基于多Agent的財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)設計

呂雪梅

(北京中醫(yī)醫(yī)院順義醫(yī)院， 北京 101300)

0 引言

現(xiàn)今世界是一個經(jīng)濟一體化，信息發(fā)展飛速的時代，企業(yè)面臨著發(fā)展機會與生存的挑戰(zhàn)。在信息技術(shù)普及應用作用下，企業(yè)與外部聯(lián)系逐漸緊密，不同形式的海量信息紛紛呈現(xiàn)在經(jīng)營者面前[1]。如何在海量信息中選擇并利用對企業(yè)發(fā)展的有益部分，已經(jīng)成為現(xiàn)今企業(yè)經(jīng)營者的主要難題。同時，企業(yè)之間的競爭也更加激烈，要想持續(xù)保持自身企業(yè)的發(fā)展力與競爭力，企業(yè)經(jīng)營者必須在清楚地認識到自身實力的前提下，對企業(yè)的日常經(jīng)營與持續(xù)發(fā)展做出正確的決策，并根據(jù)企業(yè)的實際情況對其進行不斷調(diào)整[2]。

隨著經(jīng)濟全球化進程的不斷推進，大量跨國公司拔地而起，極大地增加了公司之間的競爭情況，企業(yè)面臨的不確定性也隨之增大。客觀角度來看，每一個企業(yè)財務狀況均是由正常轉(zhuǎn)向惡化，最終導致破產(chǎn)倒閉的過程[3]。若是在財務狀況出現(xiàn)惡化初期就發(fā)出風險預警信息，企業(yè)及時采取應對措施，避開、化解或者挽救可能出現(xiàn)的財務危機現(xiàn)象，可以為企業(yè)發(fā)展提供極大的幫助[4]。

財務風險預警信息獲取的過程較為復雜，需要綜合考慮企業(yè)經(jīng)營狀況、發(fā)展狀況等海量信息，輔助決策系統(tǒng)應運而生，極大地推進了財務風險預警的研究步伐。文獻[5]提出了基于Cox回歸的中小企業(yè)財務預警模型及實證，該研究利用Cox回歸模型篩選出對中小企業(yè)財務風險有顯著影響的預警指標，并預測企業(yè)自上市起每個時刻會發(fā)生財務風險的概率，構(gòu)建中小企業(yè)財務危機預警模型。文獻[6]提出了基于模糊綜合評價法的互聯(lián)網(wǎng)保險公司財務風險預警研究，該研究從償付能力、資產(chǎn)質(zhì)量、資本結(jié)構(gòu)、經(jīng)營能力、獲利能力、收益質(zhì)量和線上營運能力7個方面計算財務風險預警指標值,運用模糊綜合評價法構(gòu)造比較判斷矩陣，計算各層指標體系權(quán)重，建立評判標準，設立評判集，構(gòu)造隸屬度矩陣，計算財務風險綜合評分值。但上述兩種研究仍存在著系統(tǒng)響應時間長、財務風險發(fā)生率高等問題。

故提出基于多Agent的財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)設計研究，為企業(yè)財務管理與持續(xù)發(fā)展提供有效支撐。

1 財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)硬件設計

硬件是設計系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提與基礎(chǔ)。設計系統(tǒng)硬件主要為計算機子系統(tǒng)，關(guān)鍵硬件單元為處理器單元、硬盤單元與光學閱讀器單元，具體選型過程如下。

1.1 處理器單元

依據(jù)設計系統(tǒng)需求，選英特爾靈動N280作為計算機子系統(tǒng)的處理器，采用英特爾GL40芯片組，最多支持4GB閃存，能夠為應用與驅(qū)動程序提供存儲空間(1GB/2GB)。同時處理器內(nèi)部包含一個可用空置插槽，適用于雙通道，支持1-8GB空間，并帶有PCI插槽的可選擴展模塊，能夠安裝多種設備。處理器性能參數(shù)如表1所示。

表1 處理器性能參數(shù)表

1.2 硬盤單元

選取企業(yè)級SAS與歸檔級SATA磁盤作為計算機子系統(tǒng)的硬盤。這些技術(shù)中，企業(yè)級SAS硬盤實質(zhì)上是最新的SCSI技術(shù)，利用串行技術(shù)來加快數(shù)據(jù)傳輸速度，并對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的優(yōu)化作用[7]。企業(yè)級SAS硬盤性能參數(shù)如表2所示。

表2 企業(yè)級SAS硬盤性能參數(shù)表

歸檔級SATA硬盤也被稱為串口硬盤，也是未來PC機硬盤的主要發(fā)展趨勢。歸檔級SATA硬盤具備優(yōu)質(zhì)的糾錯能力，通過嵌入式時鐘信號提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃訹8]。現(xiàn)有歸檔級SATA硬盤種類如表3所示。

表3 歸檔級SATA硬盤種類表

1.3 光學閱讀器單元

光學閱讀器是計算機子系統(tǒng)中的一種掃描器裝置，能夠?qū)⒓堎|(zhì)資料轉(zhuǎn)換為計算機能夠處理與顯示的數(shù)位信息。光學閱讀器的應用可以降低財務人員的工作量，加快財務信息的錄入和輔助決策信息處理的效率，為企業(yè)經(jīng)營者制定正確的財務風險應對措施，提供實時、準確的數(shù)據(jù)支持。由于篇幅的限制，此研究概不對光學閱讀器結(jié)構(gòu)等信息進行詳細的贅述。

上述過程完成了設計系統(tǒng)硬件單元的選型與設計，但是依然無法實現(xiàn)財務風險預警信息的輔助決策，故以設計好的硬件單元為基礎(chǔ)，設計系統(tǒng)軟件模塊。

2 財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)軟件設計

設計系統(tǒng)軟件模塊主要包含數(shù)據(jù)庫模塊、功能Agent設計模塊和多Agent協(xié)作模塊，具體設計過程如下。

2.1 數(shù)據(jù)庫模塊

數(shù)據(jù)庫是設計系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，也是設計系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的一部分。數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)倉庫、模型庫與知識庫3部分構(gòu)成。其中，數(shù)據(jù)倉庫中存儲的是財務預測計劃、決策、控制等相關(guān)原始信息。數(shù)據(jù)倉庫中原始信息均是從會計核算系統(tǒng)中提取的，包括成本、資金、銷售與利潤等。為了方便設計系統(tǒng)的應用，數(shù)據(jù)倉庫將原始數(shù)據(jù)信息進行了層次管理，具體如圖1所示。

圖1 原始數(shù)據(jù)信息層次管理框架圖

如圖1所示，歷史數(shù)據(jù)層主要為時間序列數(shù)據(jù)，常規(guī)情況下，存儲5-10年的企業(yè)財務數(shù)據(jù)；當前數(shù)據(jù)層存儲最新的企業(yè)財務數(shù)據(jù)，在一定時間后，設計系統(tǒng)會將該層數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)移至歷史數(shù)據(jù)層；歸納總結(jié)數(shù)據(jù)層是對歷史數(shù)據(jù)與當前數(shù)據(jù)進行歸納與總結(jié)，得到的財務風險預警信息輔助決策需要的綜合數(shù)據(jù)；分析決策數(shù)據(jù)層指的是高度綜合數(shù)據(jù)，能夠直觀地顯示企業(yè)的經(jīng)營狀況，幫助企業(yè)經(jīng)營者做出科學的、合理的決策。

模型庫是財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)的核心部分之一，集合了全部的財務風險預警模型，存儲了全部財務風險決策、分析的模型描述信息。模型庫主要以模型字典形式展示，具體如表4所示。

表4 模型字典表

知識庫是一個支持知識生成、存儲、維護與調(diào)用的軟件系統(tǒng)，具備搜索策略、推理機制、存取管理、完整性與一致性檢驗等功能。

2.2 功能Agent設計模塊

功能Agent設計模塊主要包含兩部分，分別為界面Agent與信息源Agent設計。

界面Agent承擔著人機交互任務，貫穿于整個財務風險預警信息輔助決策過程中。界面Agent結(jié)構(gòu),如圖2所示。

圖2 界面Agent結(jié)構(gòu)圖

信息源Agent是財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)與網(wǎng)絡連接的橋梁。通過信息源Agent，設計系統(tǒng)能夠得到網(wǎng)絡上財務相關(guān)信息，并能夠?qū)ζ溥M行下載、存儲等操作，能夠增強財務風險預警信息的精準性。信息源Agent結(jié)構(gòu),如圖3所示。

圖3 信息源Agent結(jié)構(gòu)圖

2.3 多Agent協(xié)作模塊

設計系統(tǒng)是由一組相互獨立，并相互協(xié)作的Agent構(gòu)成。Agent是設計系統(tǒng)的構(gòu)成單元，也是獨立運行的實體。在設計系統(tǒng)中，多Agent通過相互協(xié)作來實現(xiàn)財務風險預警任務。每一個Agent依據(jù)自身與其他Agent的信息來調(diào)整自身的行為，避免沖突的發(fā)生。

多Agent之間的通信方式包含點對點直接通信、廣播式、聯(lián)邦式與黑板式，依據(jù)設計系統(tǒng)需求，選取直接通信方式，其具備著可靠性高、定向、高速等優(yōu)勢。多Agent通信語言與協(xié)議為KQML，其規(guī)范地保留通信原語與保留參數(shù)，具體如表5所示。

表5 KQML規(guī)范表

多Agent協(xié)作機制應用的是使用較為廣泛的合同網(wǎng)模型。在合同網(wǎng)模型中，全部Agent被劃分為兩種角色，分別為管理者與工作者，其工作流程如圖4所示。

圖4 合同網(wǎng)模型工作流程圖

多Agent協(xié)作機制中，主要通過信任度、友好度與積極度等參數(shù)來顯示多Agent的協(xié)作質(zhì)量。其中，信任度指的是Agenti對Agentj完成t類任務能力的評價，記為Trust(i,j,t)，初始值設置為0.5。

當Agentj完成t類任務時，Agenti對其的信任度會上調(diào)ΔCaward，表達式為式(1)。

if

evaluate(i,j,t)>Vh

then

Trust(i,j,t)=Trust(i,j,t)+ΔCaward

(1)

當Agentj未完成t類任務時，Agenti對其的信任度會下調(diào)ΔCpenalty，表達式為式(2)。

(2) KQML保留參數(shù)

if

evaluate(i,j,t)>Vl

then

Trust(i,j,t)=Trust(i,j,t)+ΔCpenalty

(2)

友好度指的是Agentj成功完成任務次數(shù)與Agenti委托任務總次數(shù)的比例，計算式為式(3)。

(3)

積極度指的是針對Agenti發(fā)出的任務，Agentj投標次數(shù)與全部Agent投標次數(shù)的比例，計算式為式(4)。

(4)

設計系統(tǒng)管理者根據(jù)各個工作Agent的投標以及任務完成情況，對其參數(shù)進行實時修改，以此來保障設計系統(tǒng)高效率的完成。

本文通過上述硬件單元與軟件模塊的設計，實現(xiàn)了財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)的運行，為我國企業(yè)發(fā)展與財務風險預警研究提供一定的幫助。

3 實驗與結(jié)果分析

為了驗證設計系統(tǒng)是否改善了現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題，采用MATLAB平臺設計仿真實驗，具體實驗分析過程如下。

3.1 實驗準備階段

為了保障實驗的順利進行，對Agent基本結(jié)構(gòu)進行合理、科學的設置。Agent實質(zhì)上采用傳感器與字符串編碼來感知并作用于外界環(huán)境。常規(guī)情況下，大多數(shù)Agent不僅僅承擔著與環(huán)境的交互任務，也需要對接收到的信息進行解釋與處理，以此來實現(xiàn)自身的任務。

Agent基本結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 Agent基本結(jié)構(gòu)圖

如圖5所示，Agent基本結(jié)構(gòu)為用戶界面、通信接口、感知模塊、推理模塊、計劃模塊、執(zhí)行模塊和知識庫，分別承擔著不同的任務。其中，用戶界面是人機交互的主要橋梁；通信接口承擔著Agent之間及Agent與環(huán)境的通信任務；感知模塊承擔著分類輸入信息任務；推理模塊與決策模塊依據(jù)輸入的信息進行推理與決策；計劃模塊與執(zhí)行模塊，顧名思義即是制定計劃并對其進行執(zhí)行；知識庫，存儲相應數(shù)據(jù)，并為財務風險預警信息輔助決策與計劃制定提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2 實驗結(jié)果分析

依據(jù)上述實驗準備結(jié)果，進行財務風險預警信息輔助決策仿真實驗，通過系統(tǒng)響應時間與財務風險發(fā)生率來反映系統(tǒng)的性能指標，具體實驗結(jié)果分析過程如下。

3.2.1 系統(tǒng)響應時間分析

設計10種財務風險情況，分別記為編號1-編號10，應用現(xiàn)有系統(tǒng)與設計系統(tǒng)對其風險進行預警，記錄系統(tǒng)發(fā)出財務風險預警信息的時間，即為系統(tǒng)響應時間。

通過實驗獲得系統(tǒng)響應時間數(shù)據(jù),如表6所示。

如表6數(shù)據(jù)顯示，在不同財務風險情況下，本文設計系統(tǒng)響應時間均低于現(xiàn)有系統(tǒng)，并且穩(wěn)定性較好。

表6 系統(tǒng)響應時間數(shù)據(jù)表

3.2.2 財務風險發(fā)生率分析

對某一企業(yè)實施多種不同財務風險情況，應用現(xiàn)有系統(tǒng)與設計系統(tǒng)，觀察企業(yè)發(fā)生財務風險的概率，即為財務風險發(fā)生率。

通過實驗獲得財務風險發(fā)生率數(shù)據(jù),如表7所示。

如表7數(shù)據(jù)顯示，與現(xiàn)有系統(tǒng)(35.12%-46.58%)相比較，本文設計系統(tǒng)(8.25%-10.20%)財務風險發(fā)生率更低。

表7 財務風險發(fā)生率數(shù)據(jù)表

上述實驗結(jié)果顯示,應用設計系統(tǒng)后，可以有效地縮短系統(tǒng)響應時間，降低財務風險發(fā)生率，充分證實了設計系統(tǒng)的有效性。

4 總結(jié)

此研究應用多Agent設計了一個新的財務風險預警信息輔助決策系統(tǒng)，極大地縮短了系統(tǒng)響應時間，降低了財務風險發(fā)生率，能夠為企業(yè)持續(xù)發(fā)展提供有效的幫助，同時也為財務風險預警研究提供一定的理論參考。