XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告的語義形式化研究

　　【摘要】 XBRL在財(cái)務(wù)信息的準(zhǔn)備、分析和交流方面帶來了極大便利，成為會(huì)計(jì)師、投資者和監(jiān)管者的有力工具。由于缺少形式語義，對(duì)XBRL格式數(shù)據(jù)的推理存在許多限制。文章首先討論利用XBRL技術(shù)進(jìn)行財(cái)務(wù)信息搜索、集成和深入分析的需求，以及現(xiàn)有XBRL的不足。從技術(shù)角度分析XBRL與語義網(wǎng)技術(shù)融合的方法，綜述近年來在增強(qiáng)XBRL語義方面的研究進(jìn)展，提出了基于本體的XBRL元數(shù)據(jù)分析和研究框架。
　　【關(guān)鍵詞】 XBRL；元數(shù)據(jù)；語義網(wǎng)；本體
　　
　　一、引言
　　
　　作為應(yīng)用于財(cái)務(wù)信息領(lǐng)域的最新技術(shù)，XBRL（eXtensible Business Reporting Language）處理非結(jié)構(gòu)化信息，利用標(biāo)記元數(shù)據(jù)來識(shí)別和描述財(cái)務(wù)報(bào)告中的財(cái)務(wù)信息項(xiàng)。通過這些標(biāo)記和分類標(biāo)準(zhǔn)，使計(jì)算機(jī)能夠“讀懂”財(cái)務(wù)報(bào)告，并利用內(nèi)置驗(yàn)證機(jī)制“分析”財(cái)務(wù)信息。近年來，國內(nèi)外各大證券交易所紛紛要求上市公司提供XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告，已積累了相當(dāng)數(shù)量的XBRL數(shù)據(jù)，同時(shí)也暴露出XBRL缺少形式語義的缺陷，并開始制約XBRL數(shù)據(jù)的質(zhì)量和對(duì)財(cái)務(wù)信息的集成、分析利用。
　　XBRL主要有三個(gè)組成部分：XBRL技術(shù)規(guī)范（Specification）是XBRL的技術(shù)總綱，定義XBRL的各種專業(yè)術(shù)語，用于規(guī)范XBRL文檔的結(jié)構(gòu)，說明如何建立分類標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)例文檔；XBRL分類標(biāo)準(zhǔn)（Taxonomy）是不同國家、行業(yè)或團(tuán)體根據(jù)XBRL規(guī)范和自身的會(huì)計(jì)行業(yè)準(zhǔn)則以及條件定義的適用于本地區(qū)本行業(yè)的詞匯表，是一個(gè)術(shù)語字典，由XBRL Schema和鏈接庫兩部分組成，分別定義概念和描述概念之間的關(guān)系及相關(guān)文檔，鏈接庫包括定義、計(jì)算、展示、標(biāo)簽和引用五種文件；XBRL實(shí)例文檔（Instance）是企業(yè)根據(jù)XBRL技術(shù)規(guī)范和分類標(biāo)準(zhǔn)做出的XBRL格式財(cái)務(wù)報(bào)告，是基于一個(gè)或多個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)所定義的概念的XBRL事實(shí)值的集合。另外，為了增強(qiáng)對(duì)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的背景描述和計(jì)算能力，同時(shí)也考慮到XBRL技術(shù)規(guī)范的穩(wěn)定性，XBRL技術(shù)規(guī)范還有兩個(gè)外加可選模塊，即Dimensions和Formulas。Dimensions規(guī)范描述財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的多維信息，提供表達(dá)XBRL背景之間關(guān)系的能力；Formulas規(guī)范表述會(huì)計(jì)的業(yè)務(wù)規(guī)則，彌補(bǔ)計(jì)算鏈接庫的不足，提供跨背景的計(jì)算關(guān)系。
　　語義網(wǎng)（Semantic Web）通過增加網(wǎng)絡(luò)信息的形式語義支持，對(duì)現(xiàn)有Web網(wǎng)進(jìn)行變革和延伸，目標(biāo)是幫助計(jì)算機(jī)在一定程度上理解數(shù)據(jù)的含義，實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)信息搜索和智能協(xié)同。學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到語義網(wǎng)能夠有效促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和外部業(yè)務(wù)流程的集成和互操作，從而推動(dòng)建立共享文檔和數(shù)據(jù)的全球基礎(chǔ)設(shè)施，使信息搜索和重用更加容易。
　　語義形式化是指將數(shù)據(jù)中的含義按某種數(shù)學(xué)規(guī)則用符號(hào)方式精確表示出來，以適合于計(jì)算機(jī)的理解和推理。筆者首先討論利用XBRL技術(shù)進(jìn)行財(cái)務(wù)信息搜索、集成和深入分析的需求，以及現(xiàn)有XBRL的不足，然后從技術(shù)角度分析XBRL與語義網(wǎng)技術(shù)融合的方法，綜述近年來在增強(qiáng)XBRL語義方面的研究進(jìn)展，最后，提出基于本體的XBRL財(cái)務(wù)信息分析和研究框架。
　　
　　二、XBRL財(cái)務(wù)信息的集成和分析需求
　　
　　計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正改變著社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的方方面面。在會(huì)計(jì)領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)顛覆了傳統(tǒng)公司報(bào)告的生產(chǎn)、披露與傳播方式，使得信息供求雙方獲取及傳播信息的可用方法和途徑發(fā)生了空前變化。美國證交會(huì)（SEC）早已要求上市公司從2005年開始自愿呈報(bào)XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告，并強(qiáng)制要求美國國內(nèi)外大型、按美國GAAP編制財(cái)務(wù)報(bào)表的公司，且全球公開發(fā)行普通股權(quán)益達(dá)50億美元以上的公司從2009年開始提交XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告；從2005年開始，中國滬深兩市的所有上市公司也開始采用XBRL對(duì)定期財(cái)務(wù)報(bào)告進(jìn)行全文披露；SEC還要求美國基金公司從2011年開始必須提交XBRL格式的風(fēng)險(xiǎn)/回報(bào)摘要；日本、西班牙的央行都要求其監(jiān)管的銀行定期提交XBRL格式的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。因而，隨著XBRL的推廣應(yīng)用，需要處理大量的XBRL數(shù)據(jù)。
　　可以將XBRL數(shù)據(jù)處理需求分為兩類：
　　（一）數(shù)據(jù)收集和報(bào)告
　　公司和其他財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)生產(chǎn)者能夠自動(dòng)采集、匯總數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成XBRL格式。利用XBRL數(shù)據(jù)可以容易地生成多種形式的報(bào)告，分別適用于內(nèi)部管理、財(cái)務(wù)報(bào)表、稅務(wù)文件和信用報(bào)告。要求能進(jìn)行自動(dòng)處理、錯(cuò)誤檢驗(yàn)和一致性驗(yàn)證。
　　（二）數(shù)據(jù)使用和分析
　　收到XBRL格式數(shù)據(jù)的用戶能夠進(jìn)行自動(dòng)化處理，節(jié)約數(shù)據(jù)核對(duì)和重復(fù)錄入的時(shí)間。軟件能夠立即驗(yàn)證數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并立即報(bào)告數(shù)據(jù)缺失，也可以幫助進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、選擇和重用數(shù)據(jù)處理。特別是滿足投資分析的信息需求，簡化數(shù)據(jù)的選擇和比較，深入進(jìn)行公司經(jīng)營分析。可以降低貸款成本，加快放款速度。監(jiān)管和政府部門能夠有效地整合、驗(yàn)證和評(píng)估相關(guān)的財(cái)務(wù)信息。
　　作為XML的一種應(yīng)用，XBRL的目標(biāo)是為有關(guān)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)增加語義，特別是采用XLink實(shí)現(xiàn)的多種鏈接庫能定義多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的、形式的計(jì)算關(guān)系。但是，總體來看，目前XBRL仍然只是解決信息的語法表達(dá)問題，尚不能實(shí)現(xiàn)大多數(shù)形式語義表達(dá)。如標(biāo)簽和引用文檔、包含關(guān)系都缺少形式語義，常常導(dǎo)致XBRL實(shí)例文檔中出現(xiàn)大段的文本塊，僅供人工閱讀，無法支持用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)分析、推理工作，從而難以滿足上述需求。
　　XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告分類標(biāo)準(zhǔn)采用自然語言定義標(biāo)記元數(shù)據(jù)，可能降低財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)質(zhì)量。劉勤（2006）針對(duì)XBRL的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)， 從標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、管理、實(shí)施等多個(gè)角度進(jìn)行剖析，通過質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)目前XBRL在分類標(biāo)準(zhǔn)、多個(gè)分類的差異、處理成本等方面都存在一系列問題，其實(shí)質(zhì)是標(biāo)記元數(shù)據(jù)的不一致性。Debreceny等（2005）的研究也指出，應(yīng)從技術(shù)性、可用性、完整性、可及性、一致性等方面來驗(yàn)證分類標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)的充分性。
　　Berners-Lee繼發(fā)明Web之后，于1998年提出了將Web延伸為語義網(wǎng)的思想。此后引起學(xué)術(shù)界對(duì)語義網(wǎng)的研究熱潮，控制Web標(biāo)準(zhǔn)的W3C組織也相繼發(fā)布了多種相關(guān)的規(guī)范和技術(shù)，如RDF、OWL、SPARQL等。多年以來XBRL和語義網(wǎng)在各自領(lǐng)域發(fā)展迅速，互不相交。近年來，XBRL的發(fā)展引起W3C組織的關(guān)注，2008年Raggett開始作為W3C Fellow加入到XBRL國際組織的標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，國外學(xué)術(shù)界對(duì)將語義網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于XBRL的研究正逐漸形成熱點(diǎn)。
　　
　　三、XBRL數(shù)據(jù)的語義形式化方法
　　
　　從語義網(wǎng)的基本技術(shù)來看，目前主要關(guān)注資源描述框架（RDF）和本體的應(yīng)用。通常認(rèn)為本體是共享概念模型明確的形式化規(guī)范說明。作為智能知識(shí)處理的核心技術(shù)，本體提供了共享特定領(lǐng)域信息內(nèi)容的框架，使多Agent能夠共享對(duì)交互信息的語義理解，并在數(shù)據(jù)挖掘、信息檢索、知識(shí)獲取、知識(shí)管理、信息集成等領(lǐng)域中獲得大量應(yīng)用。XBRL數(shù)據(jù)的語義形式化實(shí)質(zhì)上是對(duì)XBRL標(biāo)記元數(shù)據(jù)的語義形式化。
　　（一）直接基于本體增加形式語義
　　較早的研究主要探索對(duì)基金、上市公司的XBRL格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RDF/OWL本體，主要涉及兩種語言間不同表示構(gòu)件的映射關(guān)系、不一致性的處理，僅限于較小數(shù)據(jù)量。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建立過程中也發(fā)現(xiàn)需要增加XBRL的形式語義，并擴(kuò)充OWL的計(jì)算能力。這種方法的主要關(guān)鍵是建立一個(gè)明確的信息模型，即OWL本體。
　　為了增強(qiáng)XBRL的形式語義支持，大量研究涉及開發(fā)基于本體的XBRL數(shù)據(jù)管理方法和架構(gòu)。Declerck等（2006）研究將XBRL分類標(biāo)準(zhǔn)直接轉(zhuǎn)換成描述邏輯的方法，最終用Protégé工具獲得一種“本體化”的XBRL分類標(biāo)準(zhǔn)。Li等（2009）通過在XBRL規(guī)范之上附加增強(qiáng)本體的方法，也采用Protégé和Jena工具建立了財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的分析環(huán)境，但這些應(yīng)用基本上還是基于傳統(tǒng)方式的有限擴(kuò)展，未采用SPARQL支持推理查詢。
　　
　　（二）對(duì)多本體之間的異構(gòu)語義的不一致處理
　　在一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，跨企業(yè)、跨行業(yè)的XBRL分類標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)例文檔和內(nèi)部數(shù)據(jù)實(shí)際上都存在語義上的異構(gòu)，因此如何實(shí)現(xiàn)多種分類標(biāo)準(zhǔn)的語義融合，容忍不一致性是實(shí)現(xiàn)XBRL財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)互操作集成和分析的基本前提。Zhu等（2007）提出利用模式匹配和情境中介技術(shù)解決XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告分類標(biāo)準(zhǔn)和報(bào)告實(shí)例中的語義歧義；Núnez等（2008）提出在一種協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，建立上層的抽象OWL本體，以期達(dá)到對(duì)多種跨分類標(biāo)準(zhǔn)的XBRL財(cái)務(wù)報(bào)告的比較和交換的目標(biāo)。
　　XBRL財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的本體表示的核心動(dòng)機(jī)是增強(qiáng)企業(yè)分析應(yīng)用的潛力。這種企業(yè)分析應(yīng)用是構(gòu)建在多種結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化集成數(shù)據(jù)而形成的財(cái)務(wù)報(bào)告數(shù)據(jù)之上的。如果將這種應(yīng)用與推理引擎相結(jié)合，就能夠顯著增強(qiáng)合規(guī)管理。為了定義一個(gè)合適的XBRL的本體表示，Spies（2010）深入分析了XBRL元數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的原理，討論了相應(yīng)的細(xì)分系統(tǒng)，提出了采用OWL語言為公認(rèn)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則XBRL分類標(biāo)準(zhǔn)建立本體的方法，且與OMG的本體元模型（ODM）兼容。
　　（三）基于語義的XBRL與商務(wù)智能應(yīng)用的融合
　　隨著證券市場(chǎng)上越來越多的欺詐交易，監(jiān)管部門、投資者和公眾普遍關(guān)注及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)可疑交易，避免造成嚴(yán)重?fù)p失。這類應(yīng)用需要結(jié)合XBRL數(shù)據(jù)與商務(wù)智能技術(shù)。為了能有效融合這兩種技術(shù)，XBRL數(shù)據(jù)必須進(jìn)行語義解釋或擴(kuò)充。Hou等（2006）試圖利用本體驅(qū)動(dòng)的方法建立一個(gè)高效管理證券數(shù)據(jù)并準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)可疑非法交易的系統(tǒng)。首先基于大量的案例和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立一個(gè)反映實(shí)體特征及其關(guān)系的證券領(lǐng)域本體模型，然后將各種系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)按XBRL格式導(dǎo)入本體庫成為本體實(shí)例，從而形成可進(jìn)一步推理的各種關(guān)系基礎(chǔ)，最后，用戶通過發(fā)出語義SPARQL查詢找出可疑交易。通過精確語義定位的分析過程，提供了查詢?nèi)蝿?wù)的準(zhǔn)確性和效率。
　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及推廣，可以從網(wǎng)上及時(shí)獲取大量企業(yè)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，特別是XBRL的運(yùn)用大大推進(jìn)了企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)的集成效率，但海量數(shù)據(jù)必須進(jìn)行提煉和濃縮才能被有效利用，達(dá)到持續(xù)報(bào)告的目標(biāo)。Mendez-Nunez等（2010）利用語義網(wǎng)和感知計(jì)算理論，提出了從財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)歸納生成簡短報(bào)告的框架和方法。這種簡短報(bào)告由幾個(gè)自然語言句子構(gòu)成，可以幫助定義產(chǎn)生本體。
　　歐盟著名的MUSING項(xiàng)目提出建立XBRL本體用于元數(shù)據(jù)的形式化表達(dá)，從而支持新一代商務(wù)智能分析系統(tǒng)。以XBRL作為主要支撐，新型應(yīng)用程序通過集成語義技術(shù)將知識(shí)管理、先進(jìn)的預(yù)測(cè)分析和智能的第三方數(shù)據(jù)訪問結(jié)合起來。用于集成這些知識(shí)和項(xiàng)目結(jié)果的基礎(chǔ)性骨干在本體中被形式化，而本體自身作為模式為MUSING知識(shí)基礎(chǔ)庫服務(wù)。MUSING的合作伙伴德國人工智能研究中心開發(fā)了一個(gè)類似于XBRL本體的方法，并將其在PDF2XBRL的翻譯過程中用作骨干模式。這個(gè)方法通過使用自然語言處理將資產(chǎn)負(fù)債表的信息歸類到XBRL分類標(biāo)準(zhǔn)，把數(shù)據(jù)翻譯成機(jī)器可讀可處理的、可重用的信息。另一方面，在MUSING里所有的知識(shí)都被概念化到本體中。
　　
　　四、XBRL元數(shù)據(jù)分析和研究框架
　　
　　從以上討論可看到，為了提高XBRL數(shù)據(jù)質(zhì)量，滿足深入分析的需求，關(guān)鍵是解決XBRL標(biāo)記元數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題，特別是通過元數(shù)據(jù)的語義形式化能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)推理、變換和分析。XBRL規(guī)范的推廣使用，形成XBRL標(biāo)記元數(shù)據(jù)的分布式使用環(huán)境。根據(jù)以上的XBRL數(shù)據(jù)處理需求和現(xiàn)有的研究情況來看，學(xué)術(shù)界至少面臨以下挑戰(zhàn)：
　　·現(xiàn)有OWL的功能擴(kuò)展，需要擴(kuò)展描述邏輯理論
　　·對(duì)多個(gè)本體之間的語義歧義的處理
　　·尋找高效的自動(dòng)推理方法
　　為了解決這些問題，需要進(jìn)行以下研究：
　　一是面向情境的XBRL元數(shù)據(jù)形式化語義表達(dá)與推理
　　作為分布式元數(shù)據(jù)一致性的研究基礎(chǔ)，首先從本地應(yīng)用情境出發(fā)，研究情境信息建模方法，探索描述邏輯在行為及財(cái)務(wù)領(lǐng)域的擴(kuò)展，然后試圖提出基于動(dòng)態(tài)描述邏輯的一般元數(shù)據(jù)形式化描述，關(guān)注局部的具體知識(shí)，并構(gòu)造對(duì)應(yīng)的推理方法。
　　二是分布式元數(shù)據(jù)形式化語義表達(dá)與推理
　　以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為背景，研究分布式XBRL中的元數(shù)據(jù)語義精確表達(dá)與推理。首先根據(jù)分布式XBRL的元數(shù)據(jù)特點(diǎn)和需求，研究描述異構(gòu)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)知識(shí)的統(tǒng)一形式化邏輯組成框架，然后擴(kuò)充描述邏輯，按容納不一致的思路，研究基于分布式描述邏輯的標(biāo)記元數(shù)據(jù)形式化表達(dá)，構(gòu)造適合分布特點(diǎn)的全局推理方法。
　　三是本體管理中對(duì)不一致知識(shí)的處理機(jī)制
　　在精確表達(dá)XBRL標(biāo)記元數(shù)據(jù)語義的基礎(chǔ)上，采用本體元建模理論，引入知識(shí)分區(qū)的多個(gè)本體空間思想，研究在元數(shù)據(jù)本體的注冊(cè)、演化和映射的管理過程中對(duì)不一致知識(shí)的處理機(jī)制。
　　四是XBRL元數(shù)據(jù)的一致性自動(dòng)檢測(cè)和消解方法
　　XBRL的語義形式化為一致性自動(dòng)檢測(cè)和消解方法提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。綜合以上對(duì)本地和網(wǎng)絡(luò)信息的探索，區(qū)分多種認(rèn)知歧義和沖突矛盾類型，研究分布式元數(shù)據(jù)一致性的自動(dòng)檢測(cè)算法和輔助消解方法。
　　這些研究將有助于進(jìn)一步完善描述邏輯理論，構(gòu)造有效的XBRL一致性邏輯檢測(cè)方法，加速語義網(wǎng)技術(shù)的實(shí)用化。
　　
　　五、結(jié)論
　　
　　在財(cái)務(wù)信息領(lǐng)域存在大量復(fù)雜、有價(jià)值、動(dòng)態(tài)的信息，各種用戶需要通過一種通用的信息模型最大限度地分析和利用信息。經(jīng)過多年的努力，XBRL成為各方公認(rèn)的這種信息模型，從而為信息共享提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但XBRL缺少形式語義的不足，也形成進(jìn)一步深入分析數(shù)據(jù)的主要障礙。現(xiàn)有的語義增強(qiáng)方法主要集中于利用本體技術(shù)規(guī)定靜態(tài)的精確概念及其關(guān)系，進(jìn)一步的研究應(yīng)主要致力于解決分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的XBRL元數(shù)據(jù)形式語義表達(dá)和推理方法，解決多種本體間的不一致問題，并提供高效的推理機(jī)制。
　　
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