结合层次分析法和数据包络分析法的实验室科研效率评估实证研究

中华医学科研管理杂志, 2021,34(4)  李沁蓉, 吕明, 杨晓云, 等.

摘要

目的

通过计算实验室的科研效率，反映出科研投入产出水平，并对其科研持续发展能力做出评价和决策参考。

方法

选取某高校附属医院的20所科研实验室为研究对象，以年度输入数据作为投入指标；结合各实验室在研究水平与贡献、研究队伍建设、学科发展和人才培养、开放与运行管理方面的表现情况，分别以论文与专著、专利与转化、奖励、研究生培养、标准与规范和学术会议的赋权量化分值作为产出指标。首先使用层次分析法进行打分赋权；然后结合投入指标数据使用数据包络分析法对各实验室的科研效率进行评估。

结果

实验室在专利和转化、奖励、标准与规范方面表现较弱。实验室20的技术效率最低，实验室12规模效率最低且规模报酬递减。

结论

科研实验室通过投入调整和产出加强科研有效性，同时各实验室需重视科技成果转化，优化体制机制建设。

科研活动具备多投入、多产出的特征，科研效率的高低能反映出该单位科研投入产出能力水平，因此能成为评价其是否持续和快速发展的重要指标[]。实验室作为科学研究的重要基地，科技创新的发展源泉，有序开展高水平研究，培养优秀科技人才，通过对实验室的科研投入与产出进行评价研究并提出建议，能够对实验室高效运转和持续发展提供参考。目前国内外对实验室的科研效率评价研究较普遍，但医院实验室的此类研究相对较少，很多实验室面临重投入、轻产出，或者有产出目标却不能合理有效配置投入的现象，通过运用科学评价方法辅助实践工作，具有一定的现实意义。

1　资料与方法

1.1　资料来源

选取某大学附属医院的20所科研实验室为研究对象，包括国家卫健委重点实验室2家，省级重点实验室5家，省级工程实验室5家，校级实验室8家。使用2019年度可量化的科研输入数据作为投入指标，结合各实验室在当年研究水平与贡献、研究队伍建设、学科发展和人才培养、开放与运行管理方面的表现情况并进行量化得分作为产出指标。

1.2　研究方法

在本研究的指标体系确定过程中使用层次分析(Analytic Hierarchy Process，AHP)方法，它由美国运筹学家、匹兹堡大学教授T.L.Saaty提出，在于将一个复杂的问题表示成为一个有序的递接层次结构，并通过主观判断和科学计算，进行方案排序。AHP的基本思路是把复杂的评价问题层次化，按评价目标、评价领域和评价指标的顺序分解成为不同层次的结构，继而确定最低层相对于最高层的重要程度权重值[]。

实验室的科研活动是个多输入和多输出的复杂过程，计算其相对效率则使用了数据包络分析(Data Envelopment Analysis，DEA)方法，它是评价多项决策单元相对效率的非参数方法，由美国运筹学家Charnes A等在1978年首次提出，可以对多投入指标和多产出指标的同类单位进行评价，得出每个决策单元的效率水平[]。

2　建立评估模型

2.1　绩效评价指标体系构建

在指标的选取中遵循了具体化、可量化且与业务相关的可靠、可行特征，将实验室使用面积、单位配套经费、实验室固定人员作为投入指标(表1)。通过查阅相关文献、专家质性访谈，结合各级各类实验室年度总结和评估报告内容，以产生的论文专著、制定的标准规范、实现的专利和转化来体现实验室的研究水平和贡献，同时考量博硕士培养数量、举办会议方面的开放运行管理程度。

表1医院实验室科研绩效评估的投入产出指标

科研产出目标可详细划分为6个指标层，每个指标层又涉及等级和标准不同的16个因子层，依次排开，上一层次会受到下一层次的影响或作用(表2)。

表2科研产出指标评价体系

针对指标层和因子层的诸多因素构建两两比较矩阵[]，使用Saaty标度法，用数字1～9及其倒数作为矩阵的标度，其中1、3、5、7、9及倒数分别表示了同样重要、略微重要、比较重要、非常重要和绝对重要以及两个因子的倒置比较值，其中2、4、6、8及倒数则是两个相邻判断的中间值和因子间的倒置比较。对各因素进行判断，形成矩阵。为了确定判断思维的逻辑一致性，需要利用一致性指标(CI)、随机一致性指标(RI)、一致性比率(CR)进行一致性检验[]。对判断矩阵A，计算满足AW＝λmaxW的特征根，其中CI＝λmax-n/n-1，查找对应的平均随机一致性指标RI，计算一致性比率CR＝CI/RI。当CR<0.1时，认为该判断矩阵的一致性可以接受，否则需要对矩阵的各项取值重新判断和修正[]。对实验室的科研产出指标评价判断矩阵进行各层次的单排序和一致性检验，分别计算CR(C1/C2/C3/C4/C5/C6)，最终得出CR(C)＝0.0239。

检验通过后，该矩阵的特征向量进行归一化处理即为权向量。将各指标的判断矩阵权重乘以上一层的权重，最后得出各个因素关于总目标的权重，并经过总体一致性检验。最终计算出的实验室科研产出指标评价体系总权重，分别为：高质量论文(6.39%)，较高影响力论文(2.07%)，一般论文(0.48%)，专著(1.00%)，授权专利(1.68%)，转化数量(7.07%)，转化经费(17.69%)，国家级奖励(19.79%)，省部级奖励(4.77%)，其他级奖励(1.89%)，博士生培养(5.36%)，硕士生培养(1.79%)，国家标准(23.81%)，地方行业标准(2.65%)，国内会议(2.97%)和国际会议(0.59%)。

结合以上评价指标权重以及各实验室的分类产出数据，得到科研产出的各指标得分，结合投入指标可以进行进一步的效率评价(表3)。各实验室的科研产出主要表现在论文和研究生培养上，总体来看，专利和转化、奖励、标准与规范方面表现较弱，大部分实验室没有很好的成绩贡献。

表3各实验室科研投入产出情况

2.2　科研效率评估

依据各决策单元的输入输出数据，利用线性规划，以最优投入和产出作为前沿，构建数据包络曲线[]。本研究采用DEA中的BC2模型进行分析，它假设了在规模报酬可变下衡量决策单元的纯技术效率[]。其中，技术效率是实验室资源配置是否实现有效生产的问题；规模效率是投入的科研资源等比增加时，产出增加是否大于投入增加的情况；综合效率是技术效率和规模效率的乘积。其取值为0～1，数值为1时表示DEA相对有效，小于1则表示非DEA有效，继而数值越接近1表示相对效率越高。规模效益分为规模效益递增(Increasing Return to Scale, IRS)，规模效益不变(Constant Return to Scale, CRS)和规模效益递减(Decreasing Return to Scale, DRS)，代表着投入成倍增长后，产出所对应的变化[]。对20个实验室进行分析得出表4。

表4各实验室投入产出绩效

进一步分析各决策单元的松弛量，相应数值见表5，无松弛量的则未列出。投入指标的松弛变量表示该指标投入冗余的量，即存在投入可以缩减的空间；产出指标的松弛变量表示该指标产出不足的量，反映了投入不变情况下，该指标在产出上可以提升的空间。

表5各实验室投入冗余与产出不足

3　结果与分析

有9个实验室(3、4、9、12、14、16、17、18、20)的纯技术效率、规模效率都不足1，非DEA有效，在省部级以上重点实验室和校级实验室都有涉及，其中重点实验室面临着投入大但产出不足的瓶颈期，新建实验室和非重点实验室则在科研资源配置上存在不平衡。总结为科研能力和资源统筹能力不足，或在科研投入相对稳定支持的情况下，实验室的研究水平贡献不足。进一步分析，实验室20的技术效率最低，该类实验室为校级平台，科技基础较弱；实验室12为重点实验室，连年投入稳定，但呈现出规模效率最低且规模报酬递减结果，可见其目前的科研投入规模过大，可考虑增加基础研究公共服务，或者采取适当控制投入规模的措施，例如缩小物理空间，或者加强人员结构调整和科研方向凝练，争取科技成果新突破。实验室(5、7、15)纯技术效率有效，但规模效率不足1，导致综合效率非有效，可见这些实验室在目前投入资源的使用是有效的，但是规模效益需要进一步提高。

4　讨论与建议

4.1　发挥科研平台服务保障与资源共享功能

科研工作是一项长期且系统的工程，科研成果的产出耗时较长、且存在不确定性，短时间的科研业绩不足以体现实验室的客观实力，综合考量科研有效性结果，且按照实际投入，可考虑将规模效率较低的科研平台在运行机制上加以完善。尤其规模报酬递减的实验室，在现有的面积容量、人员投入不变的情况下，可进一步提高实验室的科研服务保障功能。目前各实验室存在设备管理重叠设置、硬件环境条件不一的情况，且人员梯队结构不够合理，导致投入资本的浪费，实验室效益未得到充分发挥。其中，科研规模较大的基础研究平台，可通过更大程度的开放与共享，例如大型仪器共享、强化学生辅导，拓展培育功能，实现平台使用效益合理化、高效化。

4.2　加强动态管理，构建阶梯式激励机制

往往对于各实验室经费匹配和支持是根据平台级别，单位内一次定额、多次执行，缺少动态管理和追踪考核。可考虑纳入投入与产出的科研效率分析，对各级平台的效益进行更客观的评价。结合各级平台的层级基础、人员结构，制定相应的考核基数，并给予系数不同的增长激励。实施提质培优行动，形成梯次衔接、接续上升的良好局面。同时，区分实验室专职科研人员与临床科研并重型人员，进行分类考核。构建合理的薪酬分配方案及完善的绩效管理体系，保障岗位设置的科学性。结合实验室人员的知识技能，充分考量岗位重要性、技术风险和能力效率等因素，以按劳分配为基础，与工作贡献相挂钩，从而促进绩效管理水平的提高，最终发挥对人员的激励作用。鼓励科技人员组成科研创新团队，增强平台凝聚力，持续稳定地聚焦重大需求，承担科研项目，产生创新成果[]。

4.3　优化科研平台体制机制建设

总体来看，实验室在专利与转化方面得分较低，出现不足，整体创新活力有待激发。持续探索建立适应新时代要求的科研组织模式及其重要，要通过全流程视角实行项目过程的常态化沟通，确保产、学、研的及时紧密联系[]。积极鼓励和有效发挥专业化转移机构的作用，加强与企业间的合作，宽松社会中介参与政策[]，赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权，强化赋权形式、成果评价和收益分配的科学制度[]。试行首席专家"组阁制"，打通课题间壁垒，给予人员配置自主性。通过强化任务导向，建立虚实结合、开放流动的组织模式，充分赋予首席科学家技术路线决定权、团队组建自主权和经费使用自主权。衡量实验室的综合能力不仅限于本研究的以上指标，需要不断完善科研管理的评价机制[]，营造开放融合的科研环境，引导实验室平台全方位开展科技创新活动。

如有侵权，请联系本站删除！