研发投入与企业绩效的非平衡统计关系研究

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　　摘要：研发创新是企业生成核心竞争力的关键。研发投入与企业绩效之间的关系一直是学者研究的重要内容。将非平衡统计理论及朗之万方程推广运用到经济学领域，建立该领域的广义朗之万方程，求解出企业研发投入与其绩效的统计关系。结果表明企业绩效与研发投入呈非线性关系，蕴含一定的客观统计规律。
　　关键词：研发投入;企业绩效;非平衡统计理论;广义郎之万方程
　　中图分类号：F273;F426   文献标识码：A   文章编号：1007-2101（2020）03-0082-06
　　 一、引言
　　研發能力强弱决定了企业在未来发展中是否具有竞争力，作为创新主体的企业必须高度重视研发活动，科学合理加大研发投入，才能保证企业在竞争中处于优势地位。近几年，伴随着对技术创新的重视，越来越多的国内企业逐步加大研发投入力度，更多的研发资金和研发人员投入到了企业的研发活动中。
　　传统的经济学领域中，复杂的经济系统内部各要素之间，子系统之间相互作用，系统内部与外部的相互关系充满了复杂的随机现象，呈现多变的非线性关系。传统的经济学理论对于复杂多变的非线性关系的内在分析存在着一定的困难。在对经济系统的随机性和复杂性进行深入研究的基础上，本文将非平衡统计理论引入经济领域，阐释该领域中的主要元素之间的统计关系，试图运用新的理论和方法研究复杂系统的内在规律。
　　 二、文献综述
　　早在上世纪70年代，企业的绩效与研发投入的关系已引起学界的关注和探讨。迄今为止，对于二者关系研究的国内外成果和理论著述颇丰。梳理其主要结论，观点大致有以下三种：
　　（一）研发投入与企业绩效正相关的研究
　　Brand择取111家美国企业作为样本研究对象，通过建立联立方程检验这些样本企业在1950—1965十五年期间研发投入与利润之间的关系，结果表明研发投入与企业绩效之间是显著的正相关作用[1]。Sougiannis研究发现，研发投入对企业财务绩效产生明显的正向作用，企业在经营管理过程中，不断加大研发投入，能够获得巨大的经济效益，数据证明注重研发投入企业收益要远高于未进行研发投入企业[2]。Han和Manry通过对韩国企业的跟踪研究得出企业研发投入对上市公司股价有正向影响的结论[3]。JC Wang和KH Tsai则是通过利用方程式“Cobb-Douglas”构建随机模型，择取台湾的部分上市公司，围绕其研发投入对其财务绩效的影响综合比对分析，结果显示企业研发投入和企业绩效两者正相关关系明显[4]。程宏伟等选取96家高新技术公司作为研究对象进行实证研究，发现研发投入对企业财务绩效有正向影响，还发现研发投入对企业财务绩效的影响随着年份增加而减弱。这说明研发投入与财务绩效的关系会随着时间的推移而变化[5]。张济建通过研究2003—2007年间披露研发信息的高新技术企业，把企业营收作为评价企业绩效的重要指标，通过回归性分析证明研发投入对企业财务绩效有明显的正相关影响[6]。周艳、曾静通过对披露研发信息的上市公司进行实证研究后发现，研发投入与企业财务绩效正相关，但存在滞后性[7]。杜勇等以43家高新技术产业为研究对象开展分析，发现研发投入与企业盈利能力之间呈正相关关系，但是研发投入与企业成长性不存在明显正相关关系[8]。伍志婷、赖丹综合比对了50家2009—2014年间公开研发和财务数据的上市新材料公司，得出上市公司的研发投入能够正向影响企业财务绩效水平的结论[9]。王慧、孙慧利用固定效应模型实证分析了创业板高新技术企业的研发投入数据，发现政府补贴和研发投入的增加与企业的创新绩效呈正相关[10]。
　　（二）研发投入与企业绩效负相关或不相关的研究
　　周国红、陆立军对浙江省高科技公司进行问卷调查，统计分析后发现R&D投入对企业财务绩效无显著影响作用[11]。朱卫平、伦蕊通过对197家高科技公司进行实证研究，得出技术投入和人力投入对企业绩效的影响不显著[12]。艾静涛、臧维在对电子信息产业的具体情况进行分析后，认为电子信息企业的研发投入与其财务绩效没有实质影响[13]。王春梅、陆玉梅择取信息技术业和制造业的99家上市公司作为研究对象，全面分析其2005—2008年之间的研发投入数据，发现研发投入与当期的企业财务绩效具有负相关关系，但在滞后期内二者则呈现正相关关系。这说明研发投入的影响具有滞后性，是一个长期过程[14]。黄禹、韩超对我国20家新能源公司2006—2010年间的研发和财务数据进行实证分析，证明新能源公司研发投入对企业绩效无显著的影响[15]。
　　（三）研发投入与企业绩效关系滞后性的研究
　　David A 和Baruch L以美国83家化工行业的上市公司为研究对象，发现研发投入对于提升企业销售额和增加利润率有着重要作用，但是这种影响和作用存在滞后性，滞后时间大约三年以上[16]。梁莱歆、张焕凤对我国电子信息上市公司研发投入效率做了实证研究，发现高新技术企业需要提高技术创新意识和增加研发投入，研发投入对企业财务绩效和市场绩效的影响具有一定时期的滞后性[17]。曾静、周艳对2002—2009年沪深两市公开研发投入信息的上市公司进行实证研究，全面分析企业的研发投入和经营绩效之间的关系，结论显示企业研发投入和企业经营绩效呈正相关关系，且有明显滞后的效应[18]。吴军香、赵喜仓对2008—2010年深交所中小创4家高新技术公司的研发投入与企业绩效、累积效应和滞后性三个角度的关系进行实证研究，结果显示不同行业的研发投入对企业绩效产生的滞后效应和累积效应是不同的[19]。黄怡等对通信和设备制造业上市公司披露的研发投入数据进行研究后发现，企业研发投入与当期经营绩效无相关性，但是对企业绩效有明显滞后性，对滞后三期的企业绩效具有显著相关性[20]。
　　 三、经济领域中的非平衡系统 　　（一）非平衡统计理论的发展
　　1860年，英国物理学家J.C.麦克斯韦发表论文阐述了气体分子速度的分布规律，这就是经典的麦克斯韦速度分布律，为基础分子运动论奠定了基础。随后，奥地利著名物理学家L.玻耳兹曼在此基础上由碰撞理论缜密导出非平衡态分布函数f（v，t）运动方程，并进一步证实了非平衡系统的麦克斯韦分布，进而得出熵不减定理。1902年美国物理学家J.W.吉布斯在《统计力学基本理论》中阐述广义系统的重要作用，推动热运动微观理论由分子运动论上升至统计力学阶段[21]。
　　进入20世纪初期，关于统计物理学的研究越来越细化，关于非平衡统计物理的探讨与研究也开始出现。随机行走模型在1905年开始引入物理中，波兰物理学家斯莫鲁霍夫斯基和爱因斯坦对随机行走与布朗运动的关系进行了研究。1908年法国物理学家郎之万发表论文介绍随机微分方程运动，称之为郎之万方程。
　　20世纪90年代，非平衡统计物理学所涉及的问题越来越广泛。学者们开始意识到复杂程度极高的非线性动力学特征存在于经济领域中，他们在探究经济领域时逐渐引入物理领域的知识及观念。金融市场的探究中融入了物理学知识及模式，包括相变理论和统计力学应用于股市，以探究股市收益率以及股市波动等。物理学与经济学的交叉学科在这一时期进入快速发展阶段，物理学家利用统计物理学、复杂系统理论、非线性科学等工具，对经济领域内的经济增长模型、股票运行规律、金融市场运动特性等领域进行统计与建模，并取得了丰硕的研究成果。
　　美国物理学家尤金·斯坦利1996年在匈牙利首都布达佩斯参加首届国际经济物理研讨会并首次提出经济物理学“Econophysics”的概念，也被称为“金融物理学”。它采用统计分析、建模和可控性实验来研究经济和金融问题。经济物理学是将物理的方法应用于经济和金融领域中，试图寻找经济和金融领域中隐含的自然规律。
　　（二）经济领域中的非平衡统计理论
　　物理学概念下的平衡态系统是指系统与外界既无能量传递又无物质交换，系统内部各部分之间不发生任何变化，宏观物理性质呈现出的均匀状态的“孤立”系统。平衡态物理量的理论框架已十分清晰，求解问题的基本方法已近完备。但平衡态系统仅仅是物理概念中的理想模型，距实际情况仍有一定差距。而实际系统往往是不满足“孤立”系统条件的非平衡系统。非平衡系统与外界既可能量传递又可物质交换，内部允许各部分发生变化，宏观性质处于非均匀状态。所以非平衡统计理论所研究的对象是开放、复杂的系统。目前，非平衡态统计理论的应用范围也已经远远超出物理范畴，在自然科学、工程技术、经济学、社会科学等众多领域发挥着越来越重要的作用[22]。
　　假设将企业看作一个系统，企业内部由企业管理者、员工、资金、技术等众多要素组成。这些要素具有非常复杂的相互依赖和相互制约关系。任何要素行为变化都会影响系统其它要素的行为变化，要素之间存在着广泛而紧密的“随机”相互影响力。此外，企业作为活的有机体，它与社会之间实现了物资、资金、信息、技术和人才的交流，即与外界有着能量流、物质流和信息流的充分交换。当企业系统与外界中断交流时，企业系统就处于封闭状态，那它势必将趋于无序和倒闭。企业的生存和发展实质上是在内部不断变化，外部不断与外界环境物质、能量交换过程中实现的。因此企业已具备了广义非平衡系统的基本特征。将企业看作具有自组织能力、开放的非平衡系统。当系统外部对系统内部某一因素存在某种影响，系统内部各要素呈现非均匀分布，系统会偏离原有状态，达到非平衡状态。只有非平衡经济系统才是可能进步与发展的系统。
　　平衡态的终态是趋于最“无序”的混乱状态，而偏离平衡态的非平衡态系统才可能趋于有序。经济活动中的看似“随机”的现象也往往蕴含着事物发展的内在规律。假设将企业绩效作为系统输出的显示性指标，企业受到了外部随机性色噪声对系统内部某一要素施加影响，比如外部环境对企业研发施加随机性影响，如果企业绩效与企业研发投入趋于有序，那么两者之间就存在着一定的非平衡统计规律。非平衡系统理论在其他领域推广及应用仍在进一步完善和建设中，而将非平衡统计理论及郎之万方程应用在经济领域无疑是一种有益的尝试。
　　（三）经济领域中的郎之万方程
　　 四、方程求解及其数据处理
　　根据经济学中非平衡统计的朗之万方程，以上市公司石药集团每年年报公布的研发投入及企业绩效數据为例，得到该企业绩效与其研发投入基于非平衡统计分析的“理论曲线”，并与其企业绩效与其研发投入的“实验曲线”相比较，探讨研发投入与企业绩效之间存在的非平衡统计机理。
　　以石药集团为例，表1是2005—2017年石药集团研发投入费用与企业净资产收益率数据。将表1中时间和研发投入的数据用origin画出图2散点图和拟合曲线，进而得到曲线的函数关系式，其中参数如下：A=-9.51，B=8.90，C=-1.72，并忽略高阶无穷小项，代入（6）得到乘性函数g（t）的具体拟合方程为：
　　企业绩效是指企业在一定经营期间内所产生的经营效益和业绩。在对企业绩效的评价上，主要采用的是企业的盈利能力指标和企业发展能力指标。企业经营的最重要目标就是获取利润，因此盈利能力是评价企业绩效的关键指标。对于企业而言，提高企业盈利能力是进行研发投入的最终目的。净资产收益率（ROE）代表企业绩效，是通过杜邦分析法计算得出的衡量企业财务绩效的一个综合性指标。企业绩效代表的是企业的成长和盈利能力，净资产收益率能够体现企业获取净收益的能力和效率，能够直接说明企业的盈利水平，间接反映出企业管理层对于财务控制和资产管理的运作能力，通过对ROE指标的分析，可以综合衡量企业的成长和盈利前景。
　　在图（3）中，黑色实线是根据石药集团实际研发投入和净资产收益率数据指标所绘制的实验拟合曲线;黑色点线图是用朗之万方程的蒙特卡罗方法模拟的点所绘制的理论拟合曲线。实验曲线与理论曲线基本定性吻合。 　　 五、结论
　　利用广义郎之万计算得出的研发投入与企业绩效之间的理论曲线，将理论曲线与实验曲线相比较得出如下结论。
　　1. 企业绩效随着研发投入的增加并不是单调增加，而是呈现非线性变化。在某一阶段两者关系呈现正相关，某一阶段两者关系呈现负相关。正相关与负相关交替出现，说明企业研发投入存在一定的滞后效应。
　　2. 研发投入与企业绩效之间关系的理论曲线是应用经济学非平衡经济系统的概念，并求解广义朗之万方程“计算”得出的，其结果与研发投入与企业绩效实际存在数据定性吻合，说明非平衡统计理论在经济学领域可反映出一定的客观规律，这为应用非平衡理论研究复杂经济问题提供了新的思路。
　　3. 实验曲线与理论曲线未完全重合，表明企业绩效不仅是受到研发投入唯一指标的影响，经济系统是一个复杂的多要素系统，市场形势瞬息的变化，企业外部环境的变化，企业内部资产负债率的变动，都有可能对企业的财务绩效产生影响。利用郎之万方程进行方程求解，在此过程中产生的计算误差也是造成曲线不能完全吻合的原因之一。
　　4. 企业持续不断的增加研发投入以及长期注重创新能力提高，那么企业绩效及发展的总体趋势是良性向好的。当两者关系出现负相关的时候，企业应继续保持研发投入的高位运行，以克服滞后效应的影响，促使企业良性发展。
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　　责任编辑：许永兵
　　Abstract： R&D innovation is the key of the core competitiveness for enterprises.The relationship between R&D investment and enterprise performance has been a major issue for economists. This paper applies the non-equilibrium statistical theory and Langevin equation to economic sphere， and establishes the generalized Langevin equation in the field of economics to solve the statistical relationship between R&D and the performance. The statistical relationship indicates that enterprise performance and R&D investment are nonlinear， which contains certain non-equilibrium statistical laws.
　　Key words： R&D investment; enterprise performance; non-equilibrium statistics theory; generalized Langevin equation
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