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研究力の向上と実社会の発展の関係分析 HSE研開部
- 4. 分析のプロセス
3. 仮説の設定
– 研究力と研究成果の社会への還元力の関係を検証するに際し以下の仮説を設けた。
研究力には基礎研究力Aと応用研究力Bがあり，AはBに正の影響を与える。
（Aの増加はBの増加につながる因果関係がある）
研究成果を社会へ還元する力は，製品やサービスとしての実用化力Cと生産性を向上させる
力Dがあり，BはCとDに正の影響を与える。
（Bの増加はCとDの増加につながる因果関係がある）
Aは理・医・農分野の文献数に正の影響を与える。
Bは工学分野の文献数に正の影響を与える。
Cは法人企業の売上高と特許出願件数に正の影響を与える。
Dは法人企業の売上原価に負の影響を与える。
（Dの増加は原価の低減につながる因果関係がある）
4. データ収集
– 本分析では，観測データとして以下の年次（年度）データを使用した。サンプル数は
1981年～2012年までの32となる。
• 文献数：文献の年次別索引頻度（国内と海外を合算したもの）
• 売上高および売上原価：法人企業統計年報（財務総合政策研究所）記載の年度別売上高お
よび売上原価（それぞれ製造業と非製造業の値を合計したもの）。
• 特許出願件数：World Intellectual Property Indicators(WIPO) 記載の年次特許出願件数
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- 5. 分析のプロセス
5. モデリング
– 設定した仮説を表すモデルをパス図で表現した。観測
変数と潜在変数の因果関係や，潜在変数間の因果関係
および各変数の誤差がパラメータとなる。
6. データへのモデル適用
– SAS CALISを用いて32サンプルにモデルを適用した。
7. 分析結果の評価
– 主な観測変数と潜在変数間の因果関係の推定結果を表1
に示す。潜在変数間の因果関係は仮説を裏付ける結果
となった。一方，生産性向上力と売上原価，および応
用研究力と原子力工学や鉱山工学などの文献数との間
に仮説と異なる結果が出た。これは原価が年々増加し
、上記分野の索引数が年々減少しているためと推察す
る。
– モデルのデータへの適合度指標を表2に示す。GFIや
RMSEAなどを見ると適合度は低かった。仮説と合わな
い観測データへの対応を含め，モデルには改良の余地
がある。
– サンプル数32に対してパラメータ数61と多すぎるため
，overfittingへの対応も必要。
パス 因果関係
の推定値
応用研究力B ← 基礎研究力A 0.98*
製品実用化力C ← 応用研究力B 0.76*
生産性向上力D ← 応用研究力B 0.71*
売上高 ← 製品実用化力C 0.98*
特許出願 ← 製品実用化力C 0.82*
売上原価 ← 生産性向上力D 0.97*
物理文献数 ← 基礎研究力A 0.95*
・・・
情報工学文献
数
← 応用研究力B 0.96*
*:5％水準で有意
表１
指標 値
GFI 0.2129
RMSEA 0.3653
AIC 1750.4506
表2
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- 6. 分析のプロセス
8. 仮説の修正とモデル改良
– 最初の分析結果を受けて以下のように仮説を修正し，潜
在変数と観測変数を集約した。
基礎研究力Aは応用研究力Bに正の影響を与える。
応用研究力Bは研究成果を社会へ還元する力Cに正の影響
を与える。
Aは理・医・農の各分野の文献数に正の影響を与える。
Bは工学分野の文献数に正の影響を与える。
Cは法人企業の営業利益と特許出願件数に正の影響を与え
る。
– 24あった文献分類を互いに関連した分野同士でまとめ
10に集約した。
– 売上と原価をまとめて営業利益に集約した。
9. 再分析／評価
– 主な観測変数と潜在変数間の因果関係の推定結果を表３
に示す。潜在変数間の因果関係，および観測変数と潜在
変数の因果関係は全て仮説を裏付ける結果となった。
– モデルのデータへの適合度指標を表4に示す。GFIや
RMSEAを見ると適合度が高いとはいえないが，改良前
と比較してよくなっている。AICも小さくなった。
パス 因果関係
の推定値
応用研究力B ← 基礎研究力A 1.00*
社会還元力C ← 応用研究力B 0.63*
営業利益 ← 社会還元力C 0.48*
特許出願 ← 社会還元力C 0.83*
理学分野 ← 基礎研究力A 0.99*
・・・
電気・情報
工学
← 応用研究力B 0.96*
*:5％水準で有意
表3
指標 値
GFI 0.5357
RMSEA 0.3404
AIC 275.2109
表4
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- 9. 分析の目的と分析手法
• 目的
– 文献数は増加傾向で多様な分野で研究が推進，研究力が向上
– 研究成果は学術的な貢献だけでなく，実社会への還元も必要
– 研究力の向上と成果の還元による実社会の発展にどのような関
係があるか，その因果関係について検証
• 分析手法
– 共分散構造解析（SEM)
• 研究力，成果の社会還元力
のような構成概念を扱う
• 構成概念の間の因果関係を
観測データから推定
• 因子分析と重回帰分析の拡張 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
1981年
1983年
1985年
1987年
1989年
1991年
1993年
1995年
1997年
1999年
2001年
2003年
2005年
2007年
2009年
2011年
文献索引数の推移
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- 10. 研究力向上と実社会の発展の関係‐仮説設定
• 「研究力」と「成果の社会への還元力」の関係
研究力には基礎研究力Aと応用研究力Bがある
AはBに正の影響を与える（正の因果関係がある）
研究成果を社会へ還元する力は製品やサービスとしての実用化力C
と生産性を向上させる力Dがある
BはCとDに正の影響を与える
Aは理学・医学・農学分野の文献数に正の影響を与える
Bは工学分野の文献数に正の影響を与える
Cは法人企業の売上高と特許出願件数に正の影響を与える
Dは法人企業の売上原価に負の影響を与える
基礎研究力A 応用研究力B
製品実用化力C 生産性向上力D
理学・医学・農
学分野の文献数
売上高
特許出願件数
売上原価
工学分野の文献数
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- 11. データの収集
• 観測データとして以下の年次（年度）データを使用
• サンプル数は1981年～2012年までの32
– 文献数
• 文献の年次別索引頻度（国内と海外を合算したもの）
• 1文献に複数索引が付与される場合もあるが，便宜上文献数＝索引数
– 売上高、売上原価、営業利益
• 法人企業統計年報（財務総合政策研究所）記載の年度別売上高、売上
原価、営業利益（それぞれ製造業と非製造業の値を合計したもの）
– 特許出願件数
• World Intellectual Property Indicators(WIPO) 報告書記載の年次
特許出願件数
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- 12. パス図による仮説モデルの可視化
外生観測変数 内生観測変数内生潜在変数外生潜在変数
基礎研究力A 応用研究力B
製品実用化力C 生産性向上力D
特許出願件数売上高
物理文献
数
基礎化学文
献数
科学技術
一般文献数
システム
工学文献数
情報工学
文献数
経営工学
文献数
電気工学
文献数
エネルギー
工学文献数
原子力工学
文献数
熱工学文献
数
機械工学文
献数
建設工学文
献数
環境工学文
献数
工学一般
文献数
運輸交通
工学文献数
鉱山工学
文献数
金属工学
文献数
化学工学
文献数
化学工業
文献数
その他
工業文献数
宇宙科学文
献数
生物文献
数
農林水産
文献数
医学文献
数
売上原価
凡例
a1
a2
a3
a4
a5 a6
a7
b1
b2
b3
b4 b5
b6
b7
b8
b9
b10
b11
b12
b13
b14
b15b16
b17
α
β
γ
p q r
• ai, bi, α，β，γ, p, q, rはパラメータ
• 各変数には誤差変数が付随
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- 13. SAS CALISによる分析
基礎研究力A 応用研究力B
製品実用化力C 生産性向上力D
特許出願件数売上高
物理文献
数
基礎化学文
献数
科学技術
一般文献数
システム
工学文献数
情報工学
文献数
経営工学
文献数
電気工学
文献数
エネルギー
工学文献数
原子力工学
文献数
熱工学文献
数
機械工学文
献数
建設工学文
献数
環境工学文
献数
工学一般
文献数
運輸交通
工学文献数
鉱山工学
文献数
金属工学
文献数
化学工学
文献数化学工業
文献数
その他
工業文献数
宇宙科学文
献数
生物文献
数
農林水産
文献数
医学文献
数
売上原価
0.96*
1.00 *
0.98*
0.97* 0.96*
0.95* 0.94* 0.78* 0.92* 0.96* 0.89* 0.99*
-0.73
0.84*
0.65*
0.97*
0.99*
0.96*
0.90*
-0.71
0.62*
-0.28
0.96*
0.98*
0.76* 0.71*
0.98* 0.82*
0.97*
• 潜在変数間の因果関係は仮説を裏付け
• 生産性向上力と原価、応用研究力と3分野の文献数で仮説と異なる
• モデルの適合度は低い：GFI＝0.21，RMSEA=0.34
• Overfitting対応：32サンプル，61パラメータ
0.76*
＊:5％水準
で有意
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- 14. 仮説(モデル）の修正
• 製品実用化力と生産性向上力を社会への還元力に合成
• 文献の分類粒度を大きくして観測変数を集約
– 理学：物理＋化学＋生物＋宇宙・地学
– 電気通信工学：電気工学＋情報工学＋システム工学
– 資源エネルギー工学：鉱山工学＋エネルギー工学＋原子力工学＋環境工学
– 土木建築工学：建築工学＋交通工学
– 機械工学：機械工学＋熱工学
– 応用化学：化学工学＋化学工業
• 関連する工学分野同士の相関を考慮
• 一般領域および工業の分類を削除
• 売上と原価をまとめて営業利益に集約
基礎研究力A 応用研究力B
社会への還元力C
理学・医学・農
学分野の文献数
特許出願件数 営業利益
工学分野の文献数
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