用………... 23 2.4 灰理論與科技競爭力預測……… 26 2.4.1 灰色理論……… 26 2.4.2 灰色預測模式……… 28 第三章 國家科技效率與效能之實證研究……… 34 3.1 國家科技競爭力評估模式……… 34 3.2 觀察國家(DMU 單位)、研究數據與科技指標選取……… 36 3.3 研究程序……… 36 3.3.1 決定科技投入指標與產出指標……… 36 3.3.2 DEA 模式選取………... 42 3.4 DEA 科學效率與效能結果分析………... 43 3.4.1 全球主要國家平均科學效率值分析……… 43 3.4.2 各國歷年科學效率值與群集分析……… 45

3.4.3 區域國家科學效率差距分析……… 47 3.4.4 DEA 效率理論在國家科技政策規劃的應用--以台灣為例……… 50 3.4.4.1 台灣科學發展無效率之因素分析……… 50 3.4.4.2 偏差值分析與台灣達成科學效率國家的目標規劃……… 52 3.4.5 全球主要國家平均科學效能值分析……… 53 3.4.6 各國科學效能值群集分析……… 55 3.4.7 區域國家科學效能差距分析……… 57 3.4.8 相對科學效率與效能之探討……… 60 第四章 科技競爭力預測之實證研究……… 66 4.1 GM(1,1)滾動模型預測科學效能……….. 66 第五章 結論與建議……… 74 5.1 結論……… 74 5.2 未來研究方向與建議……… 75 參考文獻 ……… 77 附錄 ……… 86 自傳 ……… 95

表目錄

表1 本章各節與本研究之關聯性………... 6 表2 國家競爭力研究報告 IMD 與 WEF 之比較 .……… 10 表3 國內外現有科技指標性質及計算方法之比較………... 13 表4 歷年度 IMD 科學基礎建設指標……….. 15 表5 歷年度 IMD 技術基礎建設指標………..……… 17 表6 灰色理論、機率及模糊理論之區別……… 27 表7 灰色預測與傳統預測方法之比較………... 27 表8 1993~2008 年科學投入與產出指標相關係數分析……...………. 39 表9 歷年台灣達成科學效率國家可參考與學習之國家………... 50 表10 1993、2001、2002 年台灣科學指標虛擬乘數分析……….. 51 表11 1993 年台灣科學指標偏差值、效率目表及改善空間分析……….. 52 表12 2001 年台灣科學指標偏差值、效率目標及改善空間分析……….. 52 表13 2002 年台灣科學指標偏差值、效率目標及改善空間分析……….. 53 表14 科學效率與效能之相關性分析與 R 平方值………... 61 表15 2006~2008 年全球主要國家科學效率與效能排名……… 65 表16 各區域平均科學(指標)效能值(CCR 模式) ……… 67 表17 全球平均科學(指標)效能值之 GM(1,1)滾動模型預測………. 68 表18 G7 平均科學(指標)效能值之 GM(1,1)滾動模型預測………... 69 表19 亞洲四小龍平均科學(指標)效能值之 GM(1,1)滾動模型預測…………. 70 表20 東亞、南亞國家平均科學(指標)效能值之 GM(1,1)滾動模型預測……. 71

圖目錄

圖1 研究架構………... 5 圖2 國家技術能力衡量模式……….... 11 圖3 技術效率衡量方法………...…. 19 圖4 Farrell 技術效率示意………...…………. 20 圖5 DEA 效率前緣與迴歸線對 DMU 效率值的比較……… 21 圖6 GM(1,1)模式之運算步驟………. 30 圖7 國家科技競爭力評估模式………...…. 35 圖8 依規模報酬與導向區分的 DEA 模式圖……….. 43 圖9 全球平均科學效率值(CCR 模式)………...…. 44 圖10 1993~2002 年全球主要國家科學相對效率華德法群集分析樹形圖……. 46 圖11 1993~2008 年全球主要國家科學相對效率華德法群集分析樹形圖……. 47 圖12 全球科學效率差距分析……….... 48 圖13 以國民所得分析全球科學效率……….... 49 圖14 全球平均科學效能值(CCR 模式)……….... 54

圖15 1993~2002 年全球主要國家科學相對效能華德法群集分析樹形圖….... 56 圖16 1993~2008 年全球主要國家科學相對效能華德法群集分析樹形圖…… 57 圖17 以人口數分析全球科學效能差距分析………... 58 圖18 以國民所得分析全球科學效能………... 59 圖19 1993 年全球主要國家科學相對效率與效能散佈與迴歸圖……….. 61 圖20 1997 年全球主要國家科學相對效率與效能散佈與迴歸圖……….. 62 圖21 2001 年全球主要國家科學相對效率與效能散佈與迴歸圖……….. 62 圖22 2005 年全球主要國家科學相對效率與效能散佈與迴歸圖……….. 63 圖23 2008 年全球主要國家科學相對效率與效能散佈與迴歸圖……….. 63 圖24 1993~2008 年全球平均科學相對效率與效能散佈與迴歸圖……… 64 附錄1 1993~2008 年全球主要國家科學指標總技術效率值(CCR 模式) …….. 86 附錄2 1993~2008 年全球主要強勢科學效率國家被參考次數(CCR 模式) ….. 87 附錄3 1993~2008 年全球主要國家科學指標純技術效率值(BCC-I 模式) …… 88 附錄4 1993~2008 年全球主要國家科學指標純技術效率值(BCC-O 模式) ….. 89 附錄5 1993~2008 年全球主要國家科學指標規模效率值(CCR/BCC-I) ……... 90 附錄6 1993~2008 年全球主要國家科學指標效能值(CCR 模式) ……….. 91 附錄7 1993~2008 年全球主要科學指標無效率產生之因素(BCC-I 模式)……. 92 附錄8 1993~2002 年全球主要國家相對科學效能排名(CCR 模式) …………... 93 附錄9 1992~2002 年 IMD 全球主要國家科技排名表……….……... 94

第一章 緒論

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

第二章 文獻探討

本研究期望透過文獻的回顧，界定研究問題及其範圍，做為評估與分析全球 主要國家科技競爭效率與效能的理論基礎，本章各節與本論文之關聯性如下表1 所示。 表1 本章各節與本研究之關聯性 節次 主題 與本研究之關聯性 2.1 國家競爭力理論與國際 研究報告之探討 國家競爭力理論之探討可做為本研究分析科技競 爭力之參考基礎。 2.2 科技競爭力之評估 藉由探討主要研究機構衡量國家競爭力指標之理 論基礎，以做為決定科技競爭力指標之依據。 2.3 相對科技效率與效能衡 量模式之探討 探討效率理論、資料包絡分析法(DEA)理論發展， 以及其在評估國家科技競爭效率與效能之應用。 2.4 灰理論與科技競爭力預 測 瞭解灰預測的理論基礎，以利後續建立科技競爭力 模型的建立與發展。 資料來源：本研究整理

2.1 國家競爭力理論

本研究主要是探討國家科技競爭力，科技競爭力為國家競爭力的一部份，因 此要瞭解科技競爭力相關問題，亦應先對國家競爭力進行探討。以下分為2 小節 說明國家競爭力評估理論與國際競爭力研究報告等相關議題。

2.1.1 國家競爭力定義與評估理論

國家競爭力的探討起源於古典經濟學理論，古典經濟學家Adam Smith提出以 土地、資本、自然資源及勞動力等做為衡量國家生產力的要素。20世紀後的經濟 學家則認為，除前述四項基本要素外，國家政策面因素亦會影響競爭力，這些政 策面包括：政府法令、教育政策、科技政策、創新政策、政府效率與廉能等。關 於國家競爭力的研究，依觀察的對象來看，可分為企業、產業、與國家等三個層 面的競爭力研究。IMD 「2008年全球競爭力年報」中特別引述美國國家競爭力 委員會對於競爭力提供14項的定義，各項定義所探討的面向雖有所不同，但由此 可大略得知競爭力的整體面貌，茲將此14項競爭力的定義分述如下：

1.競爭力主要探討何種的因素與政策，可以讓國家有能力建立一個能讓企業 創造更多價值，讓民眾生活富足的環境，其屬於經濟學的知識領域。(資 料來源：IMD’s World Competitiveness Yearbook, 2003)

2.一國可以達成並維持平均每人 GDP 高成長率的能力。(資料來源：World Economic Forum, Global Competitiveness Report, 1996, p.19.)

3.競爭力是相對而非絕對的。當它在面對競爭環境、人的潛能、技術改變時 所需做的策略性變革時，均會受到股東、消費者價值觀、財務能力所影響。 (資料來源：Feurer, R. and K. Chaharbaghi, “Management Decision”, Vol. 32, No. 2, pg. 49. 1994,)

4.一個公司如能比國內外競爭者，以較少的成本，生產更優良品質的產品， 則表示其具有競爭力。競爭力也代表是一個公司的長期獲利績效，員工報 酬與業主權益。(資料來源：Report of the Select Committee of the House of Lords on Overseas Trade, 1985)

5.競爭力指的是企業能提供在價格及品質上，均優於其它國內競爭者，且設 計出更具吸引力的全球性產品的既有能力、未來能力和機會點。(資料來 源：European Management Produce and Market,)

6. 國家競爭力指的是一個國家建立、生產及發展國際貿易產品或服務的能 力。(資料來源：Scott, B. R. and Lodge, G. C., “US Competitiveness in the World Economy”, pg. 3, 1985.)

7.國家競爭力包含了效率與效能等兩個概念。效率 (efficiency)，指以最低的 成本達到目的；效能 (effectiveness)，指擁有正確的目標。(資料來源： Buckley, P. J. et al, “Measures of International Competitiveness: A critical Survey”, Journal of Marketing Management, 1988)

8.國家競爭力意指生產力、效率及獲利力，它的主要目的為提升生活水準及 增加社會財富。(資料來源：Competitiveness Advisory Group, (Ciampi Group).“Enhancing European Competitiveness”. First report to the President of the Commission, the Prime Ministers and the Heads of State, June 1995 9.國家競爭力應該被視為一個能夠提升生活水準、提供工作機會及消滅貧窮

的 基 本 方 法 。( 資 料 來 源 ： Competitiveness Advisory Group, (Ciampi Group).“Enhancing European Competitiveness”. First report to the President

of the Commission, the Prime Ministers and the Heads of State, June 1995) 10.國家競爭力指的是在自由貿易的市場，國家可以長期提供符合國際需求 的產品、服務，以及增加人民收入的能力。(資料來源：OECD) 11.產業的競爭力是指公司或產業面對國際競爭者挑戰的能力。(資料來源： US Department of Energy) 12.國家競爭力指的是能提供符合國際市場需求的產品及服務，以及提高人 民生活水準的能力。(資料來源：US Competitiveness Policy Council, the First Report to the President and Congress, 1992.)

13.競爭力指的是一國能夠提供其公司、產業、或跨國企業在面對國際競爭 時，具有相對的高收益及勞動力的能力。(資料來源：OECD, “Industrial Competitiveness: Benchmarking Business Environments in the Global Economy”, 1996.)

14.企業競爭力是指提供比競爭者更好的產品及服務，讓消費者願意購買的 能力。(資料來源：Department of Enterprise, Trade and Employment, UK) 從上述國家競爭力的定義與研究，可以瞭解國家競爭力主要的成果展現是國 民生活水準與國民所得，而過程中的表現則是國內企業或產業在產品與服務上的 相對競爭力，而整體的衡量概念是效率與效能。從1990 年以來，國際間的研究 單位或學術機構，均自行發展出評估競爭力的方法與系統，整體而言，其表現與 評估競爭力的方式分為模式法與指標法兩種。模式法意指以一套模式來分析國家 競爭力，譬如Michael Porter(1990) 將國家競爭力概念整合成一個系統性的國家 競爭力鑽石模型 (Competitiveness Diamond)。 Porter 的鑽石模型由生產、需求、相關與支援產業、企業策略(企業結構及同 業競爭)等四類因素組成，主要可用來分析大型國家的競爭力。而 Keith & Lance (1997)提出四種執行鑽石模型之流程包括：(1)決定國家之重要產業群集(2)決定主 要貿易國家；(3)決定國家競爭力指標；(4)導入鑽石模型分析模式。後續學者以 鑽石模型為基礎，提供修正意見，包括Dunning(1992)建議應於 Porter 鑽石模型 中，加入跨國企業構面。Cartwright (1993)建議鑽石模型應分析由其他國家所獲 得之效益，可增加5 個 off-shore 變數。Daly (1993)認為國家競爭優勢亦可從勞 動成本與匯率市場獲得。Narula (1993)認為關鍵技術亦會對鑽石模型各構面有重 大影響。Rugman and Verbeke (1993)實證研究發現跨國企業可增加競爭優勢。 Rugman & D'Cruz (1993)提出雙鑽石模型(Double-Diamond)，將由貿易伙伴所得之

效益整合納入競爭力分析。Rugman & Verbeke(1995)則針對小型國家定義一般雙 鑽石模型(Generalizability of the Double-Diamond)。

關於用指標法來衡量國家競爭力的研究方面，各國研究機構與學者莫不前仆 後繼的投入競爭力指標的建立與研究，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，每年均會提出全球競爭力相關的調查報告與數據，下節將特別說明與比較主 要評比機構IMD 與 WEF 在國家競爭力評比之異同。

2.1.2 國際競爭力研究報告之探討

本節主要探討瑞士洛桑國際管理學院(IMD)及日內瓦世界經濟論壇(WEF)二 者專業機構在分析與評比全球競爭力之差異比較，以做為本研究在選取科技指標 之參考基礎。

「全球競爭力報告書」是於1979 年由 WEF 首先開始出版，而 WEF 及 IMD

聯合出版1989~1996 年之全球競爭力報告書。後因兩機構對於國家競爭力評估的 方法有所差異，於 1996 年之後各自出版「全球競爭力報告」。表 2 為國家競爭 力評比單位及指標之綜合比較，由表中可以發現，IMD 著重在各國現況的表現， 指標採用較為客觀，WEF 則著重在國家未來發展與成長，指標採用較為主觀。 就此二研究單位歷年之報告書可以得知，WEF 不斷的改進其評估體系與指 標，WFE 於 1996 年起以開放程度、政府效率、金融實力、基礎建設、技術、企 業管理、勞動力、法規制度等8 個構面來評估國家競爭力；其到 2000 年時則改 變為成長競爭力與當前競爭力兩類評估構面；於 2001 年 WEF 調整成長競爭力 構面的各項指標；WEF 微幅調整 2002 年與 2003 年的評估指標；2006 年 WEF 又大幅變動，將評估構面改為基本需求、效率提升、創新因素等三項。相較於 WEF，IMD 其報告書則具有延續性、穩定性與可比較性，僅於 2001 年有做大幅 變動與調整。換言之，IMD 從 1993 年到 2008 年的報告書的各項競爭力評估指 標，大多數具有延續性。有鑑於此，本研究考量評比資料的客觀性與長期性，將 選定以IMD 的國家科技競爭力評估指標做為本研究科技指標選取之基礎。

表2 國家競爭力研究報告 IMD 與 WEF 之比較

比較條件

洛桑國際管理學院

(International Institute for Management Development，IMD)

瑞士世界經濟論壇

(World Economic Forum，WEF)

客觀性 1.IMD指標較客觀。 2.IMD的評比指標中以量化指 標為主(佔66.4%)，問卷調查指 標為輔(佔33.6%)。 1.較不客觀。 2.指標以現代經濟成長理論及 實證文獻為基礎。 3.主觀調查指標達69.8%，量化 指標僅佔30.2%。 週延性 1.IMD選取的指標總數(259個) 較多，內涵較為完整。 2.指標性間互斥性(如消費成長 率與儲蓄率、貿易餘額及其佔 GDP 比率等)較高。未公布八 大競爭力要項及中分類的權 重。 1.要項的權重設定較嚴謹。 2.設定八大競爭力投入要素對 經濟成長的貢獻度(權重)，計 算綜合分數。 前瞻性 強調過去1 年經濟表現的各項_{短期性量化指標。} 1.強調一國未來5 至10 年經濟 成長潛力。 2.對未來經濟成長潛力的評估 力較佳。 改進建議 1.非量化指標亦應根據各國現行法規制度的明文規定、行政命令及 政策措施，避免對特定人員的訪查，以消除誤導的主觀認定。惟 接受問卷之企業高級經理人員或因資訊不足、或因政府宣導不週 ，主觀感受或誤認政府對貿易與投資設限仍多。 2.國家競爭力指創造及累積國富之能力，故競爭力的評比指標除衡 量一國創造國富能力之外，並應反映未來中長期創造國富潛力， 作為政府研擬前瞻性施政之依據。 資料來源：行政院經建會，「國家競爭力之意義與內涵」，專題研究特刊第2 號， 3-8 頁，民國 88 年。

2.2 國家科技競爭力之評估

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，協助政府制定科技政策以提升科技競爭力，各 國研究機構與學者均已建立各項科技指標，主要技術領先國家如美國、德國、日

本等政府，以及我國、韓國等政府單位亦積極進行相關國際科技競爭力評比之研 究。以下將分兩小節，首先概述國家科技競爭力評估方法，其次專述 IMD 歷年 度的科技指標。

2.2.1 國家科技競爭力評估方法

前述國家競爭力評估的方法有模式法與指標法，而科技競爭力亦為國家競爭 力的一環，其關衡量與評估方法亦與國家競爭力相同。就模式法而言，袁建中、 劉俊儀(1997)提出國家技術能力衡量模式，二人認為比較一國技術能力或競爭力 可以從七大因素著手，這七大因素分別是文化、人才、技術、組織、制度、投入 面等因素，且各因素之間的交互作用十分複雜，因此建立一套完整之評估模式， 才能瞭解國家技術能力之全盤面貌。雖然目前國際上各研究機構已發展出各式各 樣的國家科技競爭力指標系統與其定義，然而均欠缺科技相對效率與效能之衡 量，袁建中、劉俊儀同時建議運用效率理論與方法，將相對效率與效能的評估納 入科技競爭力系統中。 圖2 國家技術能力衡量模式 ‧社會態度 ‧信 仰 ‧社會價值觀 文化因素 ‧科技人力素質 ‧勞動人力素質 ‧敬業精神 ‧經 驗 人才因素 ‧科技研究機構 ‧大專院校 ‧企 業 組織因素 ‧科技政策 ‧產業政策 制度因素 ‧生產體系技術水 準 ‧生產技術水準 ‧商品化能力 ‧掌有之核心技術 技術因素 資源處理過程 產出面 因 素 ‧論文 ‧專利 ‧技術貿易額 ‧高技術產品 輸出額 ‧製造業附加 價值 技術能力 衡量 ‧技術能力 指標 ‧技術開發 能力指標 ‧技術潛力 指標 ‧高技術競 爭力指標 ‧多邊圖科 技國力 ‧技術能力 指數 ‧技術強度 指標 投入面 因 素 ‧研發經費 ‧研發人力 ‧技術獲得 ‧科學教育 ‧技術服務 資料包絡分析法衡量國家科技發展相對效率 圖2 國家技術能力衡量模式 ‧社會態度 ‧信 仰 ‧社會價值觀 文化因素 ‧社會態度 ‧信 仰 ‧社會價值觀 文化因素 ‧科技人力素質 ‧勞動人力素質 ‧敬業精神 ‧經 驗 人才因素 ‧科技研究機構 ‧大專院校 ‧企 業 組織因素 ‧科技政策 ‧產業政策 制度因素 ‧生產體系技術水 準 ‧生產技術水準 ‧商品化能力 ‧掌有之核心技術 技術因素 資源處理過程 產出面 因 素 ‧論文 ‧專利 ‧技術貿易額 ‧高技術產品 輸出額 ‧製造業附加 價值 技術能力 衡量 ‧技術能力 指標 ‧技術開發 能力指標 ‧技術潛力 指標 ‧高技術競 爭力指標 ‧多邊圖科 技國力 ‧技術能力 指數 ‧技術強度 指標 投入面 因 素 ‧研發經費 ‧研發人力 ‧技術獲得 ‧科學教育 ‧技術服務 投入面 因 素 ‧研發經費 ‧研發人力 ‧技術獲得 ‧科學教育 ‧技術服務 資料包絡分析法衡量國家科技發展相對效率 資料來源：袁建中、劉俊儀，「衡量國家技術能力之研究--以兩岸技術能力比較 為例 」，第二卷第一期，科技管理學刊，57-73 頁，民國 86 年 圖2 國家技術能力衡量模式

用指標法來評估科技競爭力可說是研究主流，表3 為左峻德等(1998)所整理 出的國內外機構在評估科技競爭力的指標名稱、性質、分析主體，與計算方法。 由表中可知各研究機構研衡量國家科技競爭力之指標架構，大多數均以單一指標 為評估基礎，而後再依簡單平均法或加權平均法，將各單一指標總和成各種綜合 指標。 以評估構面來說明主要研究機構間的異同情形，OECD 將之科技指標之類別 分為：國家研發經費、研發人力資源、產業研發、專利、技術擴散、技術與產業 績效(生產力、國際競爭力、技術貿易)等六個構面。我國整體產業科技競爭力指 標之內涵包括投入面、轉換能力、產出面、科技發展環境面、生產力績效面等五 個面向。喬治亞理工學院之技術競爭力指標構面包括：投入面(又細分為國家導 向、社會經濟基礎建設、科技基礎建設)與產出面指標(分為技術地位、技術重點、 技術變動速度)。日本之科學技術總合指標內涵為投入與產出兩方面指標。IMD 在2000 年以前將科技指標分為研究發展支出、研究發展人力、技術管理、科學 研究環境、智慧財產權等五方面的指標，2001 年以後則將科技指標分為技術基 礎建設指標與科學基礎建設指標。 由各研究機構對於科技競爭力的評估方法均可以發現，對於科技效率與效能 的衡量的指標較為缺乏，因此探討科技間效率與效能的運作情形，是具有高度的 研究價值與意義。

表3 國內外現有科技指標性質及計算方法之比較 發表機構 指標 指標性質 分析主體 計算方法 1.中華民國國科會委 託台灣經濟研究院 研究發展指標 單一指標 全國整體科技 無 2.中華民國經濟部技 術處委託台灣經濟 研究院 技術能力指標 綜合指標 技術能力 簡單平均法 3.中華民國經濟部技 術處委託台灣經濟 研究院 技術開發能力 指標 綜合指標 技術開發能力 簡單平均法 4.中華民國經濟部技 術處委託台灣經濟 研究院 整體產業科技 競爭力指標 單一指標 整體產業科技競 爭力 無 國 內 相 關 機 構 5.中華民國經濟部工 業局委託台灣經濟 研究院 產業研究發展 綜合升級指標 綜合指標 個別產業研究發 展綜合升級 簡單平均法、定基 指數法 1.瑞士洛桑國際管理 學院(IMD) 科學與技術競 爭力指標 綜合指標 全國整體科技 標準化處理、加權 平均法(主觀設定權 數) 2.瑞士世界經濟論壇 (WEF) 科學與技術競 爭力指標 綜合指標 全國整體科技 標準化處理、加權 平均法(主觀設定權 數) 3.瑞士經濟合作暨發 展組織(OECD) 科學與技術指 標 單一指標 全國整體科技、 個別產業科技 無 4.日本科學與技術廳 技術能力指標 綜合指標 技術能力 簡單平均法 5.日本科學與技術廳 技術開發能力 指標 綜合指標 技術開發能力 簡單平均法 6.日本科學與技術廳 科學技術總合 指標 綜合指標 全國整體科技 加權平均(利用因素 分析法、主成份分 析法決定權數) 7.美國國科會委託喬 治亞理工學院 高科技技術競 爭力指標 多項綜合指標 高科技產業 定基指數法、簡單 平均法、加權平均 法(主觀設定權數) 8.韓國 Lim & Song 基礎科學研究

能力指標 綜合指標 基礎科學 因素分析法、科技 進步函數(利用 Logistic Curve 導出) 9.韓國 Lee 企業研究發展 效率衡量指標 單一指標 企業研究發展效 率 無 10.中國大陸國科會 科學與技術指 標 單一指標 全國整體科技 無 11.中國大陸國科會 國際科技實力 綜合平價指標 綜合指標 全國整體科技 簡單平均法 國 外 相 關 機 構 12.荷蘭萊登大學科技 中心 科技指標 單一指標 全國整體科技 無 資料來源：左峻德、尤敏君，「國家科技競爭力指標之研究」，科技發展政策報 導，329-348 頁，民國 87 年 10 月。

2.2.2 IMD 全球競爭力年報與科技評估指標

IMD 從 1989 年起，每年度均會發表全球競爭力年報，並隨國際環境發展， 在評估指標上會有所增減，2008 年 IMD 將國家競爭力分為經濟績效、政府效 率、企業效率及基礎建設等四個主要評估構面。2008 年 IMD 年報各構面的指標 數為經濟績效指標80 項、政府效率指標 73 項、企業效率指標 70 項、基礎建設 指標73 項，共計 331 項指標，接受評估的國家有 55 個。 2008 年 IMD 的 331 項國家競爭力指標中，其中 131 項屬於統計資料指標， 123 項為調查資料指標。調查資料指標的獲得方式，是採取問卷調查，總計調查 3,960 份問卷，IMD 對統計資料與調查資料指標分別賦予權重，統計資料指標權 重為 1，調查資料指標為 0.5，最後將各指標數據標準化後，進行整體積分的計 算與國家排名。 而在科技指標方面，IMD 在 2000 年以前將科技指標分為研究發展支出、研 究發展人力、技術管理、科學研究環境、智慧財產權等五方面的指標，2001 年 以後則將科技指標分為技術基礎建設指標與科學基礎建設指標。歷年度1993 年 到2008 年的 IMD 的科技指標，經本研究整理詳如表 4 與表 5，科學指標總計 61 項指標，技術指標為32 項指標，各年度採用的指標數均不同。1993 年科技指標 數37 項、1994 年科技指標數 41 項、1995 年科技指標數 39 項、1996 年科技指 標數17 項、1997 年科技指標數 19 項、1998 年科技指標數 20 項、1999 年科技 指標數22 項、2000 年科技指標數 24 項、2001 年科技指標數 34 項、2002 年科 技指標數42 項、2003 年科技指標數 37 項、2004 年科技指標數 35 項、2005 年 科技指標數 38 項、2006 年科技指標數 38 項、2007 年科技指標數 43 項、2008 年科技指標數42 項。

表 4 歷 年 度 IMD科 學 基 礎 建 設 指 標

IM D科 學 基 礎 建 設 指 標 (其 中 1993到 2000年 為 科 技 指 標 ) 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 200 8 (I)Availability of information technology skills

are or not available in your country's labor market ◎

(I)Basic research does or not enhance long-term economic and

technological development ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Business expenditure on R&D ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Business expenditure on R&D (percentage of total R&D expenditure) ◎ ◎ ◎

(I)Business expenditure on R&D per capita ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Business expenditure on R&D percentage of GDP ◎ ◎ ◎

(I)Company and university cooperation is insufficient or

sufficient ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Development and application of technology is constrained

or supported by the legal envirement ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Engineering sciences do or not attract young talent sufficiently ◎ ◎

(I)Financial resources dose or not constrain technological

development ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Funding for technological development is generally sufficient ◎

(I)Growth of R&D personnel in industry (annual compund percentage

rate) ◎ ◎ ◎

(I)Growth of R&D personnel nationwhide (annual compund percentage

rate) ◎ ◎ ◎

(I)Intellectual property rights are or not adequately enforced ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Interest in science and technology is strong among the youth ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Legal environment hinders or supports scientific research ◎

(I)Number of scientists and engineers in R&D (university graduate

percentage of total R&D personnel) ◎ ◎ ◎

(I)Patent and copyright protection is or not adequately enforced ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Private funding of business R&D (percentage of total business R&D) ◎ ◎ ◎

(I)Production technologies are generall more advanced than those of

foreign competitors ◎ ◎ ◎

(I)Public funding of non-defense R&D (percentage of government R&D) ◎ ◎ ◎

(I)Qualified engineers are or not available in your country's

labor market ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)R&D in key industries is often behind or ahead of foreign

competitors ◎ ◎ ◎

(I)R&D scientist and engineers in industry (percentage of total R&D

personnel) ◎ ◎ ◎

(I)R&D scientist and engineers in industry (university graduate full-tme

work equivalent) ◎

(I)R&D spending of your film increase or decrease in real terms over

the next two years ◎ ◎ ◎

(I)Real growth in business R&D expenditure (annual real compound

percentage growth) ◎ ◎ ◎

(I)Real growth in total expenditure on R&D (annual real compound

percentage growth) ◎ ◎ ◎

(I)Relocation of R&D facilities is or not a threat to the future of

your economy ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Science & technology does or not interest the younth of your country ◎ ◎ ◎ ◎ 資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理

表 4 歷 年 度 IMD科 學 基 礎 建 設 指 標 (續 1)

IM D 科 學 基 礎 建 設 指 標 (其 中 1993到 2000年 為 科 技 指 標 ) 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 200 8 (I)Science and education is or not adequately taught in com pulsory

schools ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Science degrees (percentage of total first university degrees in science

and engineering) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Science in schools is or not sufficiently em phasized ◎ ◎ ◎

(I)Scientific research is or not supported by legislation ◎ ◎

(I)Sourcing of technology by dom estic com panies is superior or inferior

com pared to international com petitors ◎ ◎ ◎ (I)T echnological cooperation is lacking or com m on between

com panies ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T echnological strategies of com panies are or not usually well

though out ◎ ◎ ◎

(I)T otal expenditure on R & D ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal expenditure on R & D per capita ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal expenditure on R & D percentage of G D P ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal R & D personnel in business enterprise (full-tim e work

equivalent) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal R & D personnel in business per capita (full-tim e work

equivalent (FT E ) per 1,000 people) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal R & D personnel in industry (percentage of total R & D personnel) ◎ ◎ ◎

(I)T otal R & D personnel nationwide (full-tim e work equivalent) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal R & D personnel nationwide per capita (full-tim e work

equivalent (FT E ) per 1,000 people) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)T otal R & D personnel nationwide per 1,000 of the labor force) ◎

(I)Y outh interest in science is insufficient or strong ◎ ◎ ◎

(O )C hange in patents granted to non-residents (annual com pund

percentage change) ◎ ◎ ◎

(O )C hange in patents granted to residents (annual com pund percentage

change) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )C hange in securing patents abroad (annual com pund percentage

change in the num ber of pantents secured aborad by residents) ◎ ◎ ◎

(O )N obel prizes ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )N ob el prizes p er cap ita ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )N um ber of patents granted in the U SA ◎ ◎ ◎

(O )N um ber of patents in force ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )N um ber of patents in force P er 100,000 inhabitants ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )P atent balance (annual com pound percentage change between patents

secured abroad and dom estic patent granted to non-resitents) ◎ ◎ ◎ (O )P atent productivity (patents granted to residents / R & D personnel in

business ('000s)) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )P atents granted (total num ber of patents granted) ◎ ◎ ◎

(O )P atents granted to non-residents (average annual num ber of patents

granted to residents) ◎ ◎ * ◎ (O )P atents granted to residents (average annual num ber of patents

granted to residents) ◎ ◎ ** ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )Scientific articles published by origin of author ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O )Securing patents abroad (num ber of patents secured abroad by

country residents) ◎ ◎ *** ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

表5 歷年度IMD技術基礎建設指標

IMD技術基礎建設指標 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

(I)Adequacy of communications (availability , reliability, cost) is

generally low or high in your economy ◎ ◎ (I)Availability of information technology skills (qualified information

technology employees are or not available in your country's labor market)

◎

(I)Broadband costs (US$ per 100 kbits/s per month) ◎ ◎

(I)Broadband subscribers (number of subscribers per 1000 inhabitants) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Communications technology does or not meet business requirements ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Computers in use ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Computers per capita (number of computers per 1000 people) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Computer power (world share of MIPS(millions of instructions

per second)) ◎ (I)Computer power per capita (MIPS per 1000 people) ◎

(I)Cyber security is or not being adequately addressed by corporations ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Data security is or not sufficiently enforced in your economy ◎ ◎

(I)Development and application of technology are hindered or

supported by the legal environment ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ (I)Electronic commerce is or not sufficiently developed for business

opportunities ◎

(I)Fixed telephone lines (number of main lines per 1000 inhabitants) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Funding for technological development is or not sufficient/readily

available ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ (I)Information technology skills are or not readily available in your

country's labor force ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ (I)International fixed telephone costs (US﹩per 3 minutes in peak hours

to USA(for USA to Europe)) ◎ ◎ ◎ ◎ (I)Internet costs (cost for 20 hours dial-up per month,US$) ◎ ◎ ◎

(I)Internet users (number of internet users per 1000 people) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Investment in telecommunications Percentage of GDP ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Mobile telephone costs (mobile cellular tariffs-US﹩per l minute

(local)) ◎ ◎

(I)Mobile telephone costs (US﹩per 3 minutes in peak hours) ◎

(I)Mobile telephone subscribers (number of subcribers per 1000

inhabitants) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ (I)New information technology and its impelmentation do or not

meet business requirements ◎ ◎ ◎ (I)Public and private sector ventures are or not supporting technological

development ◎ ◎

(I)Secure servers (number of secure severs per million inhabitants) ◎

(I)Suitable internet access (availability , speed, cost) is

or not provided your country ◎ ◎

(I)Technological cooperation is lack or developed between companies ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(I)Technological regulation hinders or supports business development

and innovation ◎ ◎ ◎ ◎ (I)Telephone lines (number of main lines per 1000 inhabitants) ◎

(O)High-tech exports percentage of manufactured exports ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

(O)High-tech exports US$ millions ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

2.3 相對科技效率與效能衡量模式之探討

關於科技發展之衡量，大致上可分為投入、產出與資源轉換指標。在科技投 入與產出指標研究上，目前各國政府、學者、研究單位均已有長期的探討，並取 得一致性的共識，然而對於資源轉換指標與相對效率指標因較無法量化評估，相 關研究也較為缺乏。由前述圖2 國家科技能力衡量模式所示，促使資源轉換有效 率的影響因素有文化、人才、技術、組織、制度等等因素，因此如何分析國家科 技發展相對效率，資源轉換過程的能力，確實有其難度與複雜性。 關 於 效 率(Efficiency) 的 定 義 為 以 最 小 的 投 入 獲 得 最 大 的 產 出 ， 效 能 (Effectiveness)代表的意義是達成目標的程度。對於評估效率的方法，傳統經濟學 者常用的方法有比值法、迴歸分析法與線性規劃法。比值法是用簡單的「生產投 入與產出之比」的方式，方法簡單，但解釋效率的效果有限，且其在評估多項投 入與產出時，便需考量權重問題。迴歸分析法，則使用「生產函數」的概念，導 入統計工具，來衡量生產效率，但因基本假設為投入和產出項呈線性關係，對於 非線性關係的投入產出項，準確性將較不精準。但自1957 年 Farrell 提出以生產 邊界衡量效率的概念後，各式各樣的效率衡量的方法陸續建立，圖3 為本研究概 述技術效率衡量之方法的示意圖。 因此，在評估科技投入產出的相對效率時，亦可應用上圖3 所示各種方法來 衡量各國科技投入產出相對效率的關係。以目前世界各國科技發展投入與產出指 標在資料的連續性、完整性，與指標本身的可接受度，本研究將應用DEA 理論 做為衡量科技相對效率與效能的實證方法。包絡線為DEA 的理論基礎，包絡線 係指所有可能成為有效率的點所連成之邊界，亦即透過數學規劃所獲得的產出極 大或成本極小的效率前緣。DEA 衡量效率是建立在柏拉圖最適境界﹙Pareto Optimality﹚之效率觀念上。 DEA 用包絡線的觀念，將所有接受評估之決策單位(DMU)的投入、產出項 投射(map)於空間中，尋找最高單位產出或最低投入的效率前緣，落在效率前緣 上的DMU 稱為有效率單位，效率值為 1，在效率前緣外的 DMU 稱為無效率單 位，其效率值介於0~1 之間，以下分為兩小節詳加說明 DEA 相關理論及其應用。

無母數邊界法 (Nonparametric Apporach) 有母數邊界函數法 (Parametric Apporach) 確定性無參數邊界法 (Deterministic Nonparametric) 資料包絡分析法

(Data Envelopment Analysis)

確定性統計邊界法

(Determinitic Statistical Frontier Approach) 確定性參數邊界法

(deterministic Parametric Frontier Approach)

中立隨機邊界模型

(Neutral Stochastic Frontier) 隨機性統計邊界法

(Stochastic Statistical Frontier Approach) 對生產邊界設定

函數型態來區分

非中立隨機邊界模型

(Non-neutral Stochastic Frontier) 數學規劃法

(Mathematical Programming Approach)

計量方法

(Econometric Frontier Approach) 依數學方 式區分 技術無效 率迴歸式 設定不同 技術效率 衡量方法 生產 邊界 相同 生產 邊界 隨機 純技術效 率 規模效率 技術效率 配置效率 總效率 圖3 技術效率衡量之方法 資料來源：本研究整理

2.3.1 資料包絡分析法(DEA)理論發展

1957 年 Farrell 提出以生產邊界(production frontier)衡量效率的觀念，將總效 率（Overall Efficiency 或 Pareto Efficiency）視為技術效率（Technical Efficiency） 及配置效率（Allocative Efficiency）之乘積。技術效率是衡量投入－產出的轉換 效率，配置效率是衡量因素分配組合的效率。Farrell 同時建立數學規劃模式，以 無母數方法（Deterministic Nonparametric Approach）以處理單一產出的評估問題。 圖4 可以解釋各效率間之關係(Ganley & Clubbin, 1992)。OE＝TE×AE，其中 OE 是總效率、TE 是技術效率、AE 是配置效率。

1978 年 Charnes, Cooper 與 Rhodes，延續 Farrell 理論擴展為多項產出的評 估，衡量在固定規模報酬下多項投入、多項產出時，各決策單元(Decision Making Unit, 簡 稱 DMU) 之 技 術 效 率 ， 並 將 其 方 法 定 名 為 資 料 包 絡 分 析 法 （ Data Envelopment Analysis，DEA），簡稱 CCR 模式。Charnes 等人將 DEA 用於非營 利公營企業體，如學校、圖書館、公立醫院等之效率評估，並再應用於以營利為 目的如銀行、旅館等之效率評估。

圖4 Farrell 技術效率示意

Charnes,Cooper 及 Rhodes(1978）提出的 CCR 模式如下的數學式，假設有 n 個決策單位（Decision Making Unit, DMU），m 個投入(i = 1,…, m)，s 個產出(r = 1, …, s)，由 2.3.1 式可計算出第 j 個 DMU 的效率值： C B A O Υ Χ2 I I‘ P P‘ 對於C 點而言 TE(技術效率)＝OB/OC AE(配置效率)＝OA/OB OE(總效率)＝OA/OC 對於D 點而言 TE＝OD/OD＝1 AE＝OD/OD＝1 所以D 點總效率為 1 D Υ Χ₁

j h *

∑

∑

= = = _m i ij i s r rj r x v y u Max 1 1 _(2-3-1) s.t. 1 1 1 _≤

∑

∑

= = m i ij i s r rj r x v y u n j s r m i v_i; 1,..., ; 1,..., ; 1,..., , u 0<ε ≤ _r = = = x 代表第 j 個 DMU 於第 i 項之投入量 ij y_rj 代表第 j 個 DMU 的第 r 項產出值 ur, vi 代表第 r 個產出項與第 i 個投入項的權數 * j h 表示第 j 個廠商的相對效率值 ε 為極小的正數(一般設定為 10−6_{) ，Charnes et al.稱為} 非阿基米德數 ( Non-Archimedean Quantity) Banker、Charnes 及 Cooper(1984)解決當規模為非固定時，提出衡量純技術 效率和規模效率的BCC 模式。Charnes, Cooper, Divine, Ruefli, Thomas(1989)以為

原本在迴歸分析中判定為有效率點A，依 DEA 效率前緣線觀之則是無效率點， 顯示DEA 比迴歸模式有更佳的效率值鑑別能力(圖 5)。 圖 5 DEA 效率前緣與迴歸線對 DMU 效率值的比較 ● ● ● 迴歸線 投入 產出 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

P

S

DEA效率前緣 ● ● 投入 產出 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Q

R

A

DEA效率前緣

DEA 所選擇之投入、產出項資料必須符合等張性(isotonic) 關係，亦即投入 數量增加時，產出數量不得減少。且投入、產出項及決策單位個數亦有一經驗法 則，即受評估單位之個數至少須為投入、產出項合計總數之兩倍。 DEA 可以處理多項投入、多項產出之評估問題，可以用單一綜合指標衡量 效率，權重之決定不會受人為主觀因素影響，可以同時處理比率資料與非比率資 料，也可獲得資源使用狀況之相關資訊，更可以處理組織外部之環境變數。 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 需屬於同性質、同規模的產業，否則求得的效率值將失去 意義。 隨著 DEA 方法的廣泛應用，後進學者陸續提出修正理論，以解決 DEA 模

式在實證研究上解釋的侷限性，這些理論包括 Charnes, Clark, Cooper, and

Golany(1985)之窗口分析；黃旭男(1993)提出跨期 DEA 效能變動分析模型； Andersen&Petersen(1993)提出 A&P 模式，解效率值為 1 的 DMU 之鑑別問題； Doyle, and Green(1994)之交叉效率分析(運用同僚自評方式)；模糊 DEA 模式；江 勁毅與曾國雄(2000)之多準則 DEA 模式等等。DEA 方法發展至今，已成為評估 非營利事業單位組織效率之最佳的理論模型。 應用DEA 評估 DMU 的效率與績效的文獻相當多的，舉凡各種公私立部門、 教育單位、醫院、行政機構、銀行、金融業、農、林、漁業、旅遊業、交通業等 等之效率評估。在國內以DEA 評估各組織語與單位的績效研究至少有 1000 篇以 上，近期的研究文獻有邱紹成(2002)以 DEA 評估台灣育成中心營運效率。徐基 生等(2002）運用 DEA 法評估工業技術研究院各研發組織之經營績效。楊志慶 (2005) 對於臺灣養猪示範戶生產效率進行績效衡量。胡光華(2007)以 DEA 進零 銀行風險胃納之衡量與績效評估。林立弘(2007)建構台灣地區國際觀光旅館績效 評估模式。徐孝義(2008)評估美國連鎖加盟餐廳績效。方進義(2008) 以四階段 DEA 模式探討證券商經營效率。陳麗如(2008)探討保險產業經營績效與生產力分 析。戴文禮(2008)使用 DEA 的方法，客觀及完整地研究供應鏈管理的績效。林 昭伶(2008)以 DEA 進行會計師事務所人力資本與經營績效分析。江俊霖(2008) 以資料包絡法探討企業整合之生產效率研究。莊汪清(2008)，將 DEA 應在擇股 模式之建構。林永能(2009)運用 DEA 進行國防部所屬單位預算執行績效評估。 資料包絡分析法（DEA），可同時處理多個不同單位的投入與產出，為單一 總體衡量指標。且不須事先知道投入、產出之間的函數形式，避免了實務上在投 入產出關係不明確情況下假設之生產函數而導致的誤差；DEA 可提供各受評估 之DMU 的最佳加權值，以儘可能提昇該 DMU 之效率，由於權重無須事先賦予，

可避免人為的主觀判斷；此不僅可指出效率有待改進的DMU，也可提供決策者 改進各種影響效率值的可行途徑，如資源投入數應刪減多少，或需增加多少產出 才能達到有效率。

2.3.2 DEA 理論在國家科技競爭相對效率與效能評估之應用

關於 DEA 應用在國家競爭力或科技競爭力評估的研究國內外較少，袁建 中、劉俊儀(1997)建議衡量國家技術能力模式中可以應用 DEA 理論進行科技效 率分析。Rousseau(1997)等使用 DEA 建立國家間相對科技效率的比較。呂恆志 (1999)以 DEA 檢驗台灣與其他 27 個國家科技發展的相對效率，並以灰色模型 GM(1, N) 預測投入與產出間的量化分析。劉俊儀、袁建中、曾國雄(2003) 以 DEA 評估 1993 年到 2002 年台灣與全球主要 40 多個國家相對科技競爭效率之比 較。羅佳珍(2003)以 DEA 及標竿分析法探討 14 個亞洲國家在 2000 及 2001 年之 整體競爭力。李健瑞(2003)以資料包絡分析法比較 1994 與 2002 年 20 個國家科 技競爭效率。林巨凡(2004)，用 DEA 與麥氏指數分析 1997~2001 年 OECD 會員 國(29 國)非 OECD 會員國之科技競爭力。金新安(2007)以劉俊儀(2003)的全球主 要40 多個國家 10 年相對科技競爭效率之研究為基礎，繼續應用 DEA 分析探討 台灣與南韓的長期科技能力比較。 部份相關競爭力的研究共同性的問題有，評估的指標是研究者自行選定，評 估指標少，且沒有經過國際公認，觀察國家數目不多讓評比較略顯不足、並欠缺 長年度10 年以上的評估。本研究克服以上問題，指標的選擇將以國際認可的指 標，觀察國家多達50 國，評估的年度將長達 16 年。 對於科技效能的評估，亦即科技目標的達成度，黃旭男(1993)提出 DEA 衡 量相對效能（relative effectiveness）之模式，以線性規劃模式計算相對效能。黃 旭男提出對於以多元準則進行組織之效能評估時，將DMU 之投入項視均為相等 常數或為1 時，以 CCR 模式衡量 DMU 之產出效率，就相當於衡量 DMU 所有 產出項的相對效能。依此理論將可以直接應用DEA 效率值分別計算出相對的效 能值。 黃旭男用數學證明下述(2-3-2)、(2-3-3)、(2-3-4)等三個線性規劃方程式具有 同等的意義，因此獲得將所有DMU 之投入視為相等，而以 DEA 模式衡量產出 效率，就等於是對所有產出衡量其相對效能的結論。以下引述黃旭男的文獻加以 說明。 對於以多元準則Z1,Z2,...,ZS進行組織之效能評估時，其一般式如下：

Max θ s.t.

∑

= ≤ n j j 1 1 λ (2-3-2)

∑

= ≥ n j j j i jZ Z 1 , θ 0 λ ; i=1,…,s criteria λj ≥0 ; j=1,…,n DMUs 當Χ= X =(X₁,X₂,...,X_n) ,X_j 均為常數，而產出為Υ =(Υ₁,Υ₂,,...,Υ_s ,)時， 可以下式求得CCR 模式之相對效率， Max θ s.t. , 0 1 j j i n j jX ≤ X

∑

=

λ ，X constant, i=1,…,n inputs (2-3-3) j

₀ 1 , j n j j r jY Y

∑

= ≥θ λ ，r =1,…,s outputs λ j≥0, j =1,…,n DMUs (2-3-3)式所有 DMU 之投入 X 均為常數，其第一個限制式兩邊之 X 可消去， 所以下述 (2-3-4) 與(2-3-3)式具有相同的意義。 Max Ζ s.t. 1 1 ≤

∑

= n j j λ (2-3-4) ₀ 1 , j n j j r jY Y

∑

= Ζ ≥ λ ，r =1,…,s outputs λ j≥0, ; j =1,…,n DMUs 只要以Z 代換(2-3-4)式之j Y ，則(2-3-4)式與(2-3-2)式同義。(2-3-2)式所得之j * 1θ ，可解釋為純粹以s 種評估指標Z =(Z₁,Z₂,,...,ZS)為準則求各DMU 之相對 效能（relative effectiveness）。亦可解釋為所有 DMU 均以一單位投入生產 s 種產 出Z =(Z₁,Z₂,,...,Z_S)時之相對效率。

DEA 模式基本上為投入產出的觀點，以往學者在理論應用的實證研究上， 評估對象主要是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。以現有世界各國科技發展指標歷史性數據充

二倍的經驗法則，只要選擇之模式正確，可將DEA 理論應用在不同國家科技相 對效率之比較研究。透過DEA 可對生產績效值不佳的 DMU，提出偏差值(差額 變數)，做為該 DMU 國家提升科技效率與效能的改進方向。建構完整的國家科 技競爭效率與效能DEA 模式，可以獲得如下的分析結果： (1)瞭解 DMU 國家的相對科技效率與效能排名。 (2)全球科技發展長期趨勢與變動。 (3)瞭解無效率與無效能 DMU 國家成為科技效率與效能國家，所需加強的項 目、應有之科技發展策略、以及可參考與學習的科技效率國家。 (4)可將圖 3 中許多資源轉換指標納入投入指標，進行 DEA 分析，藉以瞭解 DMU 國家透過政策改善與加強轉資源轉換過程對於科技成果與效率的影 響與關連性。資源轉換的指標包括產學合作情形、工程師素質、科技企業 籌資難易度、智慧財產保護情形、基礎研究支援長期經濟與科技發展情 形、法令支持科技發展的程度等。

2.4 灰理論與科技競爭力預測

進行科技競爭力的預測，預測的技術與方法主要可以分為四大類，分別是傳 統的統計預測方法、定性分析、因果分析法、時間序列分析法等。定性分析包括： 德菲法(Delphi Method)、市場研究法(Market Research)、歷史類比法(Historical Analogy)；因果分析法有四種包括：迴歸模式(Regression Model)、計量經濟模式 (Econometric Model)、購買意願調查法(Intention-to-buy & Anticipation Surveys)、 投入-產出模式(Input-Output Model)；時間序列分析法可分為：移動平均法(Moving Average)、指數平滑法(Exponential Smoothing)、Box-Jenkins 法、時間數列迴歸分 析法。然而上述各種預測方法均有其侷限性，本研究將應用由鄧聚龍(1982)提供 的灰色理論，來建立國家科技競爭力的灰預測模式，此方法特別適用於預測分 析，其特色是能充分運用有限的數據與訊息預測未來數值。以下分兩小節敘述灰 色理論與灰色預測模式

2.4.1 灰色理論

灰色理論之「灰色」，乃結合「黑色」與「白色」而成。「黑色」表示對 信息完全不瞭解；「白色」則為信息完全；所謂「灰色」則為信息不完全，即「部 分清楚」及「部分不清楚」之信息貧乏狀態下去，去挖掘系統本身之特性及結構， 並適時補充信息，使系統由灰色狀態轉為白色狀態，發展而成之理論。 在現實的世界中，存在著許多的系統，任何一個系統又隱含著若干個子系 統，且同時又被若干子系統所包圍。由於系統的複雜與多層次子系統的集合，若 想對一個系統做全面的瞭解，往往會因所得之信息不完全或不確定，而無法一窺 全貌。當面對一個無法具體描述的系統時，稱之為「灰色系統」。Deng(1982) 於提出灰色系統理論，主要是在研究系統模型之不確定性、資訊不完全及運行狀 況不清楚下，做系統的關聯分析、模型建立、預測及決策。此理論對事務的「不 確定性」、「多變量性輸入」及「離散的數據」能做有效的處理(Deng, 1989；鄧 聚龍與郭洪，1997)。鄧聚龍(2000)整理灰色理論、機率及模糊理論之特點及適用 時機，如表6 所示。 在未來的分析中，本研究將運用灰色理論中之灰色預測，並將其理論及應 用分述如下表6。 灰色系統理論將一切隨機變量看成是一定範圍內變化之灰色量，及與時間 相關之灰過程。對灰色量之處理並非藉尋找統計規律的方法達成，而是將雜亂無 章之原始數據經過處理後，來尋找數的內在規律性，經由處理過後之數列轉化為