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lijf 究報告 89-21 h 牙究開쯤쫓投資의適正規 模및 配分設定模型에관한좌규究 1989. 11. 韓國科學技術 ~Jf 究院 科學技 1f[ 政策班깡담 評價센터
제 줄 과학기술처장관귀하 본보고서를 연구개발투자의적정규모및배분설정모형에관한연구 과제의 최종보고서를제출합니다. 1989. 11. 연구기관명 : 과학기술정책연구평가센티연구책임자 : 정태윤 g과학기술정책연구평가센티선임연구원 ) 박병무 ( 수원대학교교수 ) 연구참여자 : 김성준띤과학기술정책연구평가센티연구원 ) 김갑수 ( 선임연구원 )
요 약 1. 제목 연구개발투자의적정규모및배분설정모형에관한연구 11. 연구의목적및중요성우리경제구조의취약성및낮은기술수준은향후우리경제의지속적성장의장애가될것이다. 최근과학기술투자를획기적으로확대시키려는계획이발표되었으나그근거자료의제시가충분하지못한실정이며이러한의욕적인계획은그실행이다른경제활동의효율성을저해하지않는다는전제하에그정당성을인정받게될것이므로전체경제시스템의효율측면에서의검증이필요하다. 또한우리기술정책은도입기술의모방이나개량에치중하여왔으나더나은발전을위해서는고유기술또는자체기술의개발이점점더중요해질것이며따라서기초연구와응용 개발연구에대한투자수요의구성비변화가예상되고있다. 따라서본연구는효율적인연구개발투자를위한정량적방법론을개발함으로써국가적차원에서의연구개발투자적정규모및배분율을산정 예측하여효과적인정책방안을수립하는데있어서기초자료및근거를제시함을목적으로하고있다. m 연구의내용및범위 1. 연구개발투자적정규모산정모형국가자원의효율적배분을위하여국가경제의일반균형모형의틀안에서연구개발투자의경제적효과를나타내는메카니즘을모형화하였다. 모형은다음과같은특징을가지고있다. 첫째, 모형은국가경제활동전반의효율성측면에서접근하여거시경제적총량모형의형태를가지고있다. 둘째, 공급부문에서는기술진보가이루어지는과정을구체화하여연구개발투자의성과로서파악하고있다. 1
셋째, 기술스톡등의기술지표가국내총생산등의경제지표의설명변수로되어있다. 넷째, 연구개발투자가국내총생산등을통하여수요측면의제약을받는다. 다섯째, 정책결정자의의지가정책변수로반영될수있다. 본모형은기술블록, 생산블록, 수요블록의셰블록으로나뉘어져있으며그구조및추정결과는다음과같다. 기술블록추정결과 1) RDP = --67.096495 + 0.00281483. (GDP+GDP-l)/2 + 1.055853 \. RDP-l (-1.05) (1.28) (8.37) R 2 = 0.9820 D.W. = 1.042 2) PN = 524.723522-556.872789. DUMMY 80-87 + 5.843553. RDS (3.35) (-2.13) (9.11) R 2 = 0.9092 D.W. = 0.868 3) ln SN = -34.214812 + 5.947399. ln (GDP+GDP-l)/2-2.905963. ln TS (-5.21) (4.68) (-3.35) R 2 = 0.9826 D.W. = 2.208 4) ln TFP = -1.273495-0.066976. DUMMY 80- 용 7 + 0.264002. ln TS (-10.96) (-4.83) (17.10) 5) P = 용 PNt R 2 = 0.9805 D.W. = 1.307 6) S = t SNt 7) TS = 0.07365 P + S 8) RDS = 한 μt.rdpt) + t(λt. RDGt) t 二 4 t=-4 2
생산블록추정결과 1) 'l( = 0.817368 + 0.D41823. DUMMY 85-87 + 0.076132.SINE (2 η). (YEAR - 1.96244 (1 32.75) (2.17) (8.59) (-5.29). DUMMY 85-87 - 1976) R 2 = 0.9240 D.W = 2.734 2) lnp = 0.075450 + 0.046293. DUMMY 72-73 - 0.021296. DUMMY 79 (12.76) (6.81) (-3.84) -0.062305. αear-1971)j16 (-13.12) R 2 = 0.9481 D.W. = 2.290 3) ln (GDPjPL) = -1.329622-0.067882.DUMMY 80- 용 7 + 0.237388.ln (1IK;P L) (-2.96) (-5.08) (3.51) +0.270984.1n TS (3.71) R 2 = 0.9987 D.W. = 1.442 4) ln (PGDPjPL) = -1.329622-0.067882.DUMMY 80-87 + 0.237388.1n(K;PL) +0.270984.1n TS 5) GAP = (PGDP - GDP) j PGDP 6) D = RATD. K-l 7) K = K-l + 1 - D 8) lnp = 0.081594-0.062305. αear-1971)j16 3
수요블록추정결과 1) 1 = -3328.34 + 0.349052. (GDP+GDP-l)!2-5361.30. GAP-l (-3.35) (22.16) (-0.59) R Z = 0.9839 D.W = 1.176 2) C = 3688.25 + 0.203903. GDp. DEFjPC + 0.568705. C-l (5.30) (5.32) (6.36) R Z = 0.9974 D.W. = 1.461 3) XCj607.89 = -43.139371 + 0.802571. WT - 0.183257. PXC (-11.53) (9.96) (-2.60) R Z = 0.96 D.W. = 1.337 4) M = -3134.03-19928.42. DUMMY 86-87 + (0.459908 + 0.307227. IXJ1.1MY 86--8η (-2.60) (-1.21) (14.78) (1.20). GDP R Z = 0.9758 D.W. = 0.824 5) PXC = -100.431646 + 266.112741. DUMMY 80-용 7-0.103618. EXR (-2.60) (12.56) (-6.27) + 0.298678. WAGE + (101.145159-115. 834914.DUMMY 80-87)' TFP (3.39) (5.01) (-11.44) R Z = 0.9915 D.W = 3.031 6) PC = 21.441570-9.912155. TFP + 1.040751. DEF (1.44) (-1.21) (27.74) R Z = 0.9966 D.W. = 0.680 7) WAGE = 39.541610-20.462694. UR + 1.548170. PC (1.70) (-3.61) (24.32) R Z = 0.9804 D.W. = 1.066 8) X = RATEX.XC 9) IH = RATIH.GDP 10) GDE = C + 1 + IH 十 G + (X-M) + J 11) GDE 三 GDP 4
2. 연구개발투자배분모형제한된연구개발자원을기초연구와응용 개발연구로배분하는혜있어서기술지식의축적을최대화할수있도록모형화하였다. 모형은다음과같은개념적배경을가지고있다. 첫째, 각연구단계에서파생된과학적지식은시간이갈수록축적되어연구개발스톡을형성하게된다. 둘째, 연구개발스톡으로축적되는시차및진부화를감안하여 Poisson 분포를가정하고그평균값을기초연구는 3년, 응용및개발연구는 2년으로하였다. 셋째 l 기술스톡을각단계별연구개발스톡의함수로나타내었다. 넷째, 주어진총 R&D 자원을제약조건으로기술스톡을극대화하는연구개발스톡의최적조합으로써최적배분율을산정하였다. 모형을수식으로표현하면다음과같다. 연구개발스톡 ; Si RDSi (t) == I μ RDEi (t - k) k=o RDSi: 단계별연구개발스톡 RDEi: 단계별개발지출 Si: 단계별축적기간 ( 기초는 6 년응용 개발은 4 년 ) 入 ik 단계별년차별 Poisson 분포확율 기술스톡 ; TS(t) = a. 채 {RDSi(t) }a. i TS: 기술스톡 a α 상수 단계별탄성치 5
총연구개발스톡이주어졌을때기술스톡을최대화하는모형 ; Max, TS(t) = a. n {RDSi(t) }a. i SL FRDSim =RDsm RDS: 총연구개발스톡 의해는 RDSi(t) =RDS (t). 이므로 i 연구단계의최적배분율은 - 연 -- 이다. Zα, N. 연구의결과및활용에대한건의 1. 연구의결과 A. 모형의구조적안정성거시경제적균형모형으로서동태적이고비선형의행태방정식과항등식으로구성되어있는바시스템전체로서의모형이실제경제시스템을안정적으로파악하고있는지를검증하기위하여과거분석기간의시율레이션 (historical simulation.) 을실시하였다. 사후적시율레이션에의한모형의구조적안정성은다음과같이평가된다. 주요내생변수 RDP PN SN TFR' GDP C XC M PXC PC WAGE MAPE(%) 36.08 19.56 7.93 1.31 1.43 4.42 1.01 10.73 4.70 5.07 2.49 15.86 RMSPE(%) 43.65 23.95 10.08 1.70 1.85 5.99 1.29 13.83 6.09 7.14 3.21 25.28 6
B. 정부부담연구개발지출에대한시나리오모형에서정책변수로서외생적으로투입되고있는정부부담연구개발지출에대하여다섯가지의예측시나리오를가지고시율레이션을하였으며시나리오내용은다음과같다. 정부부담연구개발지출에대한시나리오 시나리오구분 l 연꽤발투자의정부부담비율 비그 l 1 11988--2001 년까지 30% 유지 과학기술투자의국내총생산대비율 40% 11 11988--2001 년까지 20% 유지 과학기술투자의국내총생산대비율 30% III 11988--1991 년까지 20% 유지 시나리오 u 에서시나리오 I 로 5 개년단위 1992--1996 년까지 25% 유지 로점진적으로조정시행 1997--2001 년까지 30% 유지 IV 11988--1991 년까지 20% 유지 과학기술투자의국내총생산대비율은 30% 1992--1996 년까지 15% 유지 1 에서 20% 까지 5 개년단위로점진적으로 1997--2001 년까지 10% 유지 조정시행 V 시나리오 I-IV 와는달리 11980 년대의연평균증가율지속. 정부부담연구개발지출을매년 10% 씩증가 C. 시나리오별시율례이션결과 시나리오별국내총쟁산추정 단위 :10 억원 년 도 WEFA 추정시나리오 I 시나리오 11 시나라오 1lI 시나리오 N 시나리오 V 1987 67820 67820 67820 67820 67820 67820 1991 90848 92755 92319 92319 92325 92229 1996 127172 134137 132507 132097 132976 131826 2001 175876 186854 183243 181355 185561 181186 주 : 1980 년기준불변가격. 1987 년은실적치. 7
시나리오별부담원별연구개발투자규모추정 단위 : 10 억원 년 도 부담원 시나리오 I 시나리오 II 시나리오m 시나리오N 시나리오V 1987 민 간 855 855 855 855 855 카 1 Jf- 219 219 219 219 219 합 1074 1074 1074 1074 1074 1991 민 간 1750 1748 1748 1748 1748 7à 부 750 437 437 437 321 함 2500 2185 2185 2185 2069 1996 민간 3717 3699 3702 3697 3693 X 규부 1593 925 1234 652 516 함 5310 4624 4936 4349 4209 2001 민 간 6974 6911 6933 6892 6880 7à 부 2989 1728 2971 766 832 함 9963 8639 9904 7658 7712 주 : 1980 년기준불변가격. 1987 년은실적치. 시나리오별총연구개발투자의국내총생산에대한비율 단위 :% 디 '- 간 시나리오 I 시나리오 II 시나리오 III 시나리오W 시나리오V 1987 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1991 3.2 2.9 2.9 2.9 2.6 1996 4.7 4.2 4.4 3.9 3.8 2001 6.3 5.6 6.3 5.0 5.1 주 : 경상가격기준. 1987 년은실적치. 8
시나리오별정부부담연구개발지출의정부총지출에대한비율 단위 :% 년 간 시나리오I 시나리오 II 시나리오 III 시나리오W 시나리오V 1987 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 1991 8.8 5.1 5.1 5.1 3.8 1996 12.8 7.5 9.9 5.2 4.2 2001 16.3 9.4 16.3 4.2 4.5 주 : 경상가격기준. 1987 년은실적치. D. 최적배분율의산출 각연구단계별연구개발스톡자료와규모설정모형에서결정된기술스톡자료 를가지고회귀분석을한결과는다음과같다..e n TS = 5,118478 + 0.071829 DUMMY 80- 용 7 (~0.846) (2.859) + 0.094906.e n RDS1+0.472230.e n RDS2 (0.669) (4.949) R 2 =0.9973 따라서최적배분율은기초연구 0.167, 응용및개발연구 0.833 으로나타났다. 2. 활용에대한건의 O 과학기술투자정부부담율 40% 정책달성이거시경제구조상형평을유지하기 위해서는 - 정부총지출중여타부문의상대적축소 - 거시경제구조에서차지하는정부총지출부문의획기적확대등이정부부처간의원만한협의에의해실현되어야할것이다. 현재와같은경제구조하에서는과학기술투자정부부담율 30% 정책시행은 9
다소의무리는있으나정부의의지로실현가능할것으로전망된다. 정부부담연구개발지출을매년 10% 증대시키는경우거시적경제구조하에서 의과학기술투자의변화추이는거의없을것으로추정됨. 10
SUMMARY 1. Title of the study A Study on the Optimal National R&D Investment and its Allocation H. Purpose of the study and its importance A major internal weak:ness of economic structure and low level of technology in Korea st따ts playing a role of barrier to continuous economic growth. Recent public announcement of the government (MOST), that the aggregated amount of investment for science and technology would set to 5 percent of gross national product (GNP) by 2000s, has not been followed by detailed plans yet. A rigorous government plan for national R&D investment needs to be evaluated with respect to an efficient operation of national economy assuming that the plan would not deter other economic activities. Past technology policy has been focused on modification and improvement of imported indusσial technology which was necessary for an economic growth at early stages. However, recent situations, international and domestic, require a higher level of technology-mix strategy with developing our. own basic and applied technology for a continuous economic growth. Thus it is expected that demand structure of R&D investment will be gradually as well as quickly changing. The purpose of the study is to provide empirical evidences and information for decision mak:ers of science and technology policies. This is done by developing an optimization model of national R&D investment and solving the model for the size of national R&D investment and the allocation rate of it at each of basic and applied stages. ID. Contents and scope of the study 1. Optimization model of national R&D investment size The study is based on a macroeconomic general equilibrium framework and develops a 11
R&D investment mechanism upon it. The model is designed to measure an economic impact of national R&D investment in terms of optimum allocation of economic resources. 1t is charaterized as follows: i) a type of macroeconomic model based on aggregated(national) level of economic 때d economic-related activities ii) a process of technology advance as a performance of R&D investment activity is specified in the supply side iii) technology variables (such as technology stock) are endogenized and related, as explanatory variables, to economic activities (such as gross domestic product) iv) R&D investment activity is constrained by demand side of the model through gross domestic production process The model consists of three blocks of technology, production, and demand. Results of estimation of the model in 1973-1987 period are as follows: RESULTS OF ESTIMAT10N : TECHNOLOGY BLOC 1) RDP = -67.096495 + 0.00281483. (GDP+GDP-l)/2 + 1.055853. RDP-l (-1.05) (1.28) (8.37) R 2 = 0.9820 D.W. = 1.042 2) PN = 524.723522-556.872789. DUMMY 80- 용 7 + 5.843553. RDS (3.35) (-2.13) (9.11) R 2 = 0.9092 D.W. == 0.868 3) ln SN = -34.214812 + 5.947399. ln (GDP+GDP-l)/2-2.905963. ln TS (-5.21) (4.68) (-3.35) R 2 = 0.9826 D.W. == 2.208 4) ln TFP = -1.273495-0.066976. DUMMY 80- 용 7 + 0.264002. ln TS (-10.96) (-4.83) (17.10) R 2 = 0.9805 D.W. == 1.307 12
0 5) P = I, PNt 6) S = f SNt 7) TS = 0.07365 P + S o 0 8) RDS = I, (μt. RDPt) + I, (λt' RDGt) t=-4 t=-4 RESULTS OF ESTIMATION : PRODUCTION BLOC 1) κ = 0.817368 + 0 없 1823.DUMMY 85-87 + 0.076132.SINE (2 η). (YEAR - 1.96244 (132.75) (2.17) (8.59) (-5.29). DUMMY 85-87 - 1976) R 2 = 0.9240 D.W = 2.734 2) lnp = 0.075450 + 0.046293.DUMMY 72-73 - 0.021296.DUMMY 79 (12.76) (6.81) (-3.84) -0.062305. αear-1971)j16 (-13.12) R 2 = 0.9481 D.W. = 2.290 3) ln (GDPjPL) = -1.329622-0.067882.DUMMY 80-87 + 0.237388.1n (1(KjpL) (-2.96) (-5.08) (3.51) +0.270984.ln TS (3.71) R 2 = 0.9987 D.W. = 1.442 13
4) 1n (PGDP/PL) = -1.329622-0.067882.DUMMY 80-87 + 0.237388.1n(K!PL) +0.270984.1n TS 5) GAP = (PGDP - GDP) / PGDP 6) D = RATD. K-1 7) K = K-1 + 1 - D 8) lnp = 0.081594-0.062305. αear-1971)j16 RESULTS OF ESTIMATION : DEMAND BLOC 1) 1 = -3328.34 + 0.349052. (GDP+GDP )/2-5361.30. GAP-1 (-3.35) (22.16) (-0.59) R 2 = 0.9839 D.W = 1.176 2) C = 3688.25 + 0.203903. GDp. DEF/PC + 0.568705. C-1 (5.30) (5.32) (6.36) R 2 = 0.9974 D.W. = 1.461 3) XC/607.89 = -43.139371 + 0.802571. WT - 0.183257. PXC (-11.53) (9.96) (-2.60) R 2 = 0.96 D.W. = 1.337 4) M = -3134.03-19928.42. DUMMY 86-87 + (0.459908 +α307227. DUMMY 86-8η (-2.60) (-1.21) (14.78) (1.20). GDP R 2 = 0.9758 D.W. = 0.824 14
5) PXC = -100.431646 + 266.112741. DUMMY 80 냉 7-0.103618. EXR (-2.60) (12.56) (--6.27) + 0.298678. WAGE + (101.145159-115. 834914. DUMMY 80 냉 7). TFP (3.39) (5.01) (-11.44) R 2 = 0.9915 D.W = 3.031 6) PC = 21.441570-9.912155. TFP + 1.040751. DEF (1.44) (-1.21) (27.74) R 2 = 0.9966 D.W. = 0.680 7) WAGE = 39.541610-20.462694. UR + 1.548170. PC (1.70) (-3.61) (24.32) R 2 = 0.9804 D.W. = 1.066 8) X = RATEX.XC 9) IH = RATIH. GDP 10) GDE = C + 1 + IH 十 G + (X-M) + J 11) GDE 三 GDP 2. Allocation model of national R&D investment The model is designed to maximize technology stock subject to constrained R&D investment through optimal allocating between basic and applied research. The model is conceptual1y described as fol1ows: i) scientific knowledge diffused from each research stage accumulates and formulates technology stock ii) R&D stock is assumed to be disσibuted with a Poisson disσibution with mean of 3 years for basic research and 2 years for applied research iii) technology stock is a function of R&D stocks of each research stage. iv) the ratios of optimal al1ocation between two research stages are calculated for objective of maximizing total technology stock given aggregated R&D resources. The model is specified as fol1ows: 15
R&D stock: RDSi(t) = L λik RDE(t-k) K=l RDSi : R&D stock by stage RDEi : R&D expenditure by stage Si λik : accumulation period by stage(6years for basic, 4 years for applied) : probability of Poisson distribution by year, by stage Technolagy stock : TS(t) = a. π {RDSi(t)}ω TS : technology stock (Xi : elasticities a : a constant Model Max. TS(t) = a. 챈 {RDSi(t)}ai s. 1. LRDSi(t) = RDS(t) (Xi The s이ution of the model is RDSi(t) = RDS(t). 호강. IY. Results and policy implication 1. Results of the study A. Structural Stability of the model The model, which is a type of macro-economic equilibrium model, inc1udes some nonlinear type behavioural equations and identities. The model as a whole is examined for structural stability by performing a historical simulation. The results of the historical simulation in terms of evaluation measures are as follows. 16
Variables MAPE(%) PDP 36.08 PN 19.56 SN 7.93 TFP 1.31 GDP 1.43 I 4.42 C 1.01 xc 10.73 M 4.70 pxc 5.07 pc 2.49 WAGE 15.86 RMSPE(%) 43.65 23.95 10.08 1.70 1.85 5.99 1.29 l3.83 6.09 7.14 3.21 25.28 B. Scenarios of R&D expenditure by govemment Scenario R&D expen 며 ture by govemment as % of total R&D expenditure I 1988-2001 30% 11 m 1988-2001 1988-1991 1992-1996 1997-2001 20% 20% 25% 30% N 1988-1991 1992-1996 1997-2001 20% 15% 10% V 10% annual increase rate of govermnent R&D expenditure (Average annual increase rate during 1980s) 17
c. results by scenario Forecast of R&D expenditure by source, by scenario unit : billion won year sourcε scenarioi scenarioii scenarioiii scenarioiv scεnariov 1987 pnvate 855 855 government 219 219 total 1074 1074 855 219 1074 855 855 219 219 1074 1074 1991 pnvate 1750 1748 government 750 437 total 2500 2185 1748 437 2185 1748 1748 437 321 2185 2069 1996 pnvate 3717 3699 government 1593 925 total 5310 4624 3702 1234 4936 3697 3693 652 516 4349 4209 2001 pnvate 6974 6911 government 2989 1728 total 9963 8639 6933 2971 9904 6892 6880 766 832 7658 7712 1980 fixed price D. the optimal allocation ratio results of regression : ι n TS = 5.118478+0.071829 DUMMY 80-87 (60.846) (2.859) + 0.094906.e n RDSl + 0.472230.e n RDS2 (0.669) (4.949) R 2 = 0.9973 Therefore the optimal ratios are 0.167 for basic research and 0.833 for applied research. 18
2. Policy implication The plan of scenario I(It leads that 40% of S&T investment is performed by govemment sector) and scenario III need at least two conditions to be met ; (1) Other govemment expenditure activities should be relatively reduced. or (2) Total govemment expenditure should be drastically increased. o The plan of scenario II(It leads that 30% of S&T investment is performed by government sector) and scenario IV are expected to be plausible under the assumption that government pushes its p이icy regorously. The plan of scenario V is expected not to change the σend of S&T investment compared to the past trend. 19
Contents CHAPTER 1. INTRODUCTION SECTION 1. PURPOSE OF STUDY 1 SECTION 2. CONTENTS AND SCOPE... 2 CHAPTER 2. STRUCTURE OF A MACROECONOMIC MODEL DETERMINING THE SIZE OF R&D EXPENDITURE SECTION 1. TECHNOLOGY BLOC... 4 SECTION 2. PRODUCTION BLOC.... 7 SECTION 3. DEMAND BLOC... 12 CHAPTER 3. VARIABLES AND DATA. SECTION 1. STATISTICAL INPUT DATA... 15 SECTION 2. FORECASTS OF EXOGENOUS VARIABLES... 20 SECTION 3. CALCULATION OF R&D DEFLATOR... 23 CHAPRER 4. SIMULATION RESULTS SECTION 1. EVALUATION OF SIMUSATION... 28 SECTION 2. SCENARIOS OF GOVERNMENT R&D EXPENDITURE... 31 SECTION 3. RESULTS OF SIMULATION...:... 34 SECTION 4. LIMITS OF RESULTS... 58 CHATER 5. ALLOCATION OF R&D INVESTMENT SECTION 1. CONCEPT OF A MODEL... 60 SECTION 2. CALCULATION OF AN OPTIMAL RATIO OF ALLOCATION... 62 CHAPTER 6. CONCLUSION... 64 21
REFERENCES... 69 APPENDIX A GRAPHICAL COMPARISON OF ACTUAL AND SIMULATED VALUES (1973-1987)... 73 APPENDIX B DEFINITION OF ANALYTICAL INDICATORS......... 78 APPENDIX C APPENDIX D RESTLTS OF SIMULATION (1988-2001) BASED ON SCENARIO 1... 79 RESULTS OF SIMKULATION BASED ON SCENARIO II... 82 APPENDIX E APPENDIX F APPENDIX G RESULTS OF SIMUSATION BASED ON SCENARIO m... 85 RESULTS OF SIMKULATION BASED ON SEENARIO N... 88 RESULTS OF SIMULATION BASED ON SEENARIO V... 91 22
프 i!.. -, 차 저 11 장서론 제 1 절연구의목적... 1 제 2 절연구의내용및범위... 2 저 12장연구개발투자규모설정모형의구조 제 1절기술블록... 4 제 2절생산블록... 7 제 3절수요블록 12 저 13장모형의변수및자료제 1절투입통계자료... 15 제 2절외생변수의예측... 20 제 3절연구개발디플례이티의산출 23 저 14장모형의시율레이션 제 1절모형의구조적안정성 28 제 2절정부부담연구개발지출에대한시나리오... 31 제 3절시나리오별시율레이션결과... 34 제 4절시율레이션결과의한계 58 저 15 장연구개발투자의배분설정 제 1 절모형의개념... 60 제 2 캘최적배분율의산정... 62 저 16 장결론... 64 23
참고문헌... 69 부록 A. 실제값과시율레이션추정값의그림비교 (1973-1987)... 73 부록 B. 분석지표의정의... 78 부록 C. 시나리오 I 에의한시율례이션결과부록 D. 시나리오 H에의한시율레이션결과부록 E. 시나리오 m에의한시율레이션결과부록 F. 시나리오 W에의한시율례이션결과부록 G. 시나리오 V에의한시율레이션결과 79 82 85 88 91 24
효 u. 표E -. 차 표 2-1) 생산요소별한계생산성변화및성장기여도, 1973-1979 및 1980-1987... 8 표 3-1) 변수의정의및자료출처... 16 표 3-2) 변수별통계자료... 17 표 3-3) 취업근로자수시산... 21 표 3-4) 수요블록에서의외생변수... 22 표 3-5) 비목별대용지표... 25 표 3-6) 연구개발디플래이터와실질연구개발지출... 27 표 4-1) 사후적시률레이션에의한모형의구조적안정성... 29 표 4-2) 국내총생산및연구개발투자의 실질증가추세. 1973-1987... 31 표 4-3) 연구개발투자의국내총생산에대한비율및 부담원별비율. 1973-1987... 32 표 4-4) 정부부담연구개발지출에대한시나리오... 34 표 4-5) 연구개발투자의변화추정, 시나리오 I 표 4-6) 국내총생산성장율과연구개발투자의 35 증가율추정, 시나리오 1... 36 표 4-7) 생산요소별한계생산성변화율및 성장기여도추정, 시나리오 1... 37 표 4-8) 연구개발투자의변화추정, 시나리오 II 37 표 4-9) 국내총생산성장율과연구개발투자의증가율추정, 시나리오 II... 38 표 4-10) 생산요소별한계생산성변화율및성장기여도추정, 시나리오 II... 39 25
표 4-11) 연구개발투자의변화추정, 시나리오 III... 39 표 4-12) 국내총생산성장율과연구개발투자의 증가율추정, 시나리오 III... 40 표 4-13) 생산요소별한계생산성변화율및 성장기여도추정, 시나리오 III... 41 표 4-14) 연구개발투자의변화추정, 시나리오 IV... 42 표 4-15) 국내총생산성장율과연구개발투자의 증가율추정 시나리오 IV................ 껑 42 표 4-16φ 생산요소별한계생산성변화율및 성장기여도추정! 시나리오 IV.. 표 4-17) 연구개발투자의변화추정, 시나라오 V 표 4-18) 국내총생산성장율과연구개발투자의 증가율추정, 시나리오 v........................ 껑 42 43 엄 43 표 4-19) 생산요소별한계생산성변화율및 성장기여도추정, 시나리오 v. 표 4-. 깅20아 시나리오별국내총생산추정............................... 표 4-. 겸21) 시나리오별국내총생산성장율추정................. 표 4-. 깅22) 시나리오별민칸부담연구개발투자규모추정..... 표 4-: 격-2 3) 시나리오별정부부담연구개발지출규모추정... 싫 44 싫 45 얘 48 때 49 되 51 표 4-, 갖.24) 시나리오별정부부담연구개발지출의국내총생산및 정부총지출에대한비율.............. 표 4-25앙 시나리오별부담원별연구개발투자규모추정....... 표 5운 -1) 연구단계별연구개발지출............. 표 5 운 -2 양 ) Poisson 분포확율................. 잃 52 않 54 없 62 없 62 표 5운 -3) 연구단계별연구개발스톡................. 26
그렴목차 그림 2-1) 기술블록의개념적구조 그림 2-2) 생산블록의개념적구조 1 4 Ru nu 그림 2-3) 수요블록의개념적구조... 13 그림 4-1) 시나리오별국내총생산추정치 1990-2001 (WEFA의각년도추정치 =1)... 46 그림 4-2) 시나리오별국내총생산추정치 1990-2001 ( 시나리오 V의각년도추정치 =1)... 47 그림 4-3) 시나리오별정부부담연구개발지출추정치 (1980년기준불변가격 )... 50 그림 4-4) 시나리오별전체연구개발투자규모추정 (1 980년기준불변가격 )... 53 그림 4-5) 시나리오별전체연구개발투자규모추정 (1980년기준불변가격 )... 56 그림 4-6) 시나리오별연구개발투자의국내총생산에대한비율추정 57 27
제 1 장서론 제 1 절 연구의목적 우리나라는저렴한노동력과선진산엽기술의도입 모방을통해수출주도형경제성장을시작하여이제개발도상국의대열에서벗어나신흥공업국으로부상하고있다. 그러나대외지횡t 적인경제의급속한팽창은선진제국의견제와경계를받기시작하면서고도성장의한계점에이르게되었으며이에대한유일한돌파구는과학기술의획기적인발전과비약이라는데에이의가없을것이다. 선진국이 연구개발한과학기술을도입하여소화흡수하고개량하던이제까지의 입장에서 벗어나선진제국과대등한입장에서경쟁을하며과학기술개발을해야할시점에서있는것이다. 최근정부는이러한점을감안하여과학기술투자를 2000년까지국민총생산의 5% 수준으로확대시키는의욕적인계획을발표한바있다. 그러나그에대한근거자료의제시가아직은충분하지못하여논란의소지가남아있는실정이다. 이러한계획의실행이전체경제활동의효율성을저해하지않는다는전제하에서그정당성을인정받게될것이므로전체경제시스템의효율측면에서의검증이필요한것이다. 또한우리의기술정책은도입기술의모방이나개량에치중하여왔으나더나은발전을위해서는고유기술또는자체기술의개발이점점더중요해질것이며따라서기초연구와응용및개발연구에대한투자수요의구성비변화가예상되고있다. 본연구에서는연구개발투자에대한정량적방법론을개발하여국가적차원에 서의연구개발투자적정규모및배분율을산정 예측함으로써 효율적인정책방안 수립에기초자료및근거를제시해보고자한다. 1 i
제 2 절 연구의내용및범위 국가자원의효율적배분을위한연구개발투자의적정규모는얼마인가를파악하고자거시경제적총량모형의틀안에서연구개발투자의경제적효과를나타내는메카니즘을모형화하였다. 연구개발투자의성과로서기술진보가있고기술진보가생산함수를통해서국내총생산의증가로이어지는과정을구체화하여모형에반영하였다. 모형을구성하고있는각각의구조방정식이통계적으로유의도가비교적높다고하더라도모형전체의신뢰도, 즉시스템전체로서의모형이실제경제시스템을안정적으로파악하고있는지를검증해보기위해시율레이션을실시하였고정책변수의선택에따른시나리오별예측을하였다. 또한연구개발자원을기초연구와응용및개발연구로배분하는데있어서최대가능기술수준을가져올수있도록연구단계별로투자배분을하여보았다. 연구개발은두연구단계의통합된동태적과정으로보고연구개발스톡을과거연구 개발지출의 누적함으로정의하고기술스톡을각연구단계에서의연구개발스톡의 함수로하여주어진총연구개발자원을제약조건으로기술수준을극대화하는연 구개발스톡의최적조합을구함으로써최적배분율을산정하였다. 一 2-
제 2 장 연구개발투자규모절청모형의구조 본모형은국가경제의중장기총량모형으로서단기모형과는달리수요부문보다는공급부문에역점을두었으며특히기술혁신에따른경제성장, 산업구조의변화를설명하고예측하고자하였다. 경제성장이란잠재적인경제규모의확대와그것의적절한활용에의해얻어지는것으로서그결정방식에많은관심이두어지고있다. 잠재적생산규모가여러생산요소의결함에의해어떻게결정될것인가는통상생산함수롤이용하여나타내는데생산요소증대이외의생산증대요인으로서기술진보를들수있으며이는생산함수의상방이동으로표현하고있다. 그러나이러한생산함수의상방이동이어떤경로를통해서발생하는가에대해서는명확한논의가이루어지지않고있다. 본연구에서는기술진보를연구개발투자의성과로서파악함으로써국가경제의일반끌형모형의틀안에서연구개발투자의경제적효과를나타내는메카니즘을모형에반영하고자하였다. 전체모형은기술블록, 생산블록, 수요블록의세블록으로나뉘어있는데기술블록에서기술진보가이루어지는과정을구체화하여생산블록에서내재적으로상정하고있는생산함수에반영하고있으며이러한공급부문이수요측면의제약을받음으로써균형을이루고있다. 이들셰블록은국내총생산, 총요소생산성, 기술스톡, 설비투자등에의해서상호유기적으로연결되어있다. 즉기술스톡등의기술지표가국내총생산등의경제지표의설명변수로되어있으며국내총생산은연구개발투자, 설비투자, 민간소비및수입등을설명하고있으며총요소생산성은소비재가격지수와수출단가지수를설명하며설비투자는자본스톡을결정해주고있다. 3-
제 1 철 기술블록 기술블록은연구개발투자가어떠한과정으로기술축적으로연결되고있는가 를보여주고있다. 연구개발지출이일정한시차를두고연구개발스톡으로축적되 고이것은특허출원건수에영향을주며특허출원건수와기술도입건수가특허출윈스톡과기술도입스톡을결정하며이들이기술스톡을결정하는것으로하였다. 그리고총요소생산성은개념적으로기술스톡에의해영향을받는것으로하였다. < 그림 2-1> 에서는이러한관계를도식화하였다. 이러한관계를모형화하여민간부문의연구개발지출, 특허출원스톡및기술도입건수, 총요소생산성등의행태방정식과총연구개발스톡, 특허출원및기술도입스톡, 기술스톡등의항등식으로구성하고정부부문의연구개발지출은정책변수의성격을감안하여외생변수로취급하였다. 기술스톡의주요요인으로취급되고있는특허출원건수에대한함수추정의결과연구개발스톡의증가는특허출원건수의증가를유도하는것으로추정되고있으며 10억원규모의연구개발스톡의증가는약 5.8건의특허출원을창출시키는것으로나타났다. 해외기술의도입건수에대한함수추정결과는경제규모가확대됨에따라기술의도입건수는증가되는반면국내의기술스톡이증가할수록기술의도입건수는감소하는경향을보이고있다. 즉경제가 1퍼센트성장할경우해외기술도입건수는약 5.9퍼센트증가하는반면국내기술스톡이 1퍼센트증가할경우는해외기술도입건수는약 2.9퍼센트정도감소하는경향을나타내고있다. 총요소생산성은국내기술스톡이증가함에따라상승하는것으로추정되고있는데총요소생산성의국내기술스톡에대한탄력도는약 0.26정도이다. 민간부문의연구개발지출함수에대한추정은 2년간의년평균국내총생산과전기의연구개발지출에의해설명되고있는데국내총생산이증대될수록민간부문의연구개발지출은증대되고있다. 전기의민간부문연구개발지출에대한추정계수가 1을넘고있는바이는모형전체의안정성을해칠우려가있으나과거우리나라의민간부문개발지출의급격한증대에비추어타당성이있는것으로이해하였다. 一 4-
정부부담 연구개발지출 RDG [ 그 : 외생변수 C 그 : 내생변수 ζ)): 타블록으로부터의내생변수 < 그림 2-1> 기술블록의개념적구조 -5-
기술블록추정결과 1) RDP = -67.096495 + 0.00281483. (GDP+GDP-l)!2 + 1.055853. RDP-l ( 一 1. 05) (1.28) (8.37) æ = 0.9820 D.W. = 1.042 2) PN = 524.723522-556.872789. DUMMY 80 냉 7 + 5.843553. RDS (3.35) (-2.13) (9.11) R 2 = 0.9092 D.W. = 0.868 3) ln SN = -34.214812 + 5.947399. ln (GDP+GDP-l)!2 -.2.905963. ln TS (-5.21) (4.68) (-3.35) R 2 = 0.9826 D.W. = 2.208 4) ln TFP = -1.273495-0.066976. DUMMY 80- 용 7 + 0.264002. ln TS (-10.96) (-4.83) (17.10) R 2 = 0.9805 D.W. = 1.307 5) P = t PNt t=-11 6) S = 2: SNt 7) TS = 0.07365 P + S 8) 뻐 S = t(μt 뻐 Pt) + Î, (λt 뻐 Gt) t=-4 t=-4-6-
제 2 철생산블록 생산블록은자본, 노동이라는생산요소와기술이결합하여생산이이루어지는 현상을생산함수를중심으로설명하고있다. 자본투입은가동율과자본스톡으로 노동투입은평균근로시간과취업근로자수로구성되어기술블록에서유입되는기 술스톡과함께국내총쟁산을결정하게되며자본과노동의가동율을최대화한잠 재적국내총생산과의차이가다음기의설비투자에영향을주고그것이감가상각과 함께자본스톡을결정하는것으로하였다. 또감가상각은전년도의자본스톡과 상각율에의해결정된다 <; 그림 2-2> 는이러한관계를도식화한것이다. 생산블록의모형은가동율, 평끌근로시간, 국내총생산, 잠재국내총생산등의행태방정식과잠재국내총생산과국내총생산과의차이 CGAP), 자본의감가상각, 자본스톡, 잠재평균근로시간등의항등식으로구성되어있으며취업근로자수와상각율은외생변수로하였다. 국내총생산함수의추정결과는자본의탄성계수는약 0.24, 노동의그것은약 o. 76 그리고기술스톡의경우는약 0.27 정도인것으로나타냈다. 추정된탄성계수를이용하여각생산요소의한계생산성의변화와경제성장기여도를추산한결과가 표 2-1 쩌 ] 요약되어있다. 자본의한계생산성은 1973-1979년기간에는년평균 5.2퍼센트, 1981-1987년기간에는년평균 2.3퍼센트정도하락하는경향이있으며기술의한계생산성은같은기간에각각년평균 1.1 및 2.5퍼센트정도감소하였다. 그러나노동의한계생산성은같은기간에년평균 5.8 및 6.0퍼센트정도로증가하 였다. 한편 1973-1979 년기간에각생산요소가경제를성장시키는떼에기여한 정도는자본과기술이각각 4 1. 8퍼젠트및 33.6퍼센트인반면노동의기여도는이보다낮은 24.6퍼센트로추산되었다. 1981-1987년기간에는자본의경제성장기여도는 1973-19791건기간의그것보다다소낮은 40.7퍼센트였으며노동의기여도도역시하락하여 23.3퍼센트로낮아 졌다. 그러나기술의성장기여도는 36 퍼센트로상승하였다. 앞으로 1 인당평균근 로시간의감소가노동의질적인향상, 즉쟁산성향상으로상쇄된다하더라도절 -7-
대노동투입의감소추세에의해노동의성장기여도는계속감소할것으로전망되며 자본의기여도역시한계생산성의획기적인향상을기대하기는어렵기때문에현 재이상의수치가전망되지는않는다. < 표 2-1> 생산요소별한켜 1 생산성의변화및성장기여도, 1973~1979 및 1981~1987 기 간 한계생산성변화율 (%) 성장기여도 (%) 자본노동기등 /-를 자본노동기술 1973~1979-5.20 5.84-1.06 41.8 24.6 33.6 1981~1987-2.29 6.00-2.51 40.7 23.3 36.0 주 : 마이너스경제성장율을보였던 1980 년의자본, 노동, 기술의한계생산성변화 율은각각 -13.40, -3.60 및 -9.56 퍼센트였음. 본모형에서는 Cobb - Douglas 형태의생산함수를가정하고있는데자본, 노동이외에기술진보에의한성장기여를규명하고자하였다. 이에대한일반적인접근방법은국민경제의산출 α) 은자본 (K) 과노동 (L) 이라는두생산요소와함께시간 (t) 에따른자연적변화추세, 즉외쟁적기술진보로서설명하고있다. 이관계를나타내는생산함수를 Y a.eλt. K". L ß (a는상수 λ, a, ß는파라메타 ) 와 같은형태로표현할수있는데 α+ß 는이동차함수 (homogeneous function) 의차수 (degree) 를나타내 1 며이것이 1일때 1차동차함수 (linearly homogeneous function) 라하며이는생산함수가규모에대한보수불변 (constant returns to scale) 임을나타낸다. 그리고기술진보는시간에따라외생적으로주어지는함수 é t 로나타내고 있다. 또총투입에대한산출의비율인총요소생산성 (Total Factor Productivity) 은 TFP= 옳r 로나타낼수있으므로이생산함수를쓸경우 a.e샤와같게되며 R Solow. 의 residual의개념과같이볼수있다. 본모형에서는기술진보의형태를연구개발투자와기술도입의성과중의한지 -8-
표인특허출원건수와기술도입건수를이용하여기술스톡 (TS) 을산정함으로써구체화하였으며산출을국내총쟁산 (Gross Domestic Product) 으로하고자본과노동의투입에설비가동율 (~ 과평란근로시간 (P) 을추가함으로써정밀화하였다. 이에따라 GDP == a.ts 1 (1(K)a. (PLl (a는상수, ι ß, y는파라메타, a+ß== l) 와같이생산함수를상정하고있으며... 1) 총요소생산성은 TFP a.ts 1 형태를가 지는것으로하였다. 또한총요소생산성추계를위해자본과노동에의한탄성치의합이 1이되는것으로가정하고있다. 일반적으로이탄성치의합을 1로가정하는이유는노동투입의탄성치인 P를국민계정통계에서임금배분율로대체키위함이나이에는시장이완전경쟁상태로서한계생산성이임금수준과같음을전제로하는것이다. 본연구에서는우리나라의노동시장구조가완전경쟁적이지는않을것이라생각할수있으나노동과자본에국한시켜서볼때의규모에대한보수불변의원칙은향후우리경제가그방향으로갈것으로보아그대로적용하였다. 자본의실질생산능력을결정하는요인중의하나인설비가동율의경우, 여타의경제변수로설명이되지않아 7년주기의순환을이루는함수로추정하였으며마찬가지로노동의실질쟁산능력을결정하는요인중의하나인평달근로시간지수의추정도 1987년을극대점으로갖는시간의함수로추정하였다. 잠재국내총생산은설비가동율이 1이고평균근로시간지수를최대화할때의국내총생산으로하였다. 자본스톡은전년도의자본스톡에금년도의설비투자를더하고감가상각을제한것으로하고감가상각은전년도의자본스톡에상각율을곱한것으로하였다. GAP은잠재국내총생산에대하여실제국내총생산이미치지못한부분의비율을의미한다. 주 1) 추정한기술스톡 σ's) 이충분히설명하지못하는기술스톡이외의기술진보의성 장기여를규명하기위하여 Y ae 샤 TSy ( 암 O~ (pl)p 형태의생산함수를사용할 수있으나통계적유의수준이낮은관계로 eμ는포함시키지않았음 (λ에대한 t 통계값은 -D.98로서이추정치가에아니라는대립가설을기각할확률은약 35% 이었다 ). -9-
감가상각 D ~ 스r --~ 토 / Fλl// 끼{돋r~ / 취업근로자수 L < 그림 2-2> 생산블록의개념적구조 -10-
생산블록추정결과 1) 'l( = 0.817368 + 0 없 1823.DUMMY 85-87 + 0.076132.SINE (2π 17). (YEAR - 1.96244 (132.75) (2.17) (8.59) (-5.29). DUMMY 85-87 - 1976) R 2 = 0.9240 D.W = 2.734 2) lnp = 0.075450 + 0.046293.DUMMY 72-73 - 0.021296.DUMMY 79 (12.76) (6.81) (-3.84) --0.062305. αear-1971)/16 (-13.12) R 2 = 0.9481 D.W. = 2.290 3) ln (GDP/PL) = -1.329622-0.067882.DUMMY 80-87 + 0.237388.1n (1%'PL) (-2.96) (-5.08) (3.51) +0.270984.1n TS (3.71) R 2 = 0.9987 D.W. = 1.442 4) ln (PGDP/PL) = -1.329622-0.067882.DUMMY 80- 용 7 + 0.237388.ln (K/PL) +0.270984.1n TS 5) GAP = (PGDP - GDP) / PGDP 6) D = RATD. K-l 7) K = K-l + 1 - D 8) lnp = 0.081594-0.062305. αear-1971)/16-11-
제 3 철수요블록 수요블록은거시경제적균형모형에있어서수요측면을나타내며국내총지출을구성하는각항목들, 즉민간소비, 투자, 정부지출, 수출, 수입등을중심으로설명하고있다. 민간소비는경상가격으로의국내총생산과소비재가격지수에의해, 소비재가격지수는기술블록에서의총요소생산성과디플레이터에의해, 설비 투자는국내총생산과생산블록으로부터의전년도 GA 앤 1 의해, 수입은국내총 생산에의해, 상품수출은세계무역량지수와수출단가지수에의해, 수출단가지수는환율, 명목임금지수및총요소생산성에의해, 명목임금지수는실업율과소비재가격지수에의해설명되고있다 < 그림 2-3> 은이러한관계를도식화하고있다. 수요블록은민간소비, 설비투자, 상품수출, 수입, 수출단가지수! 소비재가격지수, 명목임금지수등의행태방정식과총수출, 주택투자, 국내총지출등의항등식으로구성되어있으며주택투자율, 재고증감, 정부지출, 디플레이티, 실업율, 환율, 상품수출비율등은외생변수로취급하였다. 투자, 소비및수입함수의경우각각부분적으로는국내총생산에의해영향을받으므로간접적으로는기술수준에의해서영향을받게된다. 상품수출함수는외생적으로주어지는세계무역량지수와내생적으로결정되는수출단가지수에의해영향을받는다. 수출단가지수는총요소생산성의증가에의해부분적으로영향을받으므로역시간접적으로는기술수준에의해영향을받게된다. -12-
세계무역량지수 WT RATEX < 그림 2-3> 수요블록의개념적구조 -13-
수요블록추정결과 1) 1 = -3328.34 + 0.349052. (GDP+GDP-l)!2-5361.30 GAP-l (-3.35) (22.16) (-D.59) R 2 = 0.9839 D.W = 1.176 2) C = 3688.25 + 0.203903. GDp. DEFjPC + 0.568705. C-l (5.30) (5.32) (6.36) R 2 = 0.9974 D.W. = 1.461 3) XCj607.89 = -43.139371 + 0.802571. WT - 0.183257. PXC (-11.53) (9.96) (-2.60) R 2 = 0.96 D.W. = 1.337 4) M = -3134.03-19928.42. DUMMY 86-87 + Cα459908 + 0.307227. DUMl\I1Y 86-8η (-2.60) (-1.21) (14.78) (1.20). GDP R 2 = 0.9758 D.W. = 0.824 5) PXC = -100.431646 + 266.112741. DUMMY 80- 용 7-0.103618. EXR (-2.60) (12.56) (-6.27) + 0.298678. WAGE + (101.145159-115. 834914. DUMMY 80-87). TFP (3.39) (5.01) (-11.44) R 2 = 0.9915 D.W = 3.031 6) PC = 21.441570-9.912155. TFP + 1.040751. DEF (1.44) (-1.21) (27.74) R 2 = 0.9966 D.W. = 0.680 7) WAGE = 39.541610-20.462694. UR + 1.548170. PC (1.70) (-3.61) (24.32) R 2 = 0.9804 D.W. = 1.066 8) X = RATEX.XC 9) IH = RATIH. GDP 10) GDE = C + 1 + IH + G + (X-M) + J 11) GDE 三 GDP -14-
냉제 3 장 모형의변수및자료 제 1 철 투업통계자료 만족스런계량모형을얻기위해서는먼저이론모형의정립과함께이를뒷받 침하는통계자료가정비되어야할것이다. 우리나라의경제통계자료는비교적잘 정비되어있으나본모형에서중요하게다루어질자본스톡시계열이나과학기술 부문자료등에서는다소문제점이드러나고있다. 과학기술부문의자료가특히 문제가되는것은미시적차원에서의행동, 패턴이거시적차원에서집계된제변 수간에도동일하게성립하는가하는문제에대하여통상의시장에서거래되는재 화에대해서는시장가격에의해집계가기능하므로불가능한것은아니라고하더라도 % 기술에대하여는이를통상재와같이거래하는시장이존재하지않기때문이다. 예를들어본모형에서중요한변수중의하나인기술스톡을구성하는특허출원 과기술도입자료가금액으로의환산이용이하지않아그질적인요소를고려하지 못하고앙척인요소즉건수로만반영되고있는것에서도나타나고있다. 모형에투 입될통계자료는 표 3-1쳐1 서보는바와같이여러출처로부티입수하여본연구 의필요에따라가콩하였으며직접적인통계자료가없는일부변수들은적절한방법 으로계산하였다 < 표 3-2 쳐 1 서는각변수별통계자료를보여주고있다. 연구개발스톡은연구개발지출이일정한시차를두고 Poisson 분포를따라축적 되어가는것으로하였으며시차평균은 2 년으로하였다. 이때민간부문의연구개 발지출과정부부문의연구개발지출은편의상같은분포를가지는것으로하였다. 주 2) 시장에서거래가가능한재화라고하더라도많은차별화된상품이나자본설비와 같은기능적 질적으로상이한것에대하여는문제가있다. 이러한문제는자본에 대한캠브리지학파와신고전학파간의논쟁에서도언급되고있다.
< 표 3-1> 변수의정의및자료출처 변수까 J 의구분단위출처 RDG 정부부담연구개발지출 외생 10' 억원 산업기술주요통계요람 RDP 민간부담연구개발지출 내생 1뼈원 RDS 연구개발스톡 내생 10억원 본연구에서계산 PN 한국인국내특허출원건수 내쟁 {! 특허청연보 SN 기술도입건수 내생 켜L:. 과학기술연감 P 특허출원스톡 내생 켜L:. 본연구에서계산 S 기술도입스톡 내쟁 켜L:. 본연구에서계산 TS 기술스톡 내생 {! 본연구에서계산 TFP 총요소생산성 내생 본연구에서계산 GDP 국내총생산 내생 10억원 경제통계연보 PGDP 잠재국내총생산 내생 10억원 본연구에서계산 GAP 잠재국내총생 t파국내총생산과의차이 내생 10억원 본연구에서계산 K 자본스톡 내생 10억원 Pyo(1989) L 취업근로자수 외생 천명 주요경제지표 1( 설비가동율 내생 % 경제통계연보 p 평균근로시간지수 내생 노동통계연감 A p 잠재평균근로시간지수 내생 본연구에서계산 GDE 국내총지출 내생 10억원 경제통계연보 신규설비투자 내생 10' 억원 경제통계연보 IH 주택투자 외생 1뼈원경제통계연보 D 감가상각 내생 10억원 Pyo (1 989) 에서계산 J 재고증감 외생 10억원경제통계연보 C 민간소비 내쟁 10억원경제통계연보 G 정부지출 내쟁 10억원 경제통계연보 X 총수출 내생 10억원 경제통계연보 XC 상품수출 내쟁 1뼈원경제통계연보 M - tj1 내생 10억원 경제통계연보 DEF 국내총생산디플레이티 외생 경제통계연보 K 소비자물가지수 내쟁 경제통계연보 PXC 수출단가지수 내생 한국은행 WÞ[;E 명목임금지수 내생 주요경제지표 EXR 대미환율 외생 원 /US$ 경제통계연보 UR λe1 닙 J 경 호외생 % 주요경제지표 wr 세계무역량지수외생 Direction of Trade S빼 stics RA.1D 감가상각율 외생 Pyo (1 989) 에서계산 R'TIFX 총수출 / 상품수출 외생 경제통계연보 R 묘 lh 주택투자 / 국내총생산외생경제통계연보 -16-
< 표 3-2> 변수별통계자료 YEAR PN SN P S TS TFP 1960 545 0 1961 800 0 1962 714 7 1963 670 3 1964 744 1 1965 858 4 1966 883 18 1967 855 36 1968 1086 51 1969 1154 59 1970 1207 92 1971 1283 47 1972 1377 53 11631 371 1227.62 1.77625 1973 1622 67 12453 438 1355.16 1.87286 1974 1093 88 12832 519 1464.08 1.94942 1975 1326 99 13488 615 1608.39 2.01106 1976 1436 127 14180 741 1785.36 2.02677 1977 1177 168 14499 905 1972.85 2.07716 1978 994 297 14610 1184 2260.03 2.09065 1979 1034 291 14789 1439 2528.21 2.19793 1980 1241 222 14944 1610 2710.63 2.08730 1981 1319 247 15109 1798 2910.78 2.13266 1982 1556 308 15458 2014 3152.48 2.15872 1983 1559 362 15734 2329 3487.81 2.26194 1984 2014 437 16371 2713 3918.72 2.36905 1985 2703 454 17452 3100 4385.34 2.39412 1986 3641 517 20000 3529 5002.00 2.49193 1987 4871 637 23545 4067 5801.09 2.58647-17-
표 3-2> 계속 년도 RDG RDP GDP K L 'l( p p 1972 44.923 20.907 19573.4 19135.3 10379 0.728 0.987 0.993 1973 40.211 35.763 22380.2 21890.2 10942 0.763 0.984 0.990 1974 85.934 45.044 24315.4 24684.6 11421 0.757 0.963 0.966 1975 77.739 38.803 26147.8 27719.5 11692 0.730 0.969 0.980 1976 91.660 49.795 29603.9 31714.6 12412 0.821 0.983 0.990 1977 101.623 11 1.205 32833.5 37122.5 12812 0.847 0.996 0.997 1978 120.735 126.450 3641 1.0 44579.3 13412 0.916 0.996 1.003 1979 124.286 103.907 39099.6 52826.5 13602 0.851 0.980 1.007 1980 109.282 102.445 37914.9 59153.5 13683 0.763 1.000 1.011 1981 108.229 139.808 40723.3 65208.3 14023 0.772 1.007 1.013 1982 144.932 206.149 43035.7 72062.7 14379 0.763 1.011 1.015 1983 122.676 324.148 47743.7 80198.1 14505 0.832 1.017 1.017 1984 121.467 447.030 51872.5 89772.5 14429 0.885 1.016 1.018 1985 144.467 597.582 54674.4 99682.1 14970 0.870 1.007 1.019 1986 178.302 756.005 61062.6 111219.6 15505 0.908 1.017 1.019 1987 219.041 855.012 67820.1 124556.9 16354 0.938 1.007 1.019 년도 IH D J C G xc M 1972 3215.1 697.5 1069.2 320.8 14528.8 2485.1 2460.0 4854.9 1973 3929.3 924.6 1174.4 508.3 15856.4 2469.4 3823.6 6545.5 1974 4078.7 1485.7 1284.3 1463.3 17057.2 2866.1 4193.3 7680.8 1975 4494.9 1490.8 1459.9 832.5 18019.2 3194.5 5065.8 7837.3 1976 5604.6 1534.8 1609.5 693.3 19551.5 331 1.6 7003.3 972 1.4 1977 7265.7 1881.9 1857.8 730.5 20870.0 3554.3 8305.0 11708.2 1978 9636.9 2507.7 2183.2 646.2 22896.6 3993.7 9419.0 14896.0 1979 10957.6 2260.7 2710.4 1645.7 24959.0 4009.2 9357.8 16617.7 1980 9656.6 2179.1 3329.6-46.8 24786.1 4268.0 10373.3 15729.3 1981 9600.8 1758.7 3546.0 1176.4 25578.3 4531.9 11861.6 16432.1 1982 10667.3 2152.8 3813.0-266.9 26798.0 4569.1 12240.0 16763.3 1983 12163.7 2853.2 4028.2-271.9 28815.8 4810.9 14406.3 18593.4 1984 13882.1 2735.4 4307.8 874.6 30538.3 4835.0 16059.5 20464.7 1985 14613.4 2742.3 4703.7 413.4 32046.4 5145.2 16637.9 20124.1 1986 16624.5 3395.4 5087.0-367.9 34093.3 5795.3 21008.3 23852.7 1987 19082.7 3658.1 5745.4-126.7 36494.6 6481.6 26132.3 28899.6-18-
< 표 3-2> 계속 년도 DEF PC PXC WAGE EXR UR WT 1972 21.4 28.1 39.9 13.7 392.9 4.5 65.4 1973 24.0 29.0 50.4 15.3 398.3 3.9 73.6 1974 31.3 36.1 63.8 20.2 404.5 4.0 77.5 1975 39.0 45.2 59.2 26.1 484.0 4.1 74.2 1976 47.2 52.1 66.2 35.4 484.0 3.9 83.1 1977 54.7 57.4 72.4 46.8 484.0 _3.8 87.6 1978 66.5 65.7 80.1 63.2 484.0 3.2 92.8 1979 79.8 77.7 95.8 81.0 484.0 3.8 98.5 1980 100.0 100.0 100.0 100.0 607.9 5.2 100.0 1981 115.4 121.3 103.2 120.7 681.3 4.5 100.9 1982 123.1 130.1 99.7 139.7 731.5 4.4 99.5 1983 127.9 134.5 95.9 155.1 776.2 4.1 101.7 1984 132.8 137.6 99.2 168.6 806.0 3.8 109.7 1985 138.2 141.0 95.5 184.2 870.5 4.0 114.2 1986 141.9 145.0 97.5 199.3 881.4 3.8 120.0 1987 147.1 149.4 107.4 219.6 822.4 3.1 127.2 년도 RATD RATEX RATIH 1972 0.062933 1.34341 0.035635 1973 0.061373 1.32244 0.041313 1974 0.058670 1.19655 0.061101 1975 0.059142 1.17896 0.057014 1976 0.058064 1.20637 0.051845 1977 0.058579 1.25386 0.057316 1978 0.058811 1.24426 0.068872 1979 0.060800 1.23818 0.057819 1980 0.063029 1.23060 0.057473 1981 0.059946 1.23799 0.043187 1982 0.058474 1.27761 0.050024 1983 0.055899 1.25320 0.059761 1984 0.053714 1.23632 0.052733 1985 0.052396 1.21887 0.050157 1986 0.051032 1.22086 0.055605 1987 0.051658 1.21723 0.053938 一 19-
특허스톡은특허에대한우리나라의법적년한이 12년으로되어있어주3) 과거 12년간의특허출원건수의함으로하고기술도입스톡도마찬가지로과거 12년간의기술도입건수의합으로하였다. 기술스톡은특허출원스톡에다우리나라에서출원된특 허중산업계에서실제사용되는비율 ( 약 0.07365) 을곱한것과도입기술스톡을 더한것으로하였다. 이는특허출원된기술중많은비율이실제생산에사용되지않는반면도입기술은실제사용을전제로도입되었을것으로간주하였기때문이다. 잠재국내총생산은국내총생산식에서추정되는파라메타를가지면서자본과노동의가동율을최대화할때의국내총생산으로하였다. 이때최대설비가동율은 1 로가정하였다. 잠재평균근로시간지수는평균근로시간지수의추정함수와같은기울기를가지면서각년도의실제평균근로시간지수값을지나는함수중상수항을최대로하는것을택하여그함수상의평균근로시간지수값으로하였다. 자본스톡은 Pyo (1 989) 에서의자산형태별순자본스톡자료로부터비거주용건물의 78년 -86년자료를시계열자료의일관성을유지하기위하여수정하였고거주용건물을제외한모든자산형태의순자본스톡을더함으로써구하였다. 87년자 료는 Kt = Kt-l+ It - Dt 의관계에따라구하였다. 제 2 절 외쟁변수의예측 과학기술의정책변수인정부부담연구개발투자의규모를설정하는데에다섯가지의시나리오를구성하였다. 처음의네가지시나리오는민간부담대정부부담의연구개발투자비율에춧점을맞추었으며다섯번째시나리오는정부부담연구개발투자가 1988-2001년기간에걸쳐매년 10퍼센트씩증가하는경우로투자의규모자체에직접적으로춧점을맞추었다. 실질노동투입량을산출하는과정에서필요한변수중의하나가취업근로자수 (L) 이다. 이 변수의직접적인통계정보가없는관계로 표 3-3> 에서보는바와같 주 3) 특허에대한법적년한은 15 년으로변경될것임. -20-
이 15 세이상의경제활동가능인구수에다경제활동참가율을곱하여경제활동인구 수를추산한다음여기에또다른외생변수인실엽율 (UR) 을감안하여취업근로자 수를산정하였다. < 표 3-3> 취업근로자수시산 년 도 15 세이상 1) 경제활동 n 경제활동인구수 3) 실엽율잉취업근로 -^] 수 4) 인구수 ( 천명 ) 참가율 (%) ( 천명 ) (UR. %) ( 천명 ) 1988 30451 58.6 17844 3.1 17291 1989 31059 58.9 18294 3.4 17672 1990 31612 59.1 18683 3.5 18029 1991 32125 59.3 19050 3.5 18383 1992 32625 59.6 19445 3.6 18745 1993 33123 59.6 19741 3.6 19030 1994 33650 59.6 20055 3.6 19333 1995 34211 59.6 20390 3.6 19656 1996 34755 59.6 20714 3.6 19968 1997 35306 59.6 21042 3.6 20284 1998 35861 59.6 21373 3.6 20604 1999 36417 59.6 21705 3.6 20924 2000 36968 59.6 22033 3.6 21240 2001 37508 59.6 22355 3.6 21550 주 :1) 한국인구보건연구원. 2000 년을홍택 f 부문 (1985. 12) 에서발혜 국가장기발전구상, 인구및보건의료 2) 제 6차경제사회발전 5개년계획수정계획 (1988-1991) 에서발혜. 93년이후는정책목표로서본연구팀이설정. 3) (1 5셰이상인구수 x 경제활동참가율 )+100. 4) 경제활동인구수 x (1 - 실엽율 /100). -21-
표 3-4> 에서는정부지출 (G), 총수출액의상품수출에대한비율 (RATEX), 환율 (EXR), 국내총생산디플레이터 (DEF), 및세계무역량지수 (WT) 등의외생변수 들을요약하였다. 그외의 외생변수로주택투자의국내총생산에대한비율 (RATIH), 감가상각율 (RATD) 등이있으며 1988-2001 년사이에각각 0.05, 0.063 으로가정하였다. < 표 3-4> 수요블록에서의외쟁변수 정부지출 1) 총수출액의 국내총생산 4) 세계무역량 5) 년도 (1 0 억원, 1988 년상품수출에환율 3) 디플레이티지수기준불변가격 ) 대한비율 ( 원 /US$) (1980=100) (1980=100) 1988 7834 1.19894 731.3 157.1 136.7 1989 8622 1.19591 650.8 166.7 144.9 1990 9316 1.19290 615.7 174.5 151.6 1991 10062 1.18981 596.6 180.6 158.1 1992 10866 1.68688 603.2 185.3 164.1 1993 11735 1.18389 61 1.0 192.0 171.5 1994 12674 1.18090 600.0 197.9 177.5 1995 13688 1.17792 587.4 203.1 186.4 1996 14783 1.17495 598.0 210.0 195.7 1997 15966 1.17198 606.3 217.4 205.1 1998 17243 1.16902 605.3 226.3 215.0 1999 18622 1.16607 605.0 235.6 225.3 2000 20112 1.16313 605.0 245.2 236.1 2001 21721 1.16020 605.0 255.3 247.4 주 : 1) 제 6차경제사회발전 5개년계획수정계획에근거. 2) 경제통계연보로부터가공. 3)WEFA(1989. 1) ; 미 $1. 00에대한원화가치. 4)WEFA(1 989. 1) 1987년기준각년도증가율 (%) 을이용디플레이티 (1 980=100) 로환산. 5) 1988-1994년의예측은 WEFA의 World Economic Out1ook(1 989. 4) 1995-2001년의예측은한국산업연구원 (KIET) 의 2000년한국무역전망과장기정책방향에근거. -22-
본모형에서내생변수로취급되고있는국내총생산의경우, 모형의예측값에대 한비교를위해세계적인계량경제연구소인 WEFA 의 우리나라경제성장에대한 예측자료를참고하였다. WEFA 는우리나라의경제성장율이 1989-19921 건 기간에 는년평란 7.5 퍼센트, 1993-1996 년기간에는 8.0' 퍼젠트그리고 1997-2 0'0'0' 년 기간 에는 6.5 퍼센트에이를것으로예측하고있다. 제 3 절 연구개발다플레이터의산출 본절에서는가용한연구개발지출자료에서인플례이션요소를제거함으로써연구개발지출의실질수준을파악하기위해구체적으로연구개발에투입되는요소들에대한가격지수를구하고자한다. 이러한문제에대한한가지방안으로국민총생산디플레이터 (GNP Def1ator) 를사용하기도하며미국의경우공식적으로이방법을사용하고있다. 그럼에도불구하고이를사용핸것이단지대략적인근사치일뿐임을밝히고있다. 실제로이방법은연구개발지출의특성으로인해인플레이션율이매우낮은몇몇나라에서만이그유용성을갖는다하겠다. 과학기술활동의측정문제를다루는데있어서 Frascati Manual로잘알려져있는 OECD (1 981) 에는연구개발디플헤이티를구하는문제에관하여다음과같은몇가지가이드라인을제시하고있다. 첫째, 디플례이터틀은동일한경제부문에대하여만들어져야한다. 둘째, 라스파이어지수 (Laspeyres lndex) 의형태이어야한다. 셋째, 연구개발활동에서차지하는인력의상대적중요성을감안하여이에보다많은관심을기울여야한다. 넷째, 이론적정치성보다는실제적특성이우선되어야한다. 다섯째, 기존의가용한자료들을최대한활용할수있어야한다. 이러한가이드라인에바탕을두고 OECD(1981) 에서는이미이루어진연구개발에관한조사결과와관련경제통계등으로부터필요로하는가중치나대용가격 23-
(Proxy Price) 등을구하여이를토대로연구개발디플레이터를산출하는매우간 편한방법을소개하고있다. 즉, 연구개발비를인건비 (Labor Costs), 기타경상비 (Other Current Costs), 기계 기구장치 Qnstrument & Equipments), 그리고토지 건물 (Land & Buildings) 의네가지비목으로분류하여각비목별가격변화를가장 잘반영하는대용지표 (Proxy lndex) 를선정하고, 각비목들에대한지출이전체연구개발비에서차지하는비중을가중치로하여대용지표들의가중평균을구하여연구개발디플레이터를계산해내는방법이다. Griliches (1 984) 는이러한가중평균의방법이국민총생산디플례이터를사용하느것에비해적어도다음과같은이점이있다고한다. 그하나는가중평균의방법이연구개발투자와의연관성이보다큰경제내의하부부문 (Subsector) 으로부터구해진자료에기초를두고있다는것이다. 또하나는연구개발디플레이티는국민총생산디플례이티에비해임금율에상대적으로높은가중치를주고있어연구개발활동이기업의일반적생산활동에비해노동집약적이라고하는사실에비추어볼때더큰타당성을갖는다는것이다. 상기의방법에따라연구개발디플레이터를구하기위해서는각연구개발비목별대용지표의가중치로사용할기준년도의비목별연구개발지출자료및같은기준년도로작성된연구개발비목별대용지표의자료가필요하다. 우리나라의경우, 연구개발지출에대하여인건비, 기타경상비, 기계 기구장치, 토지 건물등 4개의비목으로분류하여조사된자료가 1982년부터가용하다. 먼저인건비의경우에는제조업명목임금지수를사용하였다. 전체연구개발인력의평균임금비용 (average R&D 1뼈or cost per tü않 1 R&D person-year) 을계산하여이를대용지표로사용함으로써실제이루어진연구개발지출과의관련성을보다높일수있다. 그러나우리나라의경우연구개발에대한관심이 1980년이후급격히늘어나연구개발인력의직종구조가크게상향조정됨으로써위의지표를사용할경우, 이러한질적인변화가연구개발인력비용의변화를과대평가하는편향을보이게되는문제가발생하게된다. 이문제를해결하기위해서연구개발지출에있어서인건비가차지하는중요성을감안하여필요한자료만마련된다면이를과학기술자, 기능콩, 기타연구지원인력등으로세분하여직종별임금변화까지를반영할수있도록하 -24-
는것도바람직한방법이라하겠다. 기타경상비용의경우에는주요구성항목이원재료비, 실험실용비품구입비등이기때문에원자재도매물가지수를그대용지표로사용했다. 기계 기구장치의경우에는국민계정의총고정자본형성에있어서기계류지수를사용했다. 이러한일반적인가격지수가연구개발에있어서의설비비용의변화를어느정도반영할수있을지에대해서는확실하지않으나가장가까운지표로서가격변화의추세는상당히근접할것으로보인다. 토지 건물의 경우에는다른국가들에비해상대적으로월등히높은비중을차 지하고있고, 사용가능한관련지표들이몇개있어서그선택에있어서상당한주의를필요로한다. 구성항목중토지를강조할경우에는지가지수를, 건물을강조할경우에는총고정자본형성에있어서비거주용건물지수등을사용할수있을것이다. 여기에서는지가지수를사용하였다. 표 3-5쳐1 서는이상과같이선정된비목별대용지표들의자료를 1972년부터 < 표 3-5> 비목별대용지표 명목제임조금업지수 원자재도매물가지수총고정자본 형l~ 성A 중지가지수기계류지 T 72 13.7 19.5 26.8 16.7 73 15.3 21.9 34.2 20.0 74 20.2 34.5 47.8 24.0 75 26.1 42.6 59.2 30.5 76 35.4 46.9 60.7 38.6 77 46.8 50.3 64.4 51.6 78 63.2 52.9 67.6 76.7 79 81.0 65.8 77.4 89.5 80 100.0 100.0 100.0 100. 81 120.7 121.3 110.0 107.4 82 139.7 127.3 119.4 113.2 83 155.1 126.3 122.6 134.1 84 168.6 127.0 121.0 151.8 85 184.2 126.7 129.8 162.6 86 199.3 123.4 135.1 174.3 87 219.6 124.3 137.0 200.0 자료 : 경제기획원, 주요경제지표 (1989). 한국은행, 경제통계연보. 국토개발연구원, 전국평균지가상승율자료. -25-
1987 년까지 16 년간보여주고있다. 이에따르면인건비의대용지표인제조업명목 임금지수와토지 건물의대용지표인지가지수의상승속도가다른두비목의대용 지표들보다훨씬빠른것으로나타나있다. 이들을 1980 년도연구개발비의비목 별구성비를가중치로하여가중평란함으로써 1980 년도기준연구개발디플레이터 가구하여진다. 1980 년도연구개발비비목별구성비는인건비 44.0%, 기타경상비 32.8%, 기계. 기구장치 14.2%, 토지건물 9.0% 로추계하였다. 이를수식으로나타내면다음과같다. 각해당년도를 t 로나타내고각비목을 j 로나타낸다고하자. 이때년도 t, 비목 j 의경상가격기준연구개발지출을 X 라하면각비목별가중치 WI 는기준년도가 1980 년일때, WJ 측둠 - 이다. 양 j 또년도 t, 비목 j 의대용지표값을 p: 라하면년도 t 의연구개발디플레이티 RDEF 는 RDEFt = 짧, Wi 22;. 월 Lx8~ 이된다. 이를이용하여경상가격연구개발지출을불변가격연구개발지출 XCON 호환 산하면 XCON = 2: X; RDEF 써 00 Zx; ----!-- X 100 Z 다 'Wi (~;)(~ 여 젊.x 영 x100 이된다. -26-
< 표 3-6껴1 서는이방법에의해서구해진연구개발디플례이티와이디플레이티를이용하여총연구개발지출을 1980년도불변가격으로환산한결과를보여주고있다. 이와같이환산된 1980년도불변가격의연구개발지출자료가본모형에투입자료로쓰이고있다. 1988년이후로는우리나라의물가수준이안정적이고균형적인발전을하리라는전망하에연구개발디플레이티의상승속도도국내총생산디플레이티와비슷한정도를나타낼것으로가정함으로써다음장에서설명할경상가격기준의국내총생산대비연구개발지출의비율을구하고있다. 표 3-6> 연구개발디플레이티와실질연구개발지출 단위 : 백만원 효 L 고 -1L 정부부담연구 민간부담연구 연구개발 정부부담연구 민간부담연구 개발지출 개발지출 디플레이터 개발지출 개발지출 년도 ( 경상가격 ) ( 경상가격 ) (80년불변가격 ) (80건불변가격 ) 1972 7,966 3,835 17.7 44,923, 22,907 73 8,353 6,940 20.6 40,211 35,763 74 17,777 5ρ35 29.2 85,934 45ρ44 75 28,459 14,205 36.6 77,739 38,803 76 39,182 21,438 43.1 91,660 49,795 77 51,256 56,580 50.9 101,623 111,205 78 73,722 77,971 61.7 120,735 126,450 79 91,322 79,248 76.2 124,286 103,907 80 105,459 102,445 100.0 109,282 102,445 81 121,726 165,226 118.2 108,229 139,808 82 187,898 268,747 130.4 144,932 206,149 83 169,554 451,047 139.1 122,676 324,148 84 171,595 655,722 146.7 121,467 447ρ30 85 222,936 930,263 155.7 144,467 597,582 86 289,444 1,232,579 163.0 178,302 756ρ05 87 382,011 1,494,975 174.8 219,041 855,012 자료 : 과학기술처, 88 과학기술년감. -27-
제 4 장 모형의시율레이션 본연구에서시도하고있는거시경제적총량모형에기초를둔연구개발투자적정규모산정모형의개발은경제예측과경제정책이국민경제에미치는영향을분석하는관점에서총량적인연구개발투자가국민경제에서어떤위치를차지하고있는가를경제시스템적으로파악하는데에주된목적이있다. 본연구에서시도하는모형은거시균형모형이긴하나동태적인성격을감안한행태방정식과비선형방정식의특성을안고있다. 모형을구성하고있는각각의구조방정식은제 2장에서밝힌바와같이통계적으로유의도가비교적높다고하더라도모형전체의신뢰 도, 즉시스템전체로서의모형이실제경제시스템을안정적으로파악하고있는 지는알수없다. 따라서본장에서는우선과거의통계자료를이용하여분석기간 (1973 년 -1987 년 ) 의시율레이션을실시함으로써모형의구조적인안정성을검증한다음정책변 수의 선택에따른시나리오별정책시율레이션을실시하여이에따른연구개발투자 규모및거시경제변수의변화를추정했다. 추 1) 제 1 절 모형의구조적안청성 추정된모형의구조적안정성을검토하기위해서과거분석기간의시률레이션 (historical simulation) 을실시하였다. 이 시율레이션의목적은모형을구성하고 있는구조방정식에서취급하는내생변수의실제관측값 (actual or observed values) 과모형의시율례이션에의해구해지는내생변수의추정값 (solution 주 1) 본연구에서는 SAS Software 의하나인 SAS;ETS ProcedureMODEL 을이용하여시 율례이션을실시하였다. -28-
values) 을비교함으로써모형의구조적인안정성과모형의추정능력을검토하기 위해서이다. 이검토를위한사후적시율레이션 (historical simulation) 의실시에의해 Mean Absolute Percent Error (MAPE) 및 Root Mean Square Percent Error (RMSPE) 그리고 R-square 등의추정능력평가계수를시산하였다. < 표 4-1) 은시 산결과를구조방정식별로요약한것이다. 표 4-1) 사후적시율례이션에의한모형의구조적안정성 주요내생변수 MAPE(%) RMSPE(%) R-square RDP 36.08 43.65 0.9665 PN 19.56 23.95 0.8823 SN 7.93 10.08 0.9750 TFP 1.31 1.70 0.9686 GDP 1.43 1.85 0.9978 4.42 5.99 0.9865 C 1.01 1.29 0.9966 XC 10.73 13.83 0.9570 M 4.70 6.09 0.9768 PXC 5.07 7.14 0.9246 PC 2.49 3.21 0.9970 WAGE 15.86 25.28 0.9796 R-square 결과에의한모형의추정은특허출원건수 (PN) 의경우 0.9 보다낮은수 준이나그외에는전반적으로양호한것으로보인다.MAPE 및 RMSPE 결과에의 한모형구조의안정성은생산블록및수요블록의경우대체로양호한것으로보 이나거시경제모형의추정에서일반적으로지적되는수출부문 αc) 및임금부문 (WAGE) 의 불안정성문제는본모형에서도나타나고있다. 상품수출의경우 MAPE 는 10 퍼센트, 없이 SPE 는 14 퍼센트수준이며임금의경우는 MAPE 는 16 퍼 -29-
센트, RMSPE 는 25 퍼센트수준으로나타나고있다. 기술블록의 MAPE 및 RMSPE 는민간부문의연구개발투자 (RDP) 와특허출원 건수 (PN) 의 경우비교적높은수치를보이고있다. 민간부문의연구개발투자에 대한 MAPE 와 RMSPE 의 값은각각 36 퍼센트및 44 퍼센트를나타내고있다. 한 편특허출원건수의 그것들은각각 20 퍼젠트및 24 퍼센트를나타내고있다. 특허 출원건수의 MAPE와 RMSPE 값이높은이유중의하나는 1980년을기점으로전환된특허법에의해특허출원건수의추세가그이전과현저하게차이가나고있으며특히 1984년이전까지는특허출원건수의증가추세가매우완만했기때문인것으로풀이된다. 민간부문의연구개발투자는 1977년급격히상승한후 1981 년까지는거의같은수준에있었던것이 MAPE 및 RMSPE 값이높은이유인것으로풀이된다. 기술블록구조의안정성이상대적으로취약한이유는크게두가지로요약된다. 첫째, 연구개발관련통계자료의신뢰도가일반경제통계자료의경우에비해낮을가능성이있다. 대체로연구개발관련통계자료의정리는 1970년대이후본격적으로착수되었으며대부분의세부적인통계자료는 1970년대후반부터가용한것이 일반적이며 따라서자료의질적인측면에서볼때기간이경과함에따라향상하 는경향이있다. 그예로민간부문의연구개발투자에대한자료의경우 1976 년이 전의발표수치와 1977 년이후의발표수치는연속성의측면에서문제가있을가능 성이많으며특허출원건수에 대한발표수치에도이와유사한문제점이있을가능 성이농후한것으로짐작된다. 본연구에서시도한시스템적접근방식에의한연구개발투자모형의경우비교적안정적인경제변수들에의해추정치가산출되므로이블록의추정능력평가계수보다는분석기간전체적으로추정치의추세가어떠한지를검토해보는것이바람직할것이다 ( 부록A 실제값과시률레이션추정값의그림비교참조 ). 둘째, 연구개발관련통계자료의신뢰도가높다고가정할경우우리나라의연구개발활동은완만하고지속적인증가추세라기보다는매우급격한변화추이를보이고있다. < 표 4-2) 에서보는바와같이 1973-1980년기간중의실질국내총생산은연간 7.8퍼센트정도로성장했으며실질민간및정부부담연구개발투자는이보다 -30-
두배빠른속도로증가했다혐 그러나 1980 년이후실질국내총생산은연간 8.7 퍼센 트의성장율을보인반면민간부담연구개발투자는무려연간 35.4 퍼센트의 증가속 도로팽창했으며이와는대조적으로정부부담의연구개발지출은 1980 년이전의 증가속도에비해약 5 퍼센트포인트가낮아진 10.4 퍼센트의연평균증가율을보일 뿐이다. 표 4-2) 국내총쟁산및연구개발투자의설질증가추세, 1973~1987 단위 :% 기간국내총생산민간부담연구개발투자정부부담연구개발지출 1973~1980 7.82 16.22 15.35 1980~1987 8.66 35.41 10.44 1973~1987 8.24 23.40 12.87 주 : 1980 년불변가격기준. 따라서경제성장과더불어확대되어온연구개발투자는정부와민간의부담추이에커다란구조적변화를보여왔으며그성격또한많은부분이변화해왔을것으로추정된다. 본모형에서는이러한구조적변화를가능한한충분히감안하도록노력했으나계량적모형의구성상피할수없는문제점들은극복하지못하였다. 제 2 절 청부부담연구개발지출에대한시나리오 1970 년대의우리나라연구개발투자의주체는정부부문이었다. 정부는 198 면도 에이르기까지총연구개발투자의절반이상을부담해옴으로써실질기준으로국 내총생산의 0.5 퍼센트를약간상회하는수준까지올려놓았다 C< 표 4-3 참조 )). 경 제규모의확대와더불어민간부문이경제전체에서차지하는비중이 1980 년대에 주 2) 이후용어의통일을위해전체연구개발투자중민간부담의것은민간부담연구개발 투자, 정부부담의것은정부부담연구개발지출이라고씀. -31-
급속히 커지면서 1982 년이후민간부담연구개발투자는전체연구개발투자의 70 퍼 센트를넘었으며 1983년전체연구개발투자는실질기준으로국내총생산의 1퍼센트를약간밑도는수준으로까지증대되었다. 이후민간부담연구개발투자는계속확대되어 1985" 년에는전체연구개발투자의 80퍼센트를차지했으며이비율은 1987년까지안정적인추이를보이고있다. 민간부담연구개발투자가국내총생산에서차지하는비율은 1985년실질기준으로 1퍼센 트를넘기 시작했으며 1987 년에는 1.26 퍼센트에달하고있다. 정부부담연구개발 투자의 국내총생산에대한비율은실질기준으로 1974 년이래 0.3 퍼센트를중심으 로다소의변화가있으나비교적안정적인추세를보이고있다. 표 4-3) 연구개발투자의국내총생산에대한비율및부담원별비율, 1973-1987 단위 :% 뎌 '- 도 국내총생산에대한비율 부담원별비율 민간부담정부부담계민간정부 1973 0.16 0.18 0.34 44.4 55.6 1974 0.19 0.35 0.54 34.3 65.7 1975 0.15 0.30 0.45 33.3 66.7 1976 0.17 0.31 0.48 35.2 64.8 1977 0.34 0.31 0.65 52.3 47.7 1978 0.35 0.33 0.68 51.2 48.8 1979 0.27 0.32 0.58 45.5 54.5 1980 0.27 0.29 0.56 48.4 51.6 1981 0.34 0.27 0.61 56.4 43.6 1982 0.48 0.34 0.82 58.7 41.3 1983 0.68 0.26 0.94 72.5 27.5 1984 0.86 0.23 1.09 78.6 21.4 1985 1.09 0.26 1.36 80.5 19.5 1986 1.24 0.29 1.53 80.9 19.1 1987 1.26 0.32 1.58 79.6 20.4 주 1980년불변가격기준. 자료 : 과학기술처, 과학기술연감, 각년도. -32-
본연구에서의정책시율레이션을위해서정부부담연구개발지출이총연구개발투자에서 -차지하는비율의변화를중심으로네가지시나리오를그리고정부부담연구개발지출의증가율을중심으로한가지시나리오를구성하였다. 시나리오별시율레이션기간은 1988년부터 2001년까지로책정하였다. 첫번째시나리오 ( 시나리오D는최근급격히확대되고있는민간부담연구개발투자의총연구개발투자에대한비율을 1988년부터 70퍼센트수준에서머물도록정부의연구개발지출을현재에비해상대적으로과다하게책정하는경우로서정부 과학기술처 ) 의 정책의지중가장의욕적인경우이다. 이경우정부의행정지원 사업비를포함하는정부부담과학기술투자의전체과학기술투자에대한비율은 40퍼센트가되어정부부담이다른시나리오에비해크다. 두번째시나리오 ( 시나리오II) 는정부부담연구개발지출을총연구개발투자의 20 퍼센트수준으로유지하는경우이다. 이시나리오는 1980년대중반이후의부담원 별 비율추이를반영하는동시에전체과학기술투 X 쩨대한정부부담과학기술투 자의비율은대략 30 퍼젠트가되는경우이다. 세번째시나리오 ( 시나리오 III) 는 5 개년단위로단계적으로두번째시나리오로 부티첫번째시나리오로전환하는경우로서연구개발투자에대한민간부담대 정 부부담비율 80대 20을 1991년까지유지하고이후 1996년까지는 75대 25로그리고 2001년까지는 70대 30의비율로전환시키는경우이다. 이것은과학기술투자기준으로볼때전체과학기술투자에대한정부부담과학기술투자비율을개략적으로 1991 년까지 30퍼센트, 1996년까지는 35퍼센트그리고 2001년까지는 40퍼센트로상향조정하는경우이다. 네번째시나리오 ( 시나리오 IV) 는연구개발투자에대한민간부담대녕부부담 s 비율을 1991년까지는 80대 20, 1996년까지는 85대 15, 2001년까지는 90대 10으로 5개년단위로단계적으로하향조정하는경우로서정부부담을가장적게책정하는경우이다. 다섯번째시나리오 ( 시나리오V) 는정부의연구개발지출이전체연구개발투자에서차지하는비율과는무관하게정부의연구개발지출을매년 10퍼센트씩증대시켜 나가는경우이다. 연평균 10 퍼센트의증가율은 1980 년대의정부부담연구개발지 -33-
출의연간평균증가율이다. < 표 4-4) 는다섯가지시나리오를요약한것이다. 표 4-4) 정부부담연구개발지출에대한시나리오 시나리오구분 연구개발투자의정부부담비율비그 l 1988~2001 년까지 30% 유지 과학기술투자의국내총생산대비율 40% 11 11988~2001 년까지 20% 유지 과학기술투자의국내총생산대비율 30% III 11988~1991 년까지 20% 유제시나리오뼈서시나리오 I 로 5 개년단위 1992~1996 년까지 25% 유지 l 로점진적으로조정시행 1997~2001 년까지 30% 유지 IV 11988~1991 년까지 20% 유지 과학기술투자의국내총생산대비율을 30% 1992~1996 년까지 15% 유지 에서 20% 까지 5 개년단위로점진적으로 1997~2001 년까지 10% 유지 조정시행 V 시나리오 I-IV 와는달리 1 1980 년대의연평균증가율지속 정부부담연구개발지출을 매년 10% 씩증가 제 3 절 시나리오별시율레이션결과 4-3-1 시나리오 I의결과총연구개발투자의국내총생산에대한비율은 1980년불변가격기준으로 198 7ì건 1. 6퍼센트수준이던것이 1991년에는 2.7퍼센트, 1996년에는 4.0퍼센트그리고 2001 년에는 5.3퍼센트에이를것으로추정된다. 민간부문의전체설비투자에대한민간부담연구개발투자의비율은 1987년 4.5퍼센트였으나 1991년에는 6.4퍼센트, 1996 년에는 8.8퍼센트그리고 2001년에는 1 1.7퍼센트에달할것으로추정된다. 정부 부담연구개발지출이정부의총지출에서차지하는비율은 1987 년 3.4 퍼센트에서 -34-
1991년에는 7.4퍼센트로급격히상승할것이며 19961건에는 10.8퍼센트에이를전망이다. 이비율은 2001년에는 13.7퍼센트까지오를것으로추정된다 C< 표 4-5) 참조 ). 경상가격기준으로볼때총연구개발투자의국내총생산에대한비율은 1987년 1. 88퍼센트였으며이비율은 1991년에는 3.2퍼센트로상승할전망이다. 또한 1996 년에는 4.7퍼센트에도달할것으로추정되며 2001년에는 6퍼센트률상회할것으로보인다. 민간부담연구개발투자가설비투자에서차지하는비율은 1987년 5.33퍼센트였으며 1991년과 1996년에각각 7.6퍼센트및 10.4퍼센트로그비중이높아질것으로추정되며 2001년에는 13.9퍼센트에달할것으로예측된다. 정부부담연구개발지출이정부의총지출에서차지하는비율은 1987년 4.02퍼센트에서 1991년에는 8. 8퍼센트, 1996년에는 12.8퍼센트그리고 2001년에는 16.3퍼센트에달할것으로예측된다. 표 4-5) 연구개발투자의변화추정, 시나리오 I 단위 :% 총연구개발투자의 국내 민간부담연구개발투자의정부부담연구개발지출의 총생산에대한비율 신규설비투자에대한비율정부총지출에대한비율 년도불변경상불변경상불변경상 19871) 1.58 1.88 4.48 5.33 3.38 4.02 1991 2.7 3.2 6.4 7.6 7.4 8.8 1996 4.0 4.7 8.8 10.4 10.8 12.8 2001 5.3 6.3 11.7 13.9 13.7 16.3 주 : 1) 실적치. 가장높은증가추세를보이는시나리오 I의연구개발투자는실질기준으로 1988 ~ 1991년기간에약 19.1퍼센트의연간증가추세를보일것으로추정되며이경우국내총생산은연간약 7.2퍼센트의속도로성장할것이다. 1992~1996년기간에는연구개발투자의증가속도는 1988~1991년기간에비해 2.8퍼센트포인트가낮 은 16.3 퍼센트에이를것으로보이며국내총생산은연간약 7.7 퍼센트로성장할 -35-
것으로전망된다. 한편 1997-2001 년기간에는연구개발투자는 13.4 퍼센트의연간증가율을시현 할것으로보이며국내총생산은 연간약 6.9 퍼센트의성장율을보일것으로추 정된다 ( 표 <4-6) 참조 ). 표 4-6> 국내총생산성장율과연구개발투자의증가율추정, 시나리오 I 기간. 1988-1991 1992-1996 1997-2001 국내총생산증가율 (%) 7.2 7.7 6.9 연구개발투자증가율 (%) 19.1 16.3 13.4 시나리오 I 의 경우자본 노동및기술의한계생산성의변화추이와성장기여도의 변화추이가기간별로추정된것이 표 4-7) 에나타나있다. 자본및기술의힌켜 1 생 산성은점차로감소추세가완만해지면서이들의경제성장기여도가향상될것으로 예측되고있다. 즉자본의한계생산성은 1988-1991 년기간에연평균 3.7 퍼센트의 속도로감소할것으로보이나이감소속도는 1992-19961 건기간에는 2.5 퍼센트, 1997-2001 년기간에는 1.7 퍼센트정도의수준으로감소속도가완만해질것으로추 정된다. 기술의한계생산성의경우 1988-1991 년기간에연간약 6.6 퍼센트의 속 도로감소할것으로추정되며 1992-1996년기간에는약 6.1퍼센트, 1997-2001 년기간에는약 4.4퍼센트의속도로감소할것으로전망된다. 혼편노동의한계생산성은 2001년까지연간 5퍼센트에서 6퍼센트의속도로증가할것으로추정된다. 자본 노동및기술의경제성장에대한기여는 1990년대에상대적으로변화가 올것으로전망된다. 즉노동의기여도는향후절대노동투입의급격한 감소추세 로인해 1990 년대중반이후에는그비율이 20 퍼센트이하로하락할것으로추정 된다. 대조적으로기술의상대적기여도는상승하여 1990 년대에는 50 퍼센트수준 을웃돌것으로 보이며 1990 년대말경에이르러서는다소하락 47 퍼센트정도가 될것으로예측된다. 한편자본의기여도는 1990 년대중반부터는 30 퍼센트수준을 웃돌것으로추정된다. -36-
표 4-7> 생산요소별한계생산성변화율및성장기여도추정, 시나리오 I 한계생산성변화율 (%) 성장기여도 (%) 기간자본노동기을 -'-를자본노동기달 r 1988~1991-3.7 5.0-6.6 23.5 21.2 55.3 1992~1996-2.5 5.9-6.1 30.4 16.0 53.6 1997~2001-1.7 5.2-4.4 37.7 15.3 47.0 4-3-2 시나리오 ~ 결과 총연구개발투자의국내총생산에대한비율은 1980 년불변가격기준으로 198 꺼건 1. 6 퍼센트수준이던것이 1991 년에는 2.4 퍼센트, 1996 년에는 3.5 퍼센트그리고 2001 년에는 4.7 퍼센트수준으로상승할것으로추정된다. 민간부담연구개발투자가 이 부문의전체적인설비투자에서차지하는비중은 1987 년 4.5 퍼센트였으나 1991 년에 는 6.4 퍼센트, 1996 년에는 8.9 퍼센트그리고 2001 년에는 1 1.8 퍼센트에달할것으로 추정된다. 한편정부부담연구개발지출이정부의총지출에서차지하는비율은 1987 년 3.4 퍼센트였으나 1991 년에는 4.3 퍼센트, 1996 년에는 6.3 퍼센트그리고 2001 년에 는 7.9 퍼센트에달할것으로추정된다 (< 표 4-8) 참조 ). 표 4-8> 연구개발투자의변화추정, 시나리오 II 단위 :% 총연구개발투자의 국내 민간부담연구개발투자의정부부담연구개발지출의 총생산에대한비율 신규설비투자에대한비율정부총지출에대한비율 년도불변경상불변경상불변경상 1987 1 ) 1.58 1.88 4.48 5.33 3.38 4.02 1991 2.4 2.9 6.4 7.6 4.3 5.1 1996 3.5 4.2 8.9 10.6 6.3 7.5 2001 4.7 5.6 11.8 14.0 7.9 9.4 주 :1) 실적치. -37-
경상가격기준으로볼때총연구개발투자의국내총생산에대한비율은 1987년 1. 88퍼센트였으며이비율은 1991년에는 2.9퍼센트로상승할전망이다. 또한 1996년에는 4.2퍼센트에도달할것으로추정되며 2001년에는 5퍼센트를상회할것으로추정된다. 민간부담연구개발투자가설비투자에서차지하는비율은 1987년 5.33퍼센트였으며 1991년과 1996년에각각 7.6퍼센트및 10.6퍼센트로그비중이높아질것으로추정되며 2001년에는 14퍼센트에달할것으로예측된다. 정부부담연구개발지출이정부의총지출에서차지하는비율은 1987년 4.02퍼센트에서 1991년에는 5.1 퍼센트, 19961건에는 7.5퍼센트그리고 2001년에는 9.4퍼센트에달할것으로보인다. 높은증가추세를보이는연구개발투자는국내총생산의성장속도와비교해 볼 때 1988-1991 년기간에연구개발투자는실질기준으로약 18.4 퍼센트의연간증가 추세를보일것으로추정되며이 경우국내총생산은실질기준으로연간약 7.1 퍼 센트성장할것이다. 1992-1996년기간에는연구개발투자의증가속도는 2.8퍼센트포인트가낮은 15.6퍼센트의연간증가추세를보일것이며국내총생산은약 7.0퍼센트성장할것이다. 한편 1997-2001년기간에는연구개발투자의증가속도는다시 1. 4퍼센트포인트가낮아져 13.0퍼센트의연간증가추세를보이며국내총생산은약 7.1퍼센트성장할것으로추정된다 (< 표 4-9) 참조 ). 표 4-9) 국내총생산성장율과연구개발투자의증가율추정, 시나리오 II 기 간 국내총생산증가율 (0/0) 1988-1991 I 7.1 1992-1996 I 7.0 1997-2001 I 7.1 연구개발투자증가율 (0/0) 18.4 15.6 13.0 시나리오 H 의경우생산요소별한계생산성의변화추이와성장기여도의변화추이 가기간별로추정된것이 표 4-10) 에 나타나있다. 자본및기술의한계생산성은 점차로감소추세가완만해점에따라이들의경제성장기여도가향상될것으로추정 된다. 한편노동의성장기여도는 1991 년이후 20 퍼센트수준밑으로내려갈것으로 보이며이하락분을자본과기술이대체할것으로전망된다. -38-
표 4-10> 생산요소별한계생산성변화율및성장기여도추정, 시나리오 II 한계생산성변화율 (%) 성장기여도 (%) 기간자본노동기술자본노동기걷 }r 1988-1991 - 3.2 4.9-6.1 21.8 26.3 51.7 1992-1996 - 2.5 5.8-5.9 30.7 16.3 52.9 1997-2001 - 1.7 5.1-4.1 38.1 15.7 46.1 4-3-3 시나리오 m의결과총연구개발투자의국내총생산에대한비율은 1980년불변가격기준으로 1991년 2.4퍼센트에달할것으로예측되며 1996년에는 3.7퍼센트에이를전망이다. 이비율은시나리오 I과시나리오 11의결과의중간값수준이다. 시나라오 III에의하면 2001년에는국내총생산의 5.3퍼센트가총연구개발투자의규모가될것으로추정된다. 한편경상가격기준에의하면이비율들은 1991년과 19961건에는각각 2.9퍼센트및 4.4퍼센트에달할것으로추정되며 2001년에는 6.3퍼센트까지상승할것으로예측된다 (< 표4-11> 참조 ). 표 4-11> 연구개발투자의변화추정, 시나리오 III 단위 :% 총연구개발투자의 국내 민간부담연구개발투자의정부부담연구개발지출의 총생산에대한비율 신규설비투자에대한비율정부총지출에대한비율 년도불변경상불변경상불변경상 1987 1 ) 1.58 1.88 4.48 5.33 3.38 4.02 1991 2.4 2.9 6.4 7.6 4.3 5.1 1996 3.7 4.4 8.8 10.4 8.3 9.9 2001 5.3 6.3 11.7 13.9 13.7 16.3 주 : 1) 실적치. 민간부담연구개발투자의경우는앞의두시나리오의결과와거의같으나정부 부담연구개발지출의경우는정부총지출에서차지하는비율이 1980 년불변가격기준 -39-