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NQI中很多因素相互交织，很多问题牵一发而动全身。作为一个复杂系统，NQI具有典型系统的基本特征。在理论模型方面，WB（2007）、PTB（2014）、UNIDO（2015）、BIPM（2016）、中国的相关研究机构（2016）以及ISO（2017）均提出了构想。
WB最早提出了NQI要素模型，如图2.1所示。模型指出，NQI由国家标准主体、国家计量协会、国家认可主体、认证主体、检测主体、测试实验室以及认证实验室构成，标准、计量和认可作为底层要素协同推动合格评定，形成复杂系统向企业输出检测检验、认证报告等价值产物。WB模型的突出贡献在于率先提出了一国（地区）内NQI技术机构运行的关联关系以及对政府、消费者和公共大众的基本功效。
图2.1 NQI要素模型（WB）
图2.2 NQI支撑产业发展模型（PTB）
德国PTB提出了NQI支撑产业发展模型，将国际化组织的作用纳入模型，如图2.2所示。模型对NQI支撑产业发展进行表述：从内部运转来看，NQI内部各要素产生连接，形成复杂动态变化的网络，最终向外界输出服务；从外界作用来看，NQI作为“中间人”，将国内产业与IAF、IEC、ISO等国际化组织连接起来，向产业提供检验检测、认证、标准化以及校准等服务，从而产生价值。PTB模型的主要贡献在于将一国NQI与本国产业、国际NQI系统放在一个模型中分析，描述其关联关系，对后续NQI的研究开拓了边界，拓展了应用范围。
在NQI的要素模型方面，PTB的研究成果如图2.3所示。模型认为，NQI的主要支柱有国家计量机构、国家标准机构和国家合格鉴定机构，三类机构的协调支撑了NQI的良好运行。
图2.3 NQI要素模型（PTB）
UNIDO对WB的模型进行了改进，主要区别在于它认为NQI中的计量、标准和认可应该是公共属性，而校准、测试、检测和认证既可以是公共服务，也可以是私人服务，如图2.4所示。
在NQI的作用方面，UNIDO提出的模型广泛被世界各国所接受，如图2.5所示。“五个环”比较鲜明地说明NQI在每个环节的不同作用：政府需要综合施策，制定基本的制度和质量政策，然后进行公共干预提供NQI一体化供给服务，NQI在市场主导下进行一体化发展服务于市场主体（企业和机构），最后保障消费者的期望和权利。
图2.4 NQI要素模型（UNIDO对WB改进）
图2.5 NQI要素模型（UNIDO）
BIPM提出了全球视角下的NQI作用模型，如图2.6所示。模型中以BIPM、ILAC、ISO、IAF等国际NQI组织作为核心，为国家与国家之间的贸易提供便利和服务。
图2.6 全球视角下的NQI作用模型（BIPM）
原国家质检总局（现国家市场监管总局）在国际国内研究现状的基础上，结合我国实际管理国情对NQI模型进行了简化，如图2.7所示。模型指出计量是控制质量的基础，标准是引领质量提升的依据，合格评定是建立质量信任的手段，三者形成完整的技术链条，相互作用、相互促进，共同支撑质量的发展。模型指出计量是标准和合格评定的基准；标准是合格评定的依据，是体现计量价值的载体；合格评定是推动计量溯源水平提升和标准实施的重要手段。简单地说，计量解决准确测量的问题，质量中的量值要求由标准统一规范，标准执行得如何通过合格评定来判定。
2017年6月28日，NQI相关的国际组织BIPM、IAF、ILAC、ISO、IEC、ITU、ITC、OIML、UNIDO等在奥地利维也纳召开了DCMAS会议，对NQI的定义达成一致。最新的定义如下：NQI是一个由公共机构和私人机构组成的体系，以及支持和加强货物、服务和流程的质量、安全和健康环境所需的政策、法律、监管框架和实践，它依赖于计量、标准化、认可、合格评定和市场监督。如图2.8所示。
图2.7 我国提出的NQI机理模型
图2.8 NQI的新要素
中国航空综合技术研究所（2020）提出的理论模型是基于NQI概念演进认识规律的基础上提出的。从集成协同（要素协同）到体系框架（纳入市场要素）再到生态系统（质量生态），模型体现了这一认识的变化，如图2.9所示。
图2.9 NQI生态系统的基本模型
这些研究从内涵和模型等方面对NQI开展了有益的探索，但由于研究对象的经济规模、管理机制以及发展环境的差异性，以及研究视角的宏观和中观的差异性，各个研究机构对于NQI的认知还存在部分差异，NQI支撑和促进经济发展和技术进步的宏微观机理和理论模型仍需进一步厘清。
总的来说，作为2002年诞生的一个技术概念，NQI的内涵尚未完全固化，学术界及一些国际组织仍在不断拓展NQI概念的内涵和外延。本书认为，NQI本质上是一个综合性体系，包含着国家、区域、产业及企业不同层面的标准、计量、认可和合格评定等要素。
NQI是在全国范围内提高产品和服务质量的催化剂，它能通过帮助本国工业满足出口市场的要求提高国家经济的竞争力，增强国家参与全球贸易和价值链的能力（UNIDO，2014）。同时，它还能通过采用质量管理体系和建立国家认证服务来增加出口，从而提高工业产品对总GDP的贡献，这也是国家产业政策的主要目标之一。从长远来看，一个有效的NQI甚至可以帮助减贫（Kellermann and Keller，2015）。本书认为，NQI通过两种作用渠道影响经济增长，如图2.10所示。
NQI实际上是一项制度安排，是一整套用以保障产品、服务和流程满足预定规范的体系，用于控制、管理、编辑和执行标准以及向社会提供标准的证明的所有制度网络和法律架构，可以向市场提供质量保证（Gonçalves and Peuckert，2011）。NQI的制度特征有四个功能：①规范性和秩序性功能（技术规范性文件、技术规范要求的证明）；②合理性和合法性分配功能（NQI主管机构和相关机构）；③导向和激励功能（质量法规体系、市场监管行为）；④保障服务功能（市场执法行为、服务保障平台）。这些功能有利于确保公平的交易（Sanetra and Marban，2007）、弱化信息不对称（Swann，2009；Blind et al.，2018）、减少不确定性和技术性贸易壁垒（Goncalves and Peuckert，2011）、降低市场交易成本（Tippmann C，2013），抑制机会主义、提供合作条件（Lopez-Fresno，2016）、提供激励机制（Goncalves and Peuckert，2011），为经济提供服务。
NQI是以保证提升产品与服务质量安全水平为目标的技术支撑体系，通过计量的基准性、标准的规范性、认证认可的公允性、检验检测的符合性等功能，提升产业核心竞争力，发挥制造业的支撑性作用。NQI的技术特征有四个功能：①知识性功能（标准的兼容性、检验方法的可复制性）；②工具性功能（计量仪器、检测设备、标准的重复使用）；③方法性功能（先进质量管理方法、科学研究的手段）；④协调性功能（要素耦合与效能释放、集成技术和机构）。这些功能有利于加快技术扩散和新技术的验证与推广应用（Goncalves and Peuckert，2011），促进技术进步进而提升生产效率（Harmes-Liedtke，2010），降低生产成本（CEBR，2012；Ramachala et al.，2013），提高管理水平（Savolainen and Lopez-Fresno，2011；Verdera，2013），改善质量水平。
图2.10 NQI影像经济增长的机理
这两种特征的协同演化增强了贸易双方的信任（识别可信商品、维护市场环境、建立信任体系），能够促进商品自由流通（商品流通被认可、流通壁垒被消除、商品规格被统一），加快形成统一市场（市场行为一致、价格机制一致、用户权利一致），提升科技创新能力（技术进步加快、研发效率提升、创新基础牢固），优化产业结构（质量敏感型产业占比扩大、改造传统产业、支持新兴产业），进而推动贸易发展→贸易需求的产生，产业升级→新技术部门不断产生和繁衍，质量升级→高质量需求越来越大，商业环境优化→保障市场，维护市场环境与秩序（Tippmann，2013），健康安全与生态改善→保障生命安全，维护公众健康和生态环境（Goncalves and Peuckert，2011；Lopez-Fresno，2016），从而影响宏观经济增长和社会福利提升。
目前，国内外对于NQI和质量的关系并未达成清晰的共识。按照字面意思，NQI是质量的基础设施。从博弈论的角度来看，社会最基本的问题有两个：第一个是协调（Coordination）问题；第二个是合作（Cooperation）问题。而NQI之所以是质量的基础，是因为NQI能够在质量形成过程中，使各方互相正确地预测对方的行为，从而提供解决协调问题的途径，同时能够为质量形成提供一种合作的基础，并促使合作的达成。其作用机理可以概述为：通过计量解决量的准确性问题，通过标准解决量的统一性和合规性问题，通过认证认可解决活动主体保障能力的公允性问题，通过检验检测解决产品与服务质量安全的符合性问题，进而全面保障产品质量安全，提升产业核心竞争力，促进产业转型升级和经济社会可持续发展。
其中，计量、标准化、认证认可、检验检测是直接对产品质量产生影响的四个作用点，每个直接作用点都有其他要素的间接影响。首先，计量贯穿产品质量保证的全过程。产品质量依赖于材料、工艺、技术和装备的应用和发展水平，而每个产品最终质量如何，则依赖于产品生产过程中每个环节质量的掌控。所有这些掌控，必须依托准确可靠的计量手段和数据才能得到有效保证。计量是保证产品质量的重要手段。其次，标准是产品质量提升的根本依赖。无论从技术、管理、工作等视角，从原材料、零部件、最终产品等所有物料，还是从设计、制造、配送、使用、维护等全生命周期，产品质量的保证都紧密依赖于一系列标准，它直接体现为技术标准对产品的性能指标或特性的要求。最后，认证认可、检验检测是产品质量提升的有效支撑。认证机构以第三方身份，对企业的管理水平、产品的质量及产品附加值持续符合标准、法律法规、技术规范的要求提供证明，能够促使企业提升产品质量和管理。同时，认证认可能促进市场交易顺利进行，创造公平竞争环境，支撑组织（企业）管理和产业质量水平的有效提升。而基础的检验检测技术和实验数据是产业结构调整、优化、升级的重要保证和依据，能够向生产者、消费者、管理者反馈产品质量信息，减少质量信息不对称程度。
在这些具体要素的作用下，NQI与质量的关系具体体现在以下两个方面。
第一，NQI是质量水平的根本保障。在微观、中观、宏观市场上，由于专业水平的差距，消费者和生产者对产品的质量信息先天性不对称，并导致“劣币逐良币”现象，构建出充斥着逆向选择的柠檬市场
。NQI作为一种包含计量、标准、认可、合格评定和市场监管的事物，其作用之一就是使用技术和管理手段打破这种信息不对称，消除市场失灵，最终实现消费者溢价购买高质量产品和企业积极提升质量的正向循环。
第二，质量是NQI集成应用的综合结果。大量研究指出，NQI可以通过参与生产制造过程，确保质量和减少浪费、促进工业生产中零件互换，形成制造业分工、量化和评估产品属性、深入参与研究和开发过程，提高创新效果等方式，在经济体中发挥自己的作用。在这些方式下，NQI实现了支撑高质量产品、保护消费者、促进贸易便利化以及促进创新等结果。以我国国产飞机C919的生产为例说明NQI与质量的关系，如图2.11所示。C919的最终整装包含了发动机、机翼、起落架、轮胎、尾翼、辅助动力装置等一系列零部件。显然，关键零部件中的“最低”质量决定了C919整机的“最高”质量。打个比方，假设发动机的平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure, MTBF）是各大关键零部件中最低的，为1500个小时。在不更换零部件的前提下，C919的MTBF也不可能超过1500个小时。此外，受整机场所的组装工艺、技术能力等因素的影响，C919整机的MTBF只会比1500个小时更低。从供应链视角来看，由于NQI存在公共部分和私营部分，导致供应链上不同企业享受的NQI服务存在差异，并导致零部件产品质量的不均衡，进而影响最终产品的质量。以国内某发动机制造商为例，其在测量、检测设备等NQI要素方面投入巨大，以确保整装过程中的综合质量。但由于供应链上游企业缺乏自主投入资金，只能在国家提供的NQI公共服务基础上进行有限改善，因此对零配件的质量可靠性和一致性的保障程度不高，产品合格率偏低，并影响了最终产品的质量。据公司统计，其生产的柴油发动机每发生100次质量问题，有85次以上是因为零部件出现了问题。
图2.11 NQI与质量的关系
NQI的公共部分和私营部分共同影响了供应链中零部件的综合质量，进而影响到批量生产时最终产品的质量上限。因此，产业质量升级的本质不仅仅是单一企业的质量升级，而应是供应链的质量升级。其中，加大NQI公共部分的投入力度，是可行的措施之一。
技术进步是技术不断发展和完善以及新技术不断代替旧技术的过程。其主要涉及四个方面：一是科学、技术、生产紧密结合，使科学技术、经济、社会协调发展；二是不断采用新技术、新工艺、新设备、新材料，用先进的科学技术改造原有的生产技术和生产手段，设计和制造生产效率更高的新工具和新产品，使整个国民经济技术基础逐步转移到现代化的物质技术基础上来；三是全面提高劳动者的道德素质和文化技术素质，不断开发人的智力，创造人才辈出、人尽其才的良好环境；四是综合运用现代科技成果和手段，提高管理水平，合理组织生产力诸要素，实现国民经济结构和企业生产技术结构合理化。
可以发现，技术进步不仅包括了科学技术研发层面的突破，也包含了先进科学技术在产业中的实际应用，并带来劳动生产率的提升。根据美国国防部的相关研究，那些研发周期长、耗费大、研发过程复杂的新技术要取得成功，产品技术成熟度（Technology Readiness Levels, TRL）
和制造能力成熟度（Manufacturing Readiness Levels, MRL）
是其中的两个关键要素。本书以此为例说明NQI在技术进步中的价值和作用。由此，科学技术从研发到生产，再到销售的整个技术进步过程可以描述为图2.12所示的三个阶段。
图2.12 技术进步的三个阶段
在技术研发阶段，主要有三个步骤，分别是技术方案预分析、技术方案分析和技术开发。分别要实现TRL1—TRL6技术能力的提升和MRL1—MRL6制造能力的提升。
在技术应用阶段，主要有两个步骤，分别是工程与制造和生产与部署，分别要实现TRL7—TRL9技术能力的提升和MRL7—MRL10制造能力的提升。
在新产品销售阶段，主要有两个步骤，分别是市场准入和市场销售。这一阶段不涉及TRL和MRL相关的能力提升工作。
本章将不同阶段的任务要求进行了进一步的对比，见表2-1，进而依据任务要求描述来判断NQI在该阶段发挥作用的方式和手段。
表2-1 技术进步的不同阶段对NQI的需求
可以发现，技术进步的不同阶段对于NQI要素的需求存在较大差异。例如，在技术研发阶段，主要是科学计量能力和检验检测能力发挥了支撑作用，主要满足研发机构对于新产品、技术的性能测量和检测需求；在技术应用阶段，主要是企业标准、工业计量能力和检验检测能力发挥支撑作用，主要满足研发机构和生产机构对于新产品、技术的试制、小批量生产的需求；在新产品销售阶段，主要是国家标准、行业标准、区域标准、法制计量能力、第三方机构检验检测能力和技术法规等发挥保障作用，主要满足生产企业将新产品/技术推向市场的安全、健康、环保、消费者保护等需求。
基于这些分析，本文构建了NQI作用于技术进步的机理模型，如图2.13所示。基于这一机理，可以针对性地补足技术进步不同阶段所需的NQI要素，为技术进步提供更大的帮助。
NQI具有技术传承的功能，是管理的依托，在产业链构成与发展上发挥着不可取代的链接作用，其水平的高低决定着产业链的成熟度。
NQI具有技术传承的功能，是管理的依托，在产业链构成与发展上发挥着不可取代的“链接”作用，其水平的高低决定着产业链的成熟度。NQI本质上是一个综合体系，包含着国家、区域、产业及企业不同层面的要素。从产业链的角度来看，企业对NQI服务的需求贯穿始终，反映在研发、采购、生产、市场准入、循环再利用的全链条中。例如，先进的标准能够带动从基础材料、基础元器件到重大装备、关键工艺乃至最终产品整个产业链的质量提高，并为质量改进提供路线图，从而优化产业结构。第三方认证和检验检测能够减少质量信息不对称，促使企业改进产品质量和管理，进而有效改善质量供给，促进消费升级，从需求层面拉动经济增长。
例如，在武器装备领域，在产业上游武器装备研发设计阶段，将客户需求沿质量功能展开，制定产品相关标准，完成设计后，要进行方案验证测试和评估。在产业中游武器装备生产制造阶段，需要进行质量体系认证、制定企业制造工艺标准及安全生产标准，对于生产设备要进行定期的计量校准，以保证生产精度，对于供应商提供的原材料及零部件，需进行入厂检验；在产品出厂前，要进行出厂检验。在产业下游，当产品满足军方合同及相关标准要求后，交付部队使用，由部队依据相关手册、标准进行维护保障。NQI在武器装备产业链上的功效如图2.14所示。
图2.13 NQI作用于技术进步的机理模型
图2.14 NQI在武器装备产业链上的功效
据美国国家标准与技术研究院（NIST）和英国国家物理实验室（National Physical Laboratory, NPL）的研究指出：新兴产业在走向成熟的过程中会面临新产品市场转化的“死亡谷”，提供NQI服务能够有效避免这一现象的发生。原因在于：第一，标准化可以作为创新的催化剂，标准定义了接口、兼容性要求和统一的度量方法，没有精确的测量，就不可能实现对创新产品的检验；第二，关键技术检测方法研究、企业标准编写指导、国际市场准入研究等NQI服务的具体内容，可以缩短产品研发周期，加速新产品的开发和上市，为新技术快速产业化、翻越“死亡谷”创造条件，反之则会制约创新成果转化。
目前，这一模式已在深圳开始初步应用，企业将新产品的设计、研发与深圳市计量质量检测研究院提供的NQI一站式服务完全结合，打通了从研发设计到进入市场的快速通道，翻越“死亡谷”的可能性大大提高。
实际上，看待产业结构问题我们应该有新的观察视角。过去往往遵循国际学术研究结论，将服务业比重的高低作为产业结构转型的重要标志。目前来看，这一传统认识存在片面性。服务业有两类：一类是生产型服务业；一类是生活型服务业。生产型服务业是建立在工业的基础上，而生活型服务业中的虚拟经济并不能代表经济本身。因此，产业结构转型的真正标志应该是一国质量敏感型产业的占比情况。例如，美国制造业的“产业空心化”只是制造业外围的产业空心化，其质量敏感型产业和高新技术产业绝对没有空心化。反观我国，即便第三产业占比超过了第二产业，真正核心技术产业，也就是“卡脖子”问题依然突出，整体产业链依然处于中低端水平。质量敏感型产业的培育，其关键在于NQI的能力建设，只有基础打牢实了，生态环境建设好了，相应的产业才能得到高质量发展。