武 凌，王 浩

（安徽財經(jīng)大學 管理科學與工程學院，安徽 蚌埠 233030）

一般而言，人類專家的知識包含了領域知識與運作知識.傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)大多為規(guī)則式專家系統(tǒng)（Rule-based Expert System），將領域知識及運作知識寫在一起，總稱為知識庫，不作區(qū)分，致使其在知識表達、知識分享、系統(tǒng)效能與知識庫管理等方面存在以下問題［1］：①規(guī)則的知識表達方式不具有結構性，無法對單一知識概念作詳盡的描述，難以呈現(xiàn)知識概念間的關聯(lián)架構.若要完整呈現(xiàn)一個領域內(nèi)的知識概念結構與知識概念彼此之間的關系，僅僅使用規(guī)則是不夠的，因此基于框架（Frame-based）的知識表達方法被提了出來.②過多與知識無關的規(guī)則，導致系統(tǒng)效能降低，并造成知識庫難以維護與管理.③知識模塊的可再用性低，不同系統(tǒng)與平臺間不易達到知識分享的目的.

1 相關技術探討

1.1 財務報表分析專家系統(tǒng)

財務報表分析是一項含有復雜知識的非結構性工作，其知識內(nèi)容涉及企業(yè)財務報表的眾多會計科目以及各項衡量企業(yè)營運績效與財務狀況的財務比率.長期以來，都有研究者討論如何構建財務報表分析專家系統(tǒng)，希望通過專家系統(tǒng)的構建，將專家的工作流程自動化，保存容易流失的專業(yè)知識及經(jīng)驗，提供一個財務報表分析的渠道.財務金融與會計領域方面的專家系統(tǒng)在20世紀80年代中期應用于財務報表分析應用方面，R.Pacheco等人［2］指出財務人員主要是應用歸納與演繹兩種策略來進行分析，因此他們的系統(tǒng)Hybrid Intelligent System結合了類神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊邏輯兩個模塊，先通過類神經(jīng)網(wǎng)絡與定義好的問題種類及其相關成因，找出問題的范疇之后，再利用模糊邏輯專家系統(tǒng)的規(guī)則去診斷原因并給予建議解答.此外，由N.F.Matsatsinis等人［3］所開發(fā)的FINEVA多準則決策支援系統(tǒng)，結合了統(tǒng)計多變量分析、UTASTAR多準則分析法與專家系統(tǒng)技術來評估一家公司的整體財務狀況.該研究將財報分析的相關知識與步驟以決策樹的方式呈現(xiàn)，最后將其轉(zhuǎn)換為推導規(guī)則來構建知識庫.

從知識表達、知識分享與知識庫的構建等觀點來看，現(xiàn)有的財務金融與會計專家系統(tǒng)多以推導規(guī)則為知識表達方式.在目前的應用上，規(guī)則方法在定義專有名詞、同義詞、知識概念間的關聯(lián)等方面上，最大的缺限是無法建立完整的領域知識架構，所以造成推論出來的結果有限.傳統(tǒng)的財管專家系統(tǒng)仍具有相當程度的改善空間.Ljubica Nedovic與Vladan Devedzic則進行了一項橫斷面（Cross-Section）的研究［4］，根據(jù)五個個案系統(tǒng)探討財管專家系統(tǒng)所采用的技術、工具、方法以及開發(fā)過程中所遭遇到的問題等，他們指出，目前的技術仍以規(guī)則式專家系統(tǒng)為主，并預期財管專家系統(tǒng)未來將朝向智能型系統(tǒng)（如元件化架構、代理人應用與嵌入式系統(tǒng)等）發(fā)展.

作為描述領域?qū)＜抑R的知識庫是整個專家系統(tǒng)的核心，也是一個專家系統(tǒng)能否成功的關鍵因素［5］，如何將知識以最適合的方式呈現(xiàn)，一直是專家系統(tǒng)發(fā)展亟需突破的瓶頸之一.

1.2 知識表達法

目前最主要的知識表達方法有兩種：Rulebased知識表達法和Frame-based知識表達法，目前廣泛使用的專家系統(tǒng)中大部分都是使用規(guī)則來構建知識庫.由于規(guī)則在知識表達能力上有所限制，F(xiàn)rame-based知識表達方式被提了出來.基本上，框架的概念是從面向?qū)ο蟪绦蛟O計的概念衍生而來，提供了一個有結構的知識表達方法.一直以來，也有許多研究提出以框架為主構建知識管理系統(tǒng)，通過面向?qū)ο蟮睦^承特性，可以方便地先規(guī)劃設計一個比較一般的、普遍的領域知識架構，然后再針對較獨特的知識概念做進一步的分析與擴充.

1.3 本體論

本體論指通過對概念、專門術語及相互關系的規(guī)范化描述，呈現(xiàn)某一特定領域的知識體系和基本內(nèi)容，提供一個讓人與人之間及不同的應用系統(tǒng)之間，可以彼此分享、溝通，進而達成共識的一個關于某個領域知識內(nèi)容的媒介.本體論能提供領域術語和知識實體存儲的功能，用以定義領域的知識概念，這是因為本體論具有的分類層次架構，可用于描述知識概念間的關聯(lián)與層次性關系，并能夠提供較豐富的知識概念內(nèi)部結構描述.一些研究通過將本體引入財務管理領域［6-7］，可以理清該領域的知識結構，有助于財管領域與各領域進行融合，方便知識的重用和交互.

1.4 Protégé

Protégé是采用Java研究開發(fā)的知識庫自由軟件，其知識庫最大的特色是應用本體論的觀念設計，提供了Frame-based知識表達方式與一個開發(fā)推論引擎的環(huán)境，讓知識工作者可以構建一個以本體論為基礎的跨平臺知識管理系統(tǒng).將本體論及知識建模的知識開發(fā)環(huán)境與其他問題求解的軟件結合，是智能型知識庫系統(tǒng)發(fā)展與應用的關鍵成功因素之一［8］.Protégé最大的優(yōu)點在于可以借助各式各樣的Plug-in擴充功能［9］，Henrik Eriksson［8］設計的ProtégéPlug-in JessTab成功地整合了JESS與Protégé，可以撰寫JESS程序來管理Protégé的領域本體論.

本文于Protégé知識庫平臺構建本體，使用JESS專家系統(tǒng)開發(fā)語言撰寫推論規(guī)則，通過JessTab撰寫JESS程序存取與操作Protégé的知識庫內(nèi)容.此外，由于JESS與Protégé都由Java開發(fā)，故可通過Java整合兩者，使知識庫與其他模塊結合以構建完整的專家系統(tǒng)，并借助Java跨平臺的特性，達到知識分享的目的.

2 財務報表分析專家系統(tǒng)知識庫設計

2.1 財務報表領域知識

2.1.1 財務報表分析對象

企業(yè)的短期償債能力、長期償債能力、經(jīng)營能力與獲利能力是進行財務報表分析時的四個主要方面.一套向外公布的財務報表主要包括了呈現(xiàn)營運成果的損益表，以及說明融資來源和投資項目的資產(chǎn)負債表.

2.1.2 財務比率分析

本文從我國目前財務軟件報表分析系統(tǒng)使用的財務比率中篩選了上述四個方面的12項財務比率進行分析，如表1所示.在進行財務數(shù)據(jù)分析時財務比率被廣泛采用，也就是比率分析.比率分析指就某一特定日期或期間，將財務報表上各項會計科目的相對性以百分率、比率或分數(shù)表示，使原本復雜的財務信息趨于簡單化，使報表用戶獲得明確而清晰的信息.除此之外，還可通過各項財務比率的變動，進一步掌握企業(yè)領域中的各項關系或趨勢.

表1 評價企業(yè)財務狀況四個方面的12項財務比率Table 1 Twelve financial ratios of the four aspects of the evaluation of corporate financial position

2.2 財務報表領域知識關聯(lián)架構

如圖1所示的語義網(wǎng)絡圖（Semantic Network）表達了財務報表上各項會計科目與財務比率之間的關系，圖中圓角矩形表示各個與財務報表領域相關的知識概念的類別，類別之間的關聯(lián)用箭頭表示，每條聯(lián)結上標有該聯(lián)結與類別的關系名稱.consists＿of表示財務比率由各項會計科目組合而成，而會計科目可分為資產(chǎn)負債表上的資產(chǎn)負債科目以及損益表上的損益科目，它們都屬于is＿a會計科目.負債與股東權益指外部與內(nèi)部資金提供者的權益，故兩者的關系是同一層次，即is＿sibling＿of.is＿adjunct＿to表示損益科目只是附屬于股東權益的保留盈余.此外，財務比率底下的箭頭has＿numerator表示某比率類別與其分子所屬的會計科目類別的關系，has＿denominator表示某比率類別與其分母所屬的會計科目類別的關系，由于財務比率的組成含有多項會計科目，這兩個箭頭沒有直接連接到任何一個會計科目類別，用以表示各類別之間多重的關系.

圖1 財務報表領域知識內(nèi)容的語義網(wǎng)絡圖Fig.1 Semantic network diagram of the domain knowledge content of financial statements

2.3 財務報表領域知識本體

資產(chǎn)負債表中所有的資產(chǎn)負債科目都是企業(yè)擁有的經(jīng)濟資源與請求權，故以經(jīng)濟資源作為資產(chǎn)負債科目的根節(jié)點.分別代表外部與內(nèi)部資金提供者的權益的負債及業(yè)主權益，說明了資產(chǎn)的來源，故資產(chǎn)與權益實為一體兩面，兩者金額必定相等，因此經(jīng)濟資源可分成資產(chǎn)與權益兩個部分，資產(chǎn)下又可分為流動資產(chǎn)、長期資產(chǎn)與其他資產(chǎn)，由此可得到如圖2所示的資產(chǎn)負債表的本體架構圖.

圖2 資產(chǎn)負債表的本體架構Fig.2 Ontology structure of the balance sheet

損益表以損益為根節(jié)點，基本上包含了收入、支出及盈余三部分，這三個部分作為損益的子節(jié)點，而收入減去支出就等于盈余，圖3所示為損益表的本體架構圖.

圖3 損益表的本體架構Fig.3 The body architecture of the profit and loss account

12項財務比率以財務比率作為根節(jié)點，根據(jù)四個方面（短期償債能力、長期償債能力、經(jīng)營能力與獲利能力）構建，圖4所示為財務比率的本體架構圖.

圖4 財務比率的本體架構Fig.4 The body architecture of the financial Ratios

2.4 在Protégé平臺上構建本體

Protégé平臺上建立的本體有三個類：經(jīng)濟資源及其請求權、損益及財務比率.為了呈現(xiàn)每一個知識概念可能有的同義名稱，每一類根據(jù)自定的Metaclass來構建，這樣便可自行創(chuàng)造符合需求的樣板，來描述領域知識概念類別.在建立類的屬性時根據(jù)資產(chǎn)與負債的特性來建立，例如有form（形體，區(qū)分某類別資金為有形或無形）、liquidity（流動性，區(qū)分某類別資金為流動或非流動）、property（屬性，區(qū)分某類別資金為金融性或營運性）等.每項財務比率為一個類，而每個比率都有兩個屬性，分別為has＿numerator（有分子）與has＿denominator（有分母）.Protégé的知識模塊提供多種的Value Type來設定Slot，其中Type：Instance將兩個有相互關聯(lián)的類聯(lián)結在一起，只要先將相關的知識概念類構建好，便可以根據(jù)該Slot的Allowed Classes面板去聯(lián)結與某項財務比率相關的會計科目，用以表示該項比率的組成.例如衡量企業(yè)經(jīng)營能力的固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率，其屬性has＿numerator聯(lián)結到損益科目營業(yè)收入，而屬性has＿denominator則會與資產(chǎn)負債科目的固定資產(chǎn)聯(lián)結，這樣便可清楚表達出固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率由營業(yè)收入除以固定資產(chǎn).

當財務比率類和會計科目的關系建好之后，還需建立評定比率數(shù)值好壞的標準，本文將各項財務比率好壞的評估標準定為五個等級：5-Excellent（極好），4-Good（好），3-Average（一般），2-Acceptable（尚可），1-Unsatisfactory（差），并以Slot建立評估標準于每個方面所屬的財務比率類中，以后系統(tǒng)將依據(jù)計算出來的財務比率數(shù)值，與評估標準值進行比對，以判別企業(yè)財務狀況的好壞，評估值的范圍定義在五個等級Slot的Facet：Minimum與Maximum內(nèi).

2.5 財務報表分析運作知識

大部分專家系統(tǒng)的問題求解方法稱為啟發(fā)式分類，主要分為三個階段：①抽象化；②啟發(fā)式比對；③進一步地分析.這種方法已普遍應用于各種不同的決策支援系統(tǒng).本文的財務報表分析專家系統(tǒng)的問題求解方法也采用這種模型來構建，例如一家企業(yè)衡量其短期償債能力的好壞，可根據(jù)流動比率來分析：當“流動比率為70%”時，可經(jīng)過第一階段抽象化成“低百分比”，此“低百分比”經(jīng)第二階段進行比對后，可得到“流動比率極低，等級為1”，再經(jīng)過進一步地分析，可得到“短期償債能力極差”.

本文根據(jù)上述四個方面建立人類專家進行財務報表分析時的策略，其策略流程圖如圖5所示，對每一方面相關的財務比率進行分析后，給定一個評估等級，最后綜合四個方面按表2的企業(yè)財務狀況評價標準來評判該企業(yè)的整體財務狀況.

圖5 財務報表分析策略流程圖Fig.5 Flowchart of financial statement analysis strategy

表2 企業(yè)財務狀況評價標準Table 2 The evaluation criteria of the financial situation of enterprises

續(xù)表2

3 領域本體與運作知識的溝通

領域本體與運作知識溝通的過程分為兩個階段：在Java應用程序之中嵌入JESS，以及應用JessTab整合Protégé與JESS.

3.1 在Java應用程序之中嵌入JESS

整個JESS推論引擎的核心為jess.Rete類，jess.Rete類的Instance也就是一個JESS推論引擎的Instance，jess.Rete為Jess Library提供了一個中心存取點.在Java程序中建立一個jess.Rete對象時，代碼如下：

import jess.＊；

…

Rete engine＝new Rete（）；

宣告一個JESS推論引擎于Java程序內(nèi)，然后就可以在Java應用程序中撰寫JESS推論規(guī)則了.控制JESS的操作時最常用的方法是executeCommand方法，executeCommand以字符串作為自變量，而字符串可以是JESS類別的各種指令.

3.2 應用JessTab整合Protégé與JESS

本階段主要是將JessTab的API引入至Java應用程序之中，利用其函數(shù)與JESS推論引擎結合、存取本體論的知識內(nèi)容，通過規(guī)則獲取自用戶輸入的財務數(shù)值，供推論規(guī)則進行運算判斷.分為四個步驟：

3.2.1 本體論的導入

Protégé-JESS的整合最主要是靠 Mapping機制的運作，將本體論知識概念類別的實例映射至JESS，成為專家系統(tǒng)事實庫中的一部分，這樣便能撰寫JESS規(guī)則去存取領域本體論的數(shù)據(jù)并根據(jù)其關聯(lián)架構進行推論.

3.2.2 外部數(shù)據(jù)的獲取

為了進行財務報表分析，專家系統(tǒng)必須先要求用戶輸入相關的財務數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)成事實庫中的事實后再作運算.從Java界面輸入的都是字符串型數(shù)據(jù)，故先經(jīng)過Java本身提供的方法轉(zhuǎn)換成與Protégé類型一致的數(shù)據(jù)類型，然后使用make-instance函數(shù)與slot-set函數(shù)產(chǎn)生Instance，同時設定Slot屬性值.3.2.3 撰寫計算財務比率的規(guī)則

當數(shù)據(jù)輸入完畢，用戶可通過用戶界面選擇欲評比的功能，這時系統(tǒng)再次使用Mapping機制，將含有財報數(shù)據(jù)的事實信息轉(zhuǎn)進JESS引擎內(nèi).以流動比率的計算為例，流動比率＝流動資產(chǎn)／流動負債，在規(guī)則的前半部（LHS）設定兩個事實的Object Template，分別代表流動資產(chǎn)（Current Assets）與流動負債（Current Liabilities）.當系統(tǒng)運作時，JESS推論引擎會從事實庫中搜尋符合條件的數(shù)據(jù)，也就是欲計算某企業(yè)的某一年的財務報表數(shù)據(jù)，獲取其流動資產(chǎn)與流動負債的金額存入變量？m1與？m2，接著規(guī)則的后半部（RHS）進行運算，將流動資產(chǎn)除以流動負債，并轉(zhuǎn)換成百分比，通過Store方法（store symbol value），把JESS計算出來的結果儲存在自定義的Symbol中.

3.2.4 撰寫評估財務狀況的規(guī)則

撰寫可以根據(jù)領域本體論中定義的評估標準值來判斷財務比率好壞的規(guī)則，將各項財務比率的評估值范圍建立在所屬的Slot中，分別設立五個Slot代表五個評估等級.將評估標準值建在本體論的好處，在于日后若因外在環(huán)境等因素導致標準范圍變動，可直接在本體論修改，而無須更改系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)則.當系統(tǒng)要判別某企業(yè)的財務比率數(shù)值所代表的等級時，通過facet-get：（facetget＜class-name＞ ＜slot-name＞ ＜facetname＞）取得Slot的Facet值，其中＜class-name＞為存取的類名稱，＜slot-name＞即該類的某個特定的Slot，支持的Facets 有：NAME，：DOCUMENTATION， ：SLOT-MAXIMUMCARDINALITY， ：SLOT-MINIMUMCARDINALITY等.

這樣針對短期償債能力、長期償債能力、經(jīng)營能力與獲利能力四個方面的12項財務比率，一一撰寫判斷規(guī)則，接著根據(jù)每個方面的財務比率，制定樣板（deftemplate），撰寫評判各個營運方面好壞的推論規(guī)則.

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

本文使用Java開發(fā)財務報表分析專家系統(tǒng)，整合Protégé平臺上的領域本體論以及應用JESS撰寫的策略規(guī)則，并設計了友好的用戶界面，系統(tǒng)架構如圖6所示.

用戶通過界面輸入相關的財務報表數(shù)據(jù)，選擇欲進行評比的功能后，JESS推論引擎根據(jù)知識庫內(nèi)的規(guī)則進行推論，通過本體論對領域知識的完整描述，系統(tǒng)不但能告知用戶企業(yè)的財務狀況，更能進一步分析出企業(yè)哪個營運方面可能有潛在的危機，并提供解釋機制提出建議與解決方案，最后將結果交由用戶界面顯示.此外，通過知識庫維護界面，財務專家或知識工程師可以更改本體論內(nèi)財務比率的評估等級范圍數(shù)值，而無需更改系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)則.系統(tǒng)界面分為：①系統(tǒng)主界面，讓用戶選取欲評比的方面，并將分析后的結果與建議顯示出來；②數(shù)據(jù)輸入界面，以報表的形式呈現(xiàn)，用戶在此輸入公司的財務數(shù)據(jù)后，便可開始使用系統(tǒng)進行評估；③知識庫維護界面，讓財務專家或知識工程師更改隨時間而變動的財務比率評估標準值.

圖6 財務報表分析專家系統(tǒng)架構Fig.6 Architecture of financial statement analysis expert system

5 系統(tǒng)評估

系統(tǒng)評估是驗證專家系統(tǒng)的一項重要工作，通過評估可測試系統(tǒng)分析出來的企業(yè)財務狀況是否與人類專家的實際評估相符.

A公司某年的財務報表如表3所示.

表3 A公司某年財務報表Table 3 Financial statements of company A in one year元

將數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)后，分析結果如下：流動比率為498 96%（等級為5），凈營運周期為-6.21天（等級為5），短期償債能力極好（等級為5）；自有資本率為85.82%（等級為5），利息保障倍數(shù)為377 479.28倍（等級為5），長期資金占固定資產(chǎn)比率為3 437.54%（等級為5），長期償債能力極好（等級為5）；總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率為0.91次（等級為4），應收賬款周轉(zhuǎn)率為10.27次（等級為4），存貨周轉(zhuǎn)率為8.87次（等級為4），固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率為36.30次（等級為5），經(jīng)營能力好（等級為4）；稅后凈利率為43.41%（等級為5），總資產(chǎn)報酬率為39.35%（等級為5），股東權益報酬率為45.85%（等級為5），獲利能力極好（等級為5），因此，最后判別企業(yè)整體財務狀況為極好，等級為5，表示A公司這一年的表現(xiàn)優(yōu)良，營運績效良好.

B公司某年的財務報表如表4所示.

表4 B公司某年財務報表Table 4 Financial statements of company B in one year元

經(jīng)系統(tǒng)診斷，流動比率為171.08%（等級為4），凈營運周期為433.46天（等級為1），短期償債能力一般（等級為3）；自有資本率為65.13%（等級為4），利息保障倍數(shù)為-23.96倍（等級為1），長期資金占固定資產(chǎn)比率為218.78%（等級為5），長期償債能力一般（等級為3）；總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率為0.06次（等級為1），應收賬款周轉(zhuǎn)率為0.91次（等級為1），存貨周轉(zhuǎn)率為1.43次（等級為1），固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率為0.14次（等級為1），經(jīng)營能力差（評比等級為1）；稅后凈利率為-10.88%（等級為1），總資產(chǎn)報酬率為-0.62%（等級為1），股東權益報酬率為-0.94%（等級為1），獲利能力差（等級為1）.因此，最后判別企業(yè)整體財務狀況為尚可，等級為2，顯示B公司近年來的發(fā)展遭遇困境，各營運構方面表現(xiàn)令人失望，其中經(jīng)營能力與獲利能力極需改善.

根據(jù)上述系統(tǒng)分析結果與財務專家討論后，判斷出來的企業(yè)財務狀況基本上和專家判定的結果相符，除了少數(shù)數(shù)據(jù)計算結果小有差異，但不影響等級的評判與建議的給定.

6 總 結

本文從知識庫設計的角度盡力克服過去專家系統(tǒng)在知識庫設計方面的限制，將專家系統(tǒng)知識庫分成領域知識及運作知識的設計，并采用本體論建模領域知識.本專家系統(tǒng)的財務報表分析結果與人類專家的實際評估大致相符，可以輔助用戶進行決策.由于設計的領域本體是根據(jù)專家系統(tǒng)的功能與用途設計的，故僅包含財務報表分析領域一部分的知識內(nèi)容，未來可將其擴展，建立一般公認會計原則、收入確認原則等準則于本體論中，以構建出較完整的領域本體論供專家系統(tǒng)使用.此外，可進一步將語意的概念加入到本體論之中，使其知識內(nèi)容能夠滿足不同專家的認知和需求.

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