我國國家質量基礎設施發展水平測度及空間格局研究

孫 瑩，鄭素麗，甘克勤

（1.中國計量大學經濟與管理學院，浙江杭州 310018;2.中國標準化研究院，北京 100191））

1 研究背景

當前，我國已步入經濟高質量發展階段，國家質量基礎設施（National Quality Infrastructure,NQI）為國家質量提升提供了新思路。NQI 被認為是解決全球質量問題的終極答案（PTB）［1］，其先進之處在于首次將標準、計量、合格評定視為一個整體，作為支撐一國質量發展的基礎。2002 年起，世界貿易組織、聯合國工業發展組織和國際標準化組織等權威機構逐漸承認并使用NQI 概念，國際計量局、世界銀行、德國聯邦物理技術研究院、英國國家質量基礎組織等紛紛對NQI 進行了探索實踐。2016 年，我國NQI建設被納入《國家科技創新“十三五”規劃》。2020 年3 月，中共中央提出加快以5G、人工智能、工業互聯網、物聯網為代表的新型基礎設施建設，而NQI 所涉及的標準的規范性、計量的基準性、認證認可的公允性、檢驗檢測的符合性等功能，將對新基建形成有力支撐。可以說，NQI 是新基建之基礎。隨著我國NQI 實踐的深入，需要制定科學的評價指標體系，以便客觀地把握區域NQI 發展水平并形成合理決策。

目前，國家質量基礎設施有關的開創性和代表性文獻主要來自國外官方組織如世界銀行、PTB 等。國內研究的興起始于2017 年，中共中央、國務院首次發文將“國家質量基礎設施（NQI)”效能充分釋放列為質量提升的主要目標之一，NQI 開始納入我國質量相關研究領域。國內外現有研究成果主要集中在三個方面：一是NQI 內涵的界定，NQI 本質上屬于標準化的制度框架，是一整套用以保障產品和流程滿足預定規范的體系（UNIDO［2］、Goncalves［3］、蔣家東等［4］)。二是NQI 理論模型的研究，世界銀行最早提出了NQI 要素模型［5］；UNIDO［6］基于公共屬性的不同認識，對世行模型進行了改進；PTB［1］和BIPM［7］分別提出了NQI 支撐產業發展模型和NQI 作用模型。胡楊等［8］重構了NQI 內部要素耦合模型和連接消費者與產業需求的價值模型。三是NQI 發展現狀及對策，美國、德國等發達國家和印度尼西亞等發展中國家都在推動NQI 發生重大變革（Bakhtiar［9］、王穎婕等［10］）。我國迫切需要從戰略上高度重視NQI 建設，從法律、機構、隊伍和經費等方面推進NQI 建設（支樹平［11］、陳鋼［12］、蔣家棟等［13］）。

目前，對于NQI 的基本概念、構成要素、運行機理、實施框架等理論問題的研究已初步成型，但研究積累仍然有限，鮮有NQI 相關的實證研究。我國NQI 發展水平應如何科學評價？NQI 建設具有怎樣的空間分布特征？這些問題在現有研究中尚未得到重視和解決。針對NQI 發展的綜合評價制約著對于NQI 發展的客觀認知，也制約著NQI 發展效應等相關實證研究。基于此，本研究以新常態下國家質量提升理念和要求為前提，從NQI 基本構成要素出發構建NQI 綜合評價體系，利用2017 年相關統計數據結合熵值TOPSIS 法對我國31 個省份（不含港澳臺地區，下同）的國家質量基礎設施水平進行量化評價，分析其耦合協調程度以及空間分布特征，旨在為新常態下我國實現高質量發展提供科學依據。

2 新常態下我國國家質量基礎設施評價體系構建

在經濟新常態下，高質量發展從實踐層面考慮，不僅重視質量發展的結果，更重視質量發展的過程；不僅要考慮當前質量發展的動力，也需要兼顧未來質量發展的潛力和方向。本文從NQI 對質量提升的本質作用出發形成NQI 綜合評價體系構建的邏輯主線，構建NQI 內部要素耦合作用模型。

根據我國質檢總局所提出的對我國國家質量基礎設施的界定，即NQI 是以質量提升為目標的技術支撐體系，主要包括標準、計量和合格評定（認證認可和檢驗檢測），本文認為在整個NQI 要素構成的體系中：第一，標準體現了產品質量的技術性要求，先進的標準引領未來質量發展的方向，標準既是合格評定的依據，也是計量的重要價值體現。第二，計量是合格評定和標準的基準，即通過建立計量基準和計量標準，組織量值傳遞和量值溯源，監督管理計量器具，通過計量理論研究提升測試手段和測量方法，為標準和合格評定實施的可靠性和先進性提供支撐，科學計量方法和計量數據形成質量保障的重要基礎。第三，合格評定是推動計量溯源水平提升和標準實施的重要手段，高水平的檢驗檢測方式、公正高效的認可機構以及具有權威的認證機構將為產業和公眾提供可靠質量信息，對質量提升產生直接的促進作用。在NQI 內部要素耦合作用模型中，計量、標準化、合格評定三者形成完整的技術鏈條，構成質量保障制度（見圖1）。簡單地說，計量解決準確測量的問題，質量中的量值要求由標準統一規范，標準執行得如何就需要通過檢驗檢測和認證認可來判定。高水平的NQI 保障了質量生產的最佳秩序、推動質量信息透明，進而對一國質量提升產生促進作用，一國質量的發展根本上取決于計量、標準、檢驗檢測和認證認可四大要素的發展和協同。

圖1 國家質量基礎設施內部要素耦合作用模型

基于上述NQI 內部要素耦合作用模型的邏輯主線，并考慮到數據可獲取性和評價體系層次性，構建包含計量、標準、檢驗檢測和認證認可4 個子系統和23 個具體評價指標在內的國家質量基礎設施發展水平評價體系（見表1）。（1）在計量方面，分別從法制計量、科學計量、工業產業計量三個方面進行測度，選取了依法設置的計量檢定技術機構數、法制性的計量器具計量監督檢查總數、計量標準累積數、CNAS 認可的檢測校準實驗室總數、國家級產業計量測試中心總數、國家計量站總數反映區域計量發展水平。（2）在標準方面，側重標準研發參與度與標準主導能力的評價，從構成我國標準體系的國家標準、產業標準、團體標準三類標準入手，利用國家標準研制貢獻指數、主導國家標準數量、行業標準研制貢獻指數、主導行業標準數量、主導團體標準數量刻畫區域標準發展水平。（3）在檢驗檢測方面，利用出入境貨物檢驗檢疫批次、省級監督抽查批次反映強制性檢驗檢測力度，以CNAS 認可的檢驗機構總數反映區域檢驗檢測機構的高水平程度，采用檢驗檢測機構總數和檢驗檢測機構營業收入規模對區域檢驗檢測能力進行表征。（4）在認證認可方面，以CNAS 認可的認證機構數量反映區域規范性認證機構的認證能力，利用QMS 認證總數、EMS 認證總數、OHSMS 認證總數、強制產品認證、服務認證總數、能源認證刻畫認證認可的普及程度。基于該評價指標體系所用數據主要來源于《中國質量監督檢驗檢疫年鑒》《中國統計年鑒》以及官方公布的《CNAS 認證機構、實驗室、檢驗機構認可通報》《全國檢驗檢測服務業統計簡報》《認證機構認可年報》等。

表1 國家質量基礎設施發展水平評價體系

3 我國國家質量基礎設施水平的實證測度

3.1 測度方法

為減少評價主觀性，運用熵值TOPSIS 分析法確定國家質量基礎設施評價體系中各評價指標的權重，計算得到NQI 綜合評價指數，以此表征NQI 發展水平。熵權法是一種運用比較廣泛的客觀賦權法［14-15］，TOPSIS 方法是一種多目標決策方法，方法的核心是基于歸一化后的原始數據矩陣，定義決策問題的最優方案和最劣方案，然后根據實際可行解與正理想解和負理想解的相對貼近程度，得出方案優劣排序。熵權TOPSIS 分析法的使用可以實現測度的有效性，具體操作步驟如下 ：

假設存在m個被評價省份（Mi）與n個評價指標(Ni),則省份Mi(i=1,2,…,m)在指標Ni(i=1,2,…,n)下取值為xij，則構成決策矩陣A,

（1）對原始數據矩陣進行規范化處理，得到規范化矩陣Rij。

（2）計算信息熵并確定熵權。一般來說，綜合評價中某指標變異程度越大，信息熵越小，則該指標提供的信息量也越大，相應的該指標的權重也越大。利用（2）式計算出熵值：

再利用（3）式轉化為熵權：

（3）構造加權規范矩陣Zij。

（4）確定正理想解和負理想解，即從矩陣Zij中選出各項指標的參數值的最大值和最小值，分別組成最優解集和最劣解集。

分別計算各評價對象到正理想解和負理想解的距離，本文采用歐式距離計算公式。

計算各評價對象的綜合得分Bi，即各個評價對象與理想解之間的相對接近度為。

其中Bi值越大則代表該對象與正理想解相對越接近，綜合評價越好。

3.2 測度結果

本文通過熵權TOPSIS 分析法評價2017 年我國31 個省份的國家質量基礎設施發展水平。如表2所示測算得到各項指標的熵值、權重、正、負理想解,結果顯示計量、標準、檢驗檢測、認證認可對NQI 發展水平的重要性而言，認證認可相對比較重要，權重為0.319 6；檢驗檢測影響則較小，權重為0.178 7，因此，對于NQI 發展而言，包含認證認可和檢驗檢測的合格評定的影響比重占了近50%，而計量和標準對NQI 的影響比重各自約占25%。該研究結論與胡楊等［9］提出的“合格評定是NQI 作用價值的核心”的理論觀點是一致的。

表2 國家質量基礎設施發展水平評價指標的權重及理想解

2017 年我國31 個省份國家質量基礎設施發展水平評價值見表3。其中，我國NQI 水平最高的省份為北京，其NQI 發展綜合指數高達0.776 0；其次為廣東、浙江、上海和江蘇，NQI 發展綜合指數分別為0.730 1、0.723 0、0.721 8 和0.721 5。這五個省份可視為我國NQI 發展的第一梯隊，在國家質量基礎設施水平提升過程中發揮著較強的引領作用。縱觀NQI 指數排名前10 位的省份，除了四川和安徽，皆位于我國東部地區；在排名最后的10 個省份中，僅海南位于東部地區，山西和江西2 個省份位于中部地區，廣西、內蒙古、貴州、甘肅、青海、寧夏和西藏7 個省份位于西部地區。說明東部地區多數省份憑借其優越的地理位置、資源條件、技術水平等在NQI 發展上處于領先地位。研究結果顯示我國不同省份NQI 發展差異程度較大，尤其是第一梯隊和其他省份之間不均衡程度明顯。因此，各級政府應高度重視NQI 水平的省際差異，以北京、廣東、浙江等為引領，全面帶動落后省份NQI 發展水平不斷提升，減少省際NQI 發展差異程度，促進國家質量基礎設施協調、全面提升。

此外，從表3 中各省NQI 排名和GDP 排名對比來看，即NQI 發展水平相對經濟規模水平而言，包括浙江、廣東、海南、西藏等大部分省份屬于NQI發展水平與經濟規模水平相當的情況，可視為NQI發展平衡型。值得注意的是，北京、上海、遼寧、新疆這4 個省份NQI 發展水平遠遠領先于經濟規模水平，屬于NQI 發展相對領先型，其發展經驗可為其他省份提供借鑒參考。湖南、江西、河南、湖北、河北這5 個省份NQI 發展水平明顯滯后于經濟規模水平，屬于NQI 發展相對滯后型，劃入亟待提升NQI 發展水平的省份。

表3 國家質量基礎設施發展水平評價指標的權重及評價結果

對計量、標準、檢驗檢測、認證認可四個分項的評價測度結果見圖2-圖5。第一，在計量發展水平方面，排名前三的分別是北京、江蘇和上海。特別注意到，屬于西部省份的新疆，其計量發展水平比較靠前，主要原因是新疆近年來計量特別是產業計量的發展布局有了戰略性的提升，新疆現建有國家煤電產業計量測試中心1 個；國家計量站2 個，包括國家鐵路罐車容積計量站和國家礦山安全計量站。第二，在標準發展水平方面，發展能力最強的前三位分別是北京、浙江和廣東。其中，浙江省在“浙江制造”團體標準的建設方面成效顯著，在國務院印發《深化標準化工作改革方案》明確提出“培育發展團體標準”的背景下，2017 年，“浙江制造”團體標準發布標準數量達135 項，一定程度上體現了標準化改革工作的成效。第三，在檢驗檢測方面，廣東、上海、江蘇位列前三。其中，廣東省在檢驗檢測方面具有絕對的領先優勢，這主要得益于廣東省在檢驗檢測市場化的進程，2017 年廣東省CNAS認可的檢驗機構74 家，檢驗檢測機構共計2 610 家，檢驗檢測總收入345.78 億元，位居全國首位。第四，在認證認可方面，北京遙遙領先于其他省份，包括排名第二的廣東和第三的浙江。2017 年，北京擁有的經CNAS 認可的認證機構達99 家，是廣東的14 倍，與其地緣優勢和技術優勢有很大的關系；同時，我們也注意到北京在服務認證、能源認證分別為代表的新興認證領域的認證數量是相對領先的，走在了全國前列。

圖2 2017 年我國31 個省份計量發展評價值

圖3 2017 年我國31 個省份標準發展評價值

圖4 2017 年我國31 個省份檢驗檢測發展評價值

圖5 2017 年我國31 個省份認證認可發展評價值

4 我國國家質量基礎設施耦合協調的空間格局

4.1 系統耦合協調度評價

耦合是一個物理概念，用來表示兩個或兩個以上的系統存在緊密配合與相互影響的作用關系。為了客觀地評價我國國家質量基礎設施發展所包含的計量、標準、檢驗檢測、認證認可的四大子系統交互耦合協調水平，在此引入耦合協調度模型，即：

上 式 中，C 為 耦 合 度，C ∈［0,1］；U1、U2、U3、U4 分別代表計量、標準、檢驗檢測、認證認可四個子系統的綜合評價指數；T 為國家質量基礎設施綜合評價協調系數；a、b、c、d為四個子系統各自權重，由于本文四個系統具有同等重要性，因此均賦值為1/4 ；D 為耦合協調度，D ∈［0,1］，D 越接近1，表明國家質量基礎設施系統處于一個高度協調發展的狀態。根據現有相關研究對耦合協調度可進行一個大致的劃分，即低度耦合協調（0＜D≤0.3）、中度耦合協調（0.3 ＜D≤0.5）、高度耦合協調（0.5 ＜D≤0.8）和極度協調耦合（0.8 ＜D≤1）。

通過上述耦合協調度模型得到我國2017 年31個省域國家質量基礎設施發展系統耦合協調度的計算結果（見表4）。從省際層面來看，北京、廣東、浙江、江蘇、上海5 個省域處于高度耦合協調階段；遼寧、福建、山東、河南、四川5 個省域處于中度耦合協調階段；余下的天津、河北、山西等21 個省域處于低度耦合協調階段。總體上，我國國家質量基礎設施建設仍處于起步階段，低度協調等級的區域范圍較為廣泛空間格局差異明顯，耦合協調度在空間上存在由沿海向內陸遞減的梯度變化趨勢。

表4 國家質量基礎設施發展系統耦合協調評價結果

4.2 系統耦合協調度的空間關聯特征分析

本文進一步運用GeoDa 軟件，對我國國家質量基礎設施發展的耦合協調度的空間相關性進行分析。全局空間相關性指數Moran’s I 的取值區間為［-1，1］，若I＞0，表明具有空間正相關性，即NQI 發展的系統耦合協調度較高（或較低）的省份在空間上趨于顯著集聚，且相關性較強；若I＜0，表明空間具有負相關性，即該省份與相鄰省域的國家質量基礎設施發展系統耦合協調度具有空間差異性；若I＝0，表明空間不具備相關性，分布呈現隨機狀態。借助GeoDa 軟件計算得到表征我國31 個省份NQI 發展耦合協調度的Moran’s I 估計值為正值0.245 5，P值為0.025，Z值為2.317，通過5%的顯著性水平檢驗。這說明我國國家質量基礎設施耦合協調發展水平在空間上呈現較強的正向的空間相關性關系，即耦合協調度屬性值相似的地區趨于集聚。

全局空間自相關分析只能反映我國整體上國家質量基礎設施發展的空間差異，為進一步探索各省份的局部空間特征，本文進行了局部空間自相關分析，LISA 分布情況結果見表5。

表5 國家質量基礎設施發展系統耦合協調度LISA 分布

由表5 中可以看出，我國包括新疆、黑龍江、吉林等在內的16 個省份落入第3 象限，說明我國國家質量基礎設施耦合協調發展水平還較低，以低低水平集聚為主，且位于低-低（LL）區的省份大多為中西部地區，這主要是因為這些地區整體國家質量基礎設施發展緩慢，從而與周邊地區的空間差異較小。山東、江蘇、上海、浙江、福建位于高-高（HH）區，說明這5 個地區自身發展水平較高，同時表現出擴散效應，帶動了周邊地區的國家質量基礎設施發展，從而與周邊地區的空間差異較小。北京、遼寧、四川、廣東處于高-低（HL）區，這4 個地區自身發展水平較高，但其擴散效應未能充分發揮出來，無法使周邊地區受益，因此與相鄰地區的空間差異較大。河北、天津、安徽、江西、廣西、海南則處于低-高（LH）區，其相鄰省份發展水平雖較高，但未能帶動這6 個地區國家質量基礎設施發展，也呈現出與周邊地區較大的空間差異。

5 結論與啟示

本文構建了新常態下包含計量、標準、檢驗檢測、認證認可四大要素的國家質量基礎設施發展耦合作用模型，并據此形成國家質量基礎設施綜合評價指標體系，為我國國家質量基礎設施的量化評估提供了一個基本邏輯框架。

基于國家質量基礎設施發展水平評價體系，本文利用2017 年統計數據，引入熵值TOPSIS 分析法測算得到我國31 個省份國家質量基礎設施發展綜合評價指數。結果顯示，從絕對發展水平來看，屬于第一梯隊的有北京、廣東、浙江、上海、江蘇、山東、遼寧、福建、四川、安徽；第二梯隊是河南、天津、湖北、河北、陜西、新疆、黑龍江、重慶、云南和吉林；第三梯隊是湖南、廣西、內蒙古、山西、江西、貴州、甘肅、青海、寧夏、海南和西藏。總體上，水平較高的省份多分布于我國東部地區，而中西部地區發展水平普遍較低。同時，我們也注意到，各省份發展水平與其經濟規模水平存在不同程度的不一致現象。國家質量基礎設施發展水平明顯領先于經濟規模發展水平的省份有北京、上海、遼寧和新疆；國家質量基礎設施發展水平顯著滯后于經濟規模發展水平的省份包括湖南、江西、河南、湖北和河北。從系統耦合協調發展空間分析來看，只有北京、廣東、浙江、江蘇、上海5 個省份處于高度耦合協調階段，中低度協調等級的區域范圍較為廣泛，國家質量基礎設施發展的耦合協調度在空間上存在由沿海向內陸遞減的梯度變化趨勢，在空間相關性上呈現出以“低-低”集聚為主的空間特征。

因此，各級政府應充分認清發展現狀，充分考慮我國國家質量基礎設施發展的空間差異性，實施因地制宜的差異化政策措施，促進各省經濟增長與質量發展實現進一步優化協調，尤其要進一步發揮優勢省份對周邊地區的擴散拉動效應。各省在補缺計量、標準、檢驗檢測、認證認可四大要素中各自發展短板的同時，應緊貼市場需求，圍繞特色經濟發展，建設一批業務協同、服務高效的國家質量基礎設施公共服務平臺，促進產業梯度轉移和質量升級同步推進。圍繞傳統產業升級、新興產業發展，建設一批國家質量基礎設施應用示范基地，全面提升國家質檢中心，產業計量測試中心、技術標準創新基地及重點實驗室的定位及功能，在經濟新常態及新基建發展背景下，實現國家質量基礎設施水平協調發展。