（会计学专业论文）基于案例推理和平衡计分法的财务预警系统构建研究.pdf

哈尔滨理工人学管理学硕 j 学位论文 基于案例推理和平衡计分法的财务预警系统构建研究 摘要 现在环境中存在着越来越多的不确定因素。企业经营过程中会面临着各种各 样的危机。现今企业面临着越来越多的不确定因素，需要针对最新的情况从企业 各个方面作出统一的调整。如果企业还用传统的经营模式在年终作出统一的安 排，往往会造成很多不必要的损失。可以说现代的企业应该对环境保持着高度的 敏感性，做好应对危机的准备。 建立一个有效的财务预警系统对加强企业的风险管理具有重要的意义。目前 对财务预警的研究中很少从一个企业的角度出发来，同时缺少控制风险的方案建 议。 本文采用案例推理技术和平衡计分法的研究方法构建一个完整的包括预警和 排警的财务预警系统。平衡计分法能够把财务指标与非财务指标结合起来，衡量 企业是否按照预先制定好的战略前进。非财务指标是财务指标一个很好的补充， 能提高财务预警的精度，为决策人作出决策提供更多的信息。案例推理技术能从 过去的财务案例中汲取知识，不用利用逻辑推理就可以得出结论。它能方便的利 用原来的财务案例得出的结论来为决策提供有益的信息。案例推理技术可以利用 现有的软件来方便的实现操作，为企业现实应用提供了一个很好的平台。这样本 文建立的财务预警系统就能为管理者提供一个有效的管理工具来加强对风险的识 别和控制的能力。 在文章的最后通过实证研究，我们可以看到这是一个可行财务预警系统的方 法。它可以加强企业的风险控制的能力。 关键词财务预警；案例推理技术；平衡计分法 哈尔滨理丁大学管理学硕i j 学位论文 a b s t r a c t n o w a d a y st h e r ea r em o r ea n dm o r eu n c e r t a i n t i e si nt h ee n v i r o n m e n t t h e r e e x i s tv a r i o u sc r i s e si ne n t e r p r i s em a n a g e m e n t t h e r e f o r ee n t e r p r i s ea saw h o l eh a st o m a k ea d j u s t m e n ti ne v e r ya s p e c tt ot h el a t e s ts i t u a t i o n i fe n t e r p r i s e sa r es t i l ln m n i n g i nat r a d i t i o n a lm o d e lw h i c hm a k e su n i f i e da r r a n g e m e n t sa tt h ee n do fay e a r , i t p r o b a b l yc a u s e sal o to fu n n e c e s s a r yl o s s e s m o d e me n t e r p r i s e ss h o u l dm a i n t a i na m 曲d e g r e eo fe n v i r o n m e n t a ls e n s i t i v i t y , a n da l w a y sp r e p a r et or e s p o n dt oc r i s e s i th a s g r e a tm e a n i n g t oc r e a t ea l le f f e c t i v ef i n a n c i a le a r l y w a r n i n gs y s t e mw h i c h c a ne n h a n c et h ee n t e r p r i s e sc a p a b i l i t yo fr i s km a n a g e m e n t a tp r e s e n t ，t h em a j o r i t y o fr e s e a r c ho ff i n a n c i a le a r l y - w a r n i n gs y s t e mi ss e l d o mf r o mt h ep e r s p e c t i v eo fo n e c o m p a n y , a n dt h e r ei sal a c ko fr i s kc o n t r 0 1s u g g e s t i o n w i t l lc a s e b a s e dr e a s o n i n ga n db a l a n c e ds c o r e b o a r d t h i sd i s s e r t a t i o nc r e a t e sa c o m p l e t ef i n a n c i a le a r l y - w a r n i n gs y s t e mw h i c hi n c l u d e se a r l y w a r n i n ga n ds o l u t i o n b a l a n c e ds c o r e c a r dc a nc o m b i n et h ef i n a n c i a li n d e x e sw i t ht h en o n f m a n c i a li n d e x e s a n dm e a s u r ew h e t h e re n t e r p r i s ei s r u n n i n g i na c c o r d a n c ew i t hp r e e s t a b l i s h e d s t r a t e g y n o n f i n a n c i a li n d e x e sw h i c ha r eg o o dc o m p l e m e n tt of i n a n c i a li n d e x e sc a n e n h a n c et h ep r e c i s i o no ff i n a n c i a le a r l y w a r n i n g c a s e - b a s e dr e a s o n i n gc a nl e a r n f r o mt h ep a s tf i n a n c i a lc a s e s ，a n dd on o th a v et ou s el o g i c a lr e a s o n i n gt or e a c h c o n c l u s i o n i tc a ne a s i l yu s et h eo r i g i n a lf i n a n c i a lc a s e st o p r o v i d eb e n e f i c i a l i n f o r m a t i o nf o rd e c i s i o n m a k i n g c a s e - b a s e dr e a s o n i n gc a nu s ee x i s t i n gs o f h a r et o f a c i l i t a t et h er e a l i z a t i o no fo p e r a t i o n ，a n d p r o v i d eag o o dp l a t f o r mf o rp r a c t i c a l a p p l i c a t i o n n l ef i n a n c i a le a r l y - w a r n i n gs y s t e mc r e a t e db yt h i sd i s s e r t a t i o nc a l l p r o v i d eav a l u a b l em a n a g e m e n tt o o lf o rm a n a g e r st oe n h a n c et h ec a p a b i l i t yo fr i s k r e c o g n i t i o na n dc o n t r 0 1 t h r o u g hd e m o n s t r a t i o ns t u d ya tt h ee n do ft h i sd i s s e r t a t i o n w ec a ns e et h i si sa p r a c t i c a lw a yt oc r e a t eaf i n a n c i a le a r l y w a r n i n gs y s t e mw h i c hc a ne n h a n c et h e u 哈尔滨理t 人学管理学硕l 学位论文 c a p a b i l i t yo fr i s kc o n t r 0 1 k e y w o r d sf i n a n c i a le a r l y w a r n i n g ，c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，b a l a n c e ds c o r eb o a r d i i i 哈尔滨理t 大学管理学硕 ! 学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 现在环境中存在着越来越多的不确定因素。企业经营过程中会面临着各种 各样的危机。现今企业面临着越来越多的不确定因素，需要针对最新的情况从 企业各个方面作出统一的调整。财务预警系统长久以来就是一个研究的热点问 题。财务危机指企业资不抵债、不能按期还本付息、破产等。企业破产会造成 股东权益消失，债权人权益受损，员工大量失业，与破产企业交易的供应商、 顾客蒙受各种间接损失等。当大量企业同时破产将会影响国家经济的正常运 转，形成经济危机。2 0 0 8 年美国次贷危机爆发以来，世界经济都受到了巨大的 冲击。现在世界上大部分国家还处于缓慢的经济复苏阶段，大家都看到了经济 危机给世界带来的巨大危害。如何能在经济危机全面爆发之前我们就能有一定 的预见并采取措施，避免巨大的损失是我们要面对的难题。 国内外学者对财务预警的方法进行了大量的研究。最早是应用统计方法来 分析出现财务危机企业可能表现出来的各种症状。这些统计方法包括：一元判 定分析法、多元判定分析法、逻辑回归( l o g i s t i cr e g r e s s i o n ) 、概率分析。但 一元判定分析法和多元判定分析法要求自变量与应变之间是线性关系，要符合 正态分布，自变量之间要具有独立性。逻辑回归( l o g i s t i cr e g r e s s i o n ) 和概率 分析要求较大的样本量，计算比较复杂，易受指标系统的影响。财务危机与变 量之间的关系实际上是比较复杂的关系，这些条件的约束势必会影响预测的准 确性。为了解决这个问题很多学者开始应用人工智能方法来应用到财务预警 中。人工智能技术主要包括神经系统、支持向量机、案例推理技术等。人工智 能的技术由于没有统计方法的这些限制，并具有动态性，在财务预警中得到了 越来越广泛的应用。很多的文献通过实证把人工智能技术与统计方法进行比较 研究，都得出了人工智能有较高的财务预警准确率。 案例推理技术是用过去的案例来解决现在相似的问题。它是人工智能中无 论在理论上还是实践中都应用比较广泛的一项人工智能技术。对于财务预警系 统这个非结构或半结构的问题，我们用基于案例推理技术来解决比其他基于规 则推理的方法有某些天然的优势。但案例库推理技术在财务预警中的应用还很 不成熟，是一个很值得我们继续探讨的区域。 哈尔滨理t 大学管理学硕 学位论文 1 2 研究目的及意义 本文就是应用案例推理技术来构建一个财务预警的系统。这个财务预警系 统有以下特征：从一个企业的角度来建立的，把各种解决方案与危机的类型相 结合，充分结合财务指标和非财务指标，应用计算机技术。 ( 1 ) 建立一个适合企业的财务预警系统，对企业的健康发展是极其重要的 意义。随着全球化的进程不断加快，科学技术的更新日新月异，当今企业处在 一个复杂动态的环境中，面临越来越多的不确定因素，加强企业的危机管理意 识成为了企业生存发展的前提条件。微软的总裁就曾说过，微软离失败只有十 八个月，来提高员工的危机意识。有人就曾提出：如果安然公司有良好的财务 预警系统的话，安然可能就不会破产。 案例推理技术主要是应用自身和其他企业的过去财务危机成功的经验和失 败的教训建立案例库。所以它能够充分的学习与危机相关的知识，在处理危机 时分秒必争的情况下，过去的经验在构想对策的时候往往是我们思考的起点。 现在很多企业的管理人员一般都没有危机管理的足够经验，如果能够借鉴其他 企业的案例势必会提高其决策的能力。这方面对财务预警系统将是一个很好的 补充，丰富财务预警的研究方法。 ， 案例推理技术是相对成熟的软件，他的能够使财务预警系统在各个企业的 推广应用。如果能够提供有一个很好的工具和平台，我们能提高人们的财务预 警的观念，以及应对财务预警的决策能力。 ( 2 ) 一个好的财务预警系统对于提高企业的其他利益相关者的决策效率和 效益意义重大。 对于企业的债权人来说有了财务预警系统就能获得更多与企业状况相关的 信息，对将要发生财务危机有着更多的认识，便于企业采取及时的措施。他们 可以督促企业解决危机，减少或停止借贷，提前收款等。 对于投资人来说就有了更多的投资信息，可以及时的调整投资方向，降低 投资的风险，避免重大的损失。 对于与企业交易的上下游企业来说可以及早的来寻找新的交易伙伴，减少 因为原材料不足对生产的干扰，顾客减少对销售量的影响，及早收回应收账 蛰 蕊凡。 对于每个员工来说就有更多的关注企业的状况，而不仅仅是等待一年一度 的财务报告，可以明显的提高危机意识，也可以更多的参与危机的解决，当危 机发生时也能更多的做思想、经济、能力上的准备。 哈尔滨理丁人学管理学硕i ：学位论文 对于政府、证监委、审计机构提供一个能提高监督能力的工具和平台。 ( 3 ) 案例推理技术是学习过去的案例来应对危机，对于丰富财务预警理论 方法来说具有重要的意义。 过去对于财务预警的研究主要集中在运用各种方法提高预测准确率上，对 于如何系统的把预测与解决方案结合起来的理论研究研究比较缺乏。案例推理 是学习过去的案例，能够自然的把学习过去案例的专家解决意见与应对现实危 机方法的探讨结合起来。 综上所述，本文的研究主要是探索能用案例推理技术建立一个适合企业应 用的财务预警系统，希望能够通过这个系统给企业以及与企业相关的利益相关 者提供一个强有力财务预警决策支持系统。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 国外对于财务预警的研究最早可以追述到1 9 3 2 年，f i t z p a t r i c k 就开始应用 财务指标进行财务预警。随着信息技术的不断进步，人们对财务预警的不断重 视，财务预警取得了飞速的发展。财务预警的研究可以分成预警指标的研究和 预警模型的研究。 1 财务预警指标的研究财务预警指标可以分为财务指标、现金流量指 标、市场收益指标和其他类型指标。 ( 1 ) 财务指标。财务指标指直接从财务报表中得到的各种指标。f i t z p a t r i c k ( 1 9 3 2 ) 、a l t m a n ( 1 9 6 8 ) 、a l t m a n ( 1 9 7 7 ) 、p l a t t ( 1 9 9 4 ) 等学者都是直接应 用财务指标来进行分析。由于财务指标最为容易取得，它成为了人们进行财务 预警研究的主要指标。 ( 2 ) 现金流量指标。- 现金流量指标源于基本的财务原理：企业的价值等于 企业现金流量的净现值总和。企业如果没有足够的现金来支付各种债务的话， 就会出现财务危机乜1 。g e n t r y 、n e w b o l d & w h i t f o r d ( 1 9 8 5 ) 提出了这个概念 后，a z i z 、e m a n u e l & l a w s o n ( 1 9 8 8 ) 建立起了财务预警的模型。 ( 3 ) 市场收益指标。市场收益指标主要是认为出现财务危机的企业市场收 益率一般都比较低，甚至出现负增长。b e a v e r ( 1 9 6 6 ) 最早提出了这个概念 曲1 。b r e n n e r ( 1 9 8 1 ) 和c l a r k & w e i n s t e i n ( 1 9 8 3 ) 都分析了企业发生危机后前1 年到3 年的市场收益情况。a t i y a ( 2 0 0 6 ) 应用股价变动来分析h 1 。 哈尔滨理t 大学管理学硕1 ：学位论文 ( 4 ) 其它类型指标。其它类型的指标包括宏观环境的指标、行业环境的指 标、企业自身的指标、审计意见的指标等等。 2 财务预警方法的研究方法的研究是在指标的研究的基础上进行的。 ( 1 ) 单变量分析法。单变量分析法一般是用企业的一个财务比率进行分 析。运用单变量分析法主要依赖于经验总结与归纳，最为关键的一点就是寻找 判别阀值。f i t z p a t r i c k ( 1 9 3 2 ) 以1 9 家企业作为样本，得出判别能力最强的为 “净利润股东权益”和“股东权益负债”两个比率。s e c r i s t ( 1 9 3 8 ) 利用资 产负债表比率来比较倒闭银行与正常银行差异。b e a v e r ( 1 9 6 6 ) 以单变量分析 法发展出财务危机预警模型旧1 。 ( 2 ) 多元线性判别分析方法。这种方法是结合多个财务比率进行分析。一 般是从财务比率中筛选出能提供较多信息的变量并建立判别函数。美国学者 a l t m a n ( 1 9 6 8 ) 最早将多元线性判别应用到财务预警中去，建立了z 模型以及 修正的z e t a 模型m 1 。 ( 3 ) 逻辑回归分析方法。逻辑回归分析法是一种参数估计采取最大似然估 计法，非线性回归模型n 1 。算法比较复杂可以用s p s s 、e v i e w s 等软件进行计 算【8 1 。这种方法二十世纪七十年代以来就得到了广泛的应用，其中比较突出的 有m a r t i n ( 2 0 0 6 ) 和o h l s o n ( 2 0 0 7 ) 的研究。 ( 4 ) 人工神经网络方法。人工神经网络是对生物神经网络系统的模拟，其 信息处理功能是由网络单元的输入输出、网络的拓扑结构决定的阳1 。人工神经 网络对问题的求解方式与传统方法不同，它是通过训练来解决问题的u 训。训练 一个人工神经网络是把同一系列的输入例子和理想的输出作为训练的“样 本 ，根据一定的训练算法对网络进行足够的训练，使人工神经网络能够“学 会 包含在“解中的基本原理1 。当训练完成后，该模型便可以用来求解相 似的问题。o d o m & s h a r d a ( 2 0 0 7 ) 是用a n n 方法构建财务预警模型最具有代 表性的。s a l c h e n b e r g e r ( 2 0 0 6 ) ，c o a t s 和f a n t ( 2 0 0 6 ) 以美国企业为样本进 行应用、a l t m a ne ta 1 ( 2 0 0 6 ) 和y a n gz re ta 1 ( 2 0 0 7 ) 以意大利企业为样本 进行应用。 ( 5 ) 遗传算法。遗传算法通过模仿生物遗传进化规律，在大量复杂概念空 间内随机搜索的技术，适合用于服从大量软或硬约束的多参数优化问题n2 | 。可 用于企业破产预测，并基于财务比率值和定性变量进行i ft h e n 判别规则提取， 结构清楚容易理解n 引。该方面研究的学者有：v a r e a of r a n c o ( 2 0 0 7 ) 、 s h i n & l e e ( 2 0 0 6 ) 、d a v a l o ss e r g i oe ta 1 ( 2 0 0 8 ) 。 ( 6 ) 支持向量机方法。1 9 6 2 年，r o s e n b l a t t 提出了第一个学习机器的模 哈尔滨理丁人学管理学硕j j 学位论文 型，作为感知器，标志着人们对学习过程进行教学研究的真正开始n4 j 。然而传 统的统计模式识别方法是在样本数目足够多的情况下进行的，在实际应用中， 这一前提往往得不到保证。1 9 6 8 年，v a p n i k 和c h e r v o n e n k i s 首次提出了统计 学习理论( s t a t i s t i c sl e a m i n gt h e o r y ，简称s l t ) ，专门研究有限样本情况下 的机器学习规律。1 9 9 5 年，v a p n i k 等又根据统计学习理论提出支持向量机 ( s u p p o r tv e c t o rm a c h i n e ，简称s v m ) 的学习方法，研究如何根据有限学习 样本，进行模式识别和回归预测等，使在对未知样本的估计过程中，期望风险 达到最小。近年来，s v m 已成为解决模式分类和回归问题的有利工具5 1 。 ( 7 ) 基于案例的推理( c a s e b a s e dr e a s o n i n g ，缩写为c b r ) 方法。基于案 例的推理是人工智能研究中的一个重要领域，最早由r o g e r ( 1 9 8 2 ) 提出。 c b r 旨在利用已有的案例确定新案例的解决方案，在国外已成功应用于财务 危机预测中。b r y a n t ( 1 9 9 7 ) 以1 9 7 5 年到1 9 9 4 年间8 5 家破产的和2 0 0 0 家 非破产的制造业与工业企业公司数据为样本，以2 4 个财务比率和公司规模共 计2 5 个指标作为特征属性，构建了案例推理模型引。p a r k 和h a n ( 2 0 0 6 ) 以 1 0 7 2 家破产公司和1 0 7 2 家非破产公司数据为样本，以1 3 个定量的财务指 标和1 5 个定性的非财务指标共计2 8 个指标作为特征属性，使用层次分析法 给k 近邻算法赋权，构建了案例推理模型7 1 。 还有其他很多方法，比如朴素贝叶斯方法、决策树方法、模糊评价法等 在筮 。疗o 1 3 2 国内研究现状 吴世农和黄世忠( 19 8 6 ) 最早介绍了f i s h e r 判别分析方法和财务指标在预 测企业破产中的应用n 引。1 9 9 6 年周首华、杨济华对z 计分模型进行改造，建 立了f 分数模型，在该模型中加入了现金流量这一预测自变量，并且扩大了样 本量。其使用了c o m p u s t a tp cp l u s 会计数据库中1 9 9 0 年以来的4 1 6 0 家公司 的数据进行了检查；而z 计分数模型的样本仅为6 6 家( 3 3 家破产公司和3 3 家非破产公司) 9 | 。 陈静于1 9 9 9 年利用单变量分析方法和多变量分析法，把1 9 9 8 年底的2 7 家s t 公司与同行业同规模的非s t 公司作为样本进行研究，认为在多变量分 析法中，负债比率、净资产收益率、流动比率、营运资本总资产、总资产周 转率等指标构建的模型，可以在前3 年较准确预测s t 公司啪1 。 王满，李坤榕( 2 0 0 9 ) 用z 模型对辽宁省的5 0 家破产公司和5 0 家非破产公 哈尔滨理丁人学管理学硕l j 学位论文 司进行了研究，提出了z 值波动性太大将容易引发财务危机的结论强。 宁静鞭( 2 0 0 9 ) 用k 近邻法和l o g i s t i c 回归方法进行了财务预警模型比 较研究，选取了2 0 0 4 年到2 0 0 5 年1 6 8 家企业进行实证研究，得出了k 近邻 法无论是在准确率还是稳定性都高于l o g i s t i c 回归方法的结论啪1 。同时应用 l o g i s t i c 回归方法的还有宋鹏、张信东( 2 0 0 9 ) 、方艳、刘喜梅( 2 0 0 9 ) 、郭 兆等等胫3 | 。 宋新平，丁永生，曾月明( 2 0 0 9 ) 用遗传算法同时优化输入变量和支持向量 机参数的方法对财务困境样本5 6 个，非财务困境样本1 9 4 个进行了实证研究。 实证研究表明：该同步方法在降低变量维数的同时得到较好的预测精度，其得到 的优化变量集也具有较强的经济含义隍驯。 宋志，刚黄平( 2 0 0 9 ) 提出了利用粗糙集对财务指标进行约简，然后构建 b p 神经网络，用约简后决策表中的财务指标对神经网络进行训练的方法幢副。 他们用这种方法以5 1 家的食品饮料公司为研究对象，得出了企业应该根据自 己独特的特点来预警的建议幢引。同时进行神经网络研究的还有朱顺泉 ( 2 0 0 9 ) ，王志仁，曾繁荣( 2 0 0 9 ) ，聂丽洁，张毅，樊丹丹( 2 0 0 9 ) 。 朱发根、刘拓傅、毓维( 2 0 0 9 ) 非线性支持向量机对6 0 家高新技术企业 进行研究，得出该模型具有的训练精度和的预警精度陋 。同时进行支持向量机 研究的还有冉茂盛，周姝，黄凌云( 2 0 0 9 ) ，周晓斌，崔宝同( 2 0 0 9 ) ，王静 ( 2 0 0 9 ) ，许平波( 2 0 0 9 ) ，周辉仁，郑丕谔，王嵩，刘春霞( 2 0 0 9 ) 等。 李清，刘金全( 2 0 0 9 ) 用案例推理技术对我国上市公司3 7 6 个样本进行财 务危机预测分析乜引。预测结果表明，案例推理模型预测准确率高于l o g i s t i c 回 归模型幢引。同时案例推理研究的还有z h a n b o l e i ，y o s h i 等( 2 0 1 0 ) ；s u nj i e ， h u ix i a o f e n g ( 2 0 1 0 ) 。 1 3 3 国内外研究现状述评 1 在指导思想上过多的注重于数据的挖掘和处理，忽视了财务会计数据 的滞后性，客观上存在着盈余管理的会造成数据的不真实，影响预测结果的准 确性。 2 在方法应用上注重于研究各种复杂的数学方法，忽视了如何能方便企 业实际运用。 3 在指标设置上主要是间接的指标和数量化的指标，而在企业经营实践 中，更多的是直接的和非量化的指标。 哈尔滨理t 大学管理学硕 ：学位论文 新出现的财务预警文献非常多，从侧面说明了财务预警是现在的热点问 题。 1 4 本文的研究方法和研究内容 1 4 1 研究方法 本文就是应用案例推理技术来构建一个财务预警的系统。这个财务预警系 统有以下特征：从一个企业的角度来建立的，把各种解决方案与危机的类型相 结合，充分结合财务指标和非财务指标，应用计算机技术。同时本文通过实证 研究检验方法的可行性。 1 运用文献分析的方法对财务预警系统相关文献进行了整理总结，为后 期的研究工作提供了理论基础。 2 运用层次分析法对财务预警指标权重进行优化，以提高预测准确度。 3 运用实证分析方法验证方法的可行性，在一个特定的企业中按照以上 方法建立一个财务预警系统，并检验这种方法预警的准确性，以及对企业决策 的支持效果。 1 4 2 研究内容 本文的研究主要分为以下四个部分。 1 相关理论论述本章主要是对财务预警系统的理论依据、技术方法、基 本要素等进行阐述和分析，从而为接下来的研究提供科学的理论支撑。 2 财务预警存在的问题分析本章在分析了国内外研究财务预警方法的基 础上，依据基于案例推理技术能够补充其他方法的方面，提出对面前国内外财 务预警系统存在的不足。 3 案例推理的财务预警系统构建本章阐述了如何构建财务预警系统。从 案例表示，如何把财务指标和非财务指标都作为案例表示的一部分这一独特的 表示方法。案例的选取包括企业内部的案例和企业外部的案例的结合。案例的 检索要研究包括如何从众多的财务指标和非财务指标中筛选出重要的指标，以 及这些指标如何按照层次分析法来确定指标的权重。案例库的调整主要是如何 选择新的案例按标准的形式添加到案例库中，以及把案例库中多余的案例删除 以加快计算运行的速度。 哈尔滨理t 人学管理学硕上学位论文 4 构建财务预警系统实证研究本章按照前面财务预警系统构建的方法应 用到企业中，展示具体案例是如何表示，案例库建立，如何检索，案例库管 理，对企业财务预警的效果如何等，来验证前面介绍方法的可行性。 1 4 3 技术路线 本文研究的技术路线如图1 1 所示。 图1 - 1 文章技术路线图 f i g u r ei 一1t e c h n i c a lr o u t eo f d i s s e r t a t i o n 哈尔滨理t 大学管理学硕f ：学位论文 第2 章相关的理论基础 2 1 案例推理技术理论 2 1 1 理论概述 专家或者以知识为基础的系统是人工智能系统非常成功的一个研究。 k b s ( k n o w l e d g eb a s e ds y s t e m ) 从最初到现在一直是建立在直接的知识模型的基 础上来解决问题m 1 。k b s 的第二代系统利用因果关系的模型使得系统能够用主 要原则来推理。但是不管知识是深的还是浅的，一个直接模型的领域都要在一 些规则的框架罩来引出和执行。虽然k b s 毫无疑问在很多领域都取得了很大 的成功，但是也遇到了以下方面很多的问题： ( 1 ) 知识的引出是一个非常复杂的过程，经常被称为知识引出的瓶颈。 执行k b s 是一个很复杂的过程要求有特殊的技能，还要花很多年的时间。 ( 2 ) 以k b s 模型为基础执行很慢，而且不能利用和管理大量已有信息。 ( 3 ) 一旦执行很难去维护。 这些问题的解决途径通常通过更好的引出技术和工具，更好的框架和环 境，改进开发的方式，知识模型化的语言和语法。改进k b s 和专家数据库及 演绎数据库，还有就是维持系统的技术和工具。 尽管如此，在过去的几年里一个替代k b s 的推理和计算的解决问题的方 法吸引了越来越多人的注意力，那就是案例推理技术。案例推理技术通过应用 过去成功的案例解决方法来应对新的问题。案例推理技术很吸引人的注意的地 方在于它似乎能够直接去解决问题。与传统的问题的解决办法相比案例推理技 术的有包含以下方面特点： ( 1 ) c b r 不要求把问题引出，而只要收集历史上的案例就可以了。 ( 2 ) 执行变得只要去确定能够描述案例的重要特征就可以了，比建立一 个应用的模型简单多了。 ( 3 ) 通过数据库技术的应用，大量的信息能方便的管理。 ( 4 ) c b r 系统通过案例不断获得新的知识，系统的维护也比较容易。 问题从数据库找出相匹配的一个或者多个案例。从相匹配的案例中的解决 哈尔滨理t 人学管理学硕 ：学位论文 方案重新使用和测试一下能否成功。除非搜索的案例和新的问题非常接近，案 例的解决办法非常可能要进行修正，这样会产生一个新的案例保存下来陋1 j 。 这个循环目前一般都要人的参与。比如很多c b r 的工具都是用来案例的 回溯和重新使用的系统。案例的修j 下都是管理者在过去案例基础上作出的。 2 1 2 案例的表示 一个案例是代表着经验是一条承上起下的知识。它包含着过去学习到知 识，而这知识可以利用。一条典型的案例包含以下部分： ( 1 ) 这个问题描述了案例发生时的外部的状况。 ( 2 ) 从这个问题中得出的解决问题的办法。 ( 3 ) 这个问题发生后的，会遇到怎样的情形。 包含着问题和解决办法的案例能用来应对新的问题。如果这个案例能够用 来评价解决办法的结果和避免可能存在的问题，将更有价值。案例通过人工智 能的表示方法来通过各种各样的形式来表示，比如：构架、目标、预测、语义 网和规则。框架和目标目前被多数的c b r 软件应用 3 2 j o 在c b r 的社区中还没有形成共识在案例中应该包含怎样的信息。尽管如 此，两种实用主义的方法在决定案例中应该包含怎样的信息时会考虑：功能性 和在案例中信息易获得性。 2 1 3 案例的索引 案例的索引包含给每个案例标定指标便于回溯。c b r 的研究者提出了一 些索引号的编制的指南： ( 1 ) 案例的索引能够预测； ( 2 ) 满足对案例使用目的的需求； ( 3 ) 足够抽象满足未来对案例库的需求； ( 4 ) 足够详实在未来能够被认知。 人工的和自动化的方法都曾被用于指标的筛选。人工选择指标是由推理者 的目标对案例的用途来决定，同时决定了在什么情况下案例是有用的。自动化 的指标选择的方法大量的增加，包含以下方面： ( 1 ) 案例通过特征和规格进行编码，趋向于能够在整个案例库中能够被 预测的到。例如对案例的描述应该能与它的解决办法相关，能过影响案例的结 果。在这种方法中分析指标的范围，对其中重要的方面进行计算。这些被放在 哈尔滨理t 大学管理学硕1 ：学位论文 核对清单上，所有案例在各个方面的指标值进行编码。 ( 2 ) 相似性和解释性为基础的归纳方法，这方法能这种方法从有相似特 征的案例中能产生适当数量的指标套，用不同的特征来追溯到原始的案例。 ( 3 ) 归纳学习的方法能确定推测性的特征来作为索引指标。这些技术被 很广泛和经常的应用，i d 的运算法则的变量被用作规则的归纳。 ( 4 ) 解释为基础的技术决定每个案例有关的特征。这种方法分析每个案 例，来看哪些特征能被预测到。案例就用这些能被预测到的特征来编码。 虽然很多自动化的方法都成功了，但是与研究运算法则相比来说，去选择 索引指标还是相对容易很多，所以实际的应用索引指标应该人工的进行选择。 2 1 4 案例的存储 案例的存储是设计一个有效地c b r 系统很重要的一方面。他应该能概念 性的反应那些应该在案例中表示，考虑能表示案例特征的索引指标。以案例为 基础应该要能被组织成为一个便于管理的结构来支持有效地搜索和回溯。存储 的方法应该在两方面中掌握平衡：一方面存储方法案例语义的丰富，另一方面 搜索指标和方法应该便于搜索到相关的案例。这些通常被称为案例记忆模型， 两种最有影响力的案例存储模型是s c h a n ka n dk o l o d n e r 的动态存储模型 ( d y n a m i cm e m o r ym o d e l ) 和p o r t e ra n db a r e i s s 的类别典型模型( c a t e g o r y - e x e m p l a rm o d e l ) 。 动态存储模型这种案例存储模型的方法由存储组织数据包或者m o p s 。 m o p s 是一种框架的形式，是动态记忆中的基本单位。他们能用两种m o p s 来 表示事件种类中知识驯。 ( 1 ) 能用来表示案例、事件或者对象的例子。 ( 2 ) 抽象化表示例子的具体化的版本或者其他抽象的东西。 案例的存储在一个动态的存储模型中是一个事件存储组织数据包( e m o p s ) 的层次化的结构，也可以归为从s c h a n k 的更加笼统化的理论发展而来 的笼统化的事件基本的思路是从特殊的案例中在一个笼统化的结构中总结出 相似的特征。一个笼统化的事件包含三个不同类型的部分：标准，案例和指 标。标准是在整体的框架下对于所有案例都具备的特征。指标是笼统化的件区 别开来的特征。一个指标可能指向一个特殊的案例，包含指标的名字和指标 值。 案例的存储是一个识别网络，它的节点要么是一个笼统化的事件及一个指 哈尔滨理t 大学管理学硕l ：学位论文 标的名字和指标值，要么是一个案例。指标的名字及指标值共同代表一个事件 或者案例。笼统化的事件主要角色是一个索引结构用来存储、配对以及回溯案 例。在案例的存储中当一个新案例的特征值与现存的案例的特征之相匹配的时 候，一个新的笼统化的就产生了。两个案例就在新的笼统化事例下面通过他们 的不同进行索引编码。这样存储是动态的，在案例中相似部分动态化笼统化来 产生一个新的笼统化事件，在笼统化的事件下案例就通过不同进行编码。 但这个过程将会导致索引号的数量随着案例数量的增长爆炸性的增加。从 实用的角度来看大部分的c b r 系统用这种方法会限制索引号的数量。 目录和例子的模型这种模型来组织案例是从现实世界应该通过例子来扩 展。案例存储是一个目录、语义关系、案例和索引号组成的网络结构。每个案 例和一个目录相关联。在描述案例同一个目录的关系时，不同的案例特征被赋 予不同的不同的重要性。三种类型的索引号被用来指向一个案例或者目录。 ( 1 ) 特征联系从特征指向一个案例或者目录 ( 2 ) 案例联系从目录指向与之相联系的案例 ( 3 ) 不同的联系从一个目录指向临近的案例只是在特征方面有稍微区别。 一个特征用名字和特征值来描述。一个目录的例子依据他们同目录的相似 层度来存储。在这种存储的组织中，目录在语义网络中是相互联系的，包含特 征和通过其他术语的中问状态。这种网络代表一种基本的知识领域能够对 c b r 的任务有解释支持作用。一个新的案例通过相关的特征索引来搜索配对 的案例。如果一个案例和新的案例发现只有细微的差别，新的案例不一定能被 存储，或者两个案例可能被合并。 2 1 5 案例的回溯 给出一个问题的描述，一个回溯的方法，用在案例存储中的索引指标就能 回溯到最相似的案例来应对现在的问题或者情况。回溯的方法依靠索引指标和 存储的组织来指向可能有用的案例。 选择最佳匹配案例的问题通过类比的方式来解决。这个理论包括用层次分 析法来限制和指导搜索。几个方法已经被执行用来回溯合适的案例，比如：序 列号搜索、层次搜索、和平行模拟搜索。 案例推理技术只有在回溯方法能有效地处理大量的案例时才能应对大规模 的问题。不像数据库的搜索的目标是记录中一个特别的值，从案例库中回溯案 例必须有层次方法能够进行部分匹配，因为一般不存在一个案例和新的案例是 哈尔滨理t 大学管理学硕 j 学位论文 完全一样的。比较常见的案例回溯最邻近法，推理，知识为导向的推理和模型 的回溯。这些方法能够单独或者共同应用来作为案例回溯的战略。 最邻近法方法包括给每个指标以一定的权重的基础上，在存储的案例和新 输入的案例的相似性进行评价。确定不同指标权重是最困难的事。这个方法的 限制包括聚集正确的解决办法和回溯的次数。一般来说用这种方法会导致回溯 的时间随案例的数量增加而增加。所以当案例的数量比较小的会比较有效。 2 1 6 案例的类推 推理的方法决定了哪个特征最能分辨案例，可以产生一个决策树结构来在 存储器中组织案例。这种方法是很有用的，当一个案例的特征被要求来用做解 决方法，而这个特征是依赖于其他的特征。 ( 1 ) 知识为导向的类推这种方法把知识应用到类推的过程，通过人工的 判断案例的特征能否对案例产生主要的影响。这种方法经常和其他方法一起使 用，因为解释性的知识并不是总能大的案例库有用。 ( 2 ) 模板的回溯。s q l 的查询相似，模板的回溯会返回所有的满足一定 变量的所比例。这种技术经常在其他案例的使用之前应用，比如最邻近法，把 案例的搜索限制到某个相关的案例库中。 2 1 7 案例的适用 一旦匹配的案例在c b r 的系统中被查询到，就需要把搜索到案例的办法 使用到现在的案例中。适用化寻找回溯到的案例和新案例的区别，然后应用方 案和规律考虑案例的不同点就能建议出一个解决办法。在c b r 系统中一般来 说有两种适用性： ( 1 ) 结构化的适用性方法是直接把存储案例的解决方法直接应用案例 中。 ( 2 ) 派生的适用，重新使用产生原始解决办法的理论、方法或者规则来 应对新的问题。在这种方法中产生解决方法的最初计划必须和解决方法一起存 储。派生的适用只有在案例很好的理解的前提下才能应用。 几种技术不管是简单的还是复杂的，都曾被用在c b r 中来适用，包括： ( 1 ) 无适用就是一种直接应用不管是回溯到怎样解决方法都不用进行适 用。无适用在应该复杂的原因但是只有简单答案的案例比较适用。比如：一个 对是否放贷可能会有大量的问题，但是最终的答案却就是很简单的是与不是。 哈尔滨理t 人学管理学硕f j 学位论文 ( 2 ) 变量的调整是一种结构化的适用技术，它能比较回溯到案例的特别 变量和现在的案例的变量来调整解决方案。 ( 3 ) 抽象和特殊，一般的适用框架技术是用在一种基本的方式来达到简 单的适用和用一种复杂的方式来产生理想的有创造性的适用。 ( 4 ) 以挑剔为基础的适用是一种寻找解决方法中能产生两种特征的组 合。重要的是挑剔能意识到解决这些问题的方法。 ( 5 ) 加元素通常是在原来的解决方式中加入新的特征。比如厨师可以在 中餐中的鸡肉和豌豆中加入牛肉和辣椒来创建一份新的菜单。 ( 6 ) 引申重放是在原来的情况下解决办法中引申出一个新的解决办法的 方法流程。比如：b o g a r t 就重放存储的解决问题的计划。 ( 7 ) 模型指导的修复是利用一个因果的模型来指导在c e l i a 中的应用。 这种方法在诊断和自动机械的学习中以及在物理设备的设计中。 ( 8 ) 案例为基础的替代利用案例来提供一个解决方法来适用。比如在机 器人导航的系统中。 2 2 平衡记分法理论 平衡计分卡由美国著名的管理大师罗伯特s 卡普兰和复兴全球战略集团创 始人兼总裁大卫诺顿提出，有效解决了公司面临的绩效考核问题，被哈佛商 业评论评为“7 5 年来最有价值的十项管理工具之一 。它是一种传统财务指 标与非财务指标相结合来评价组织绩效的方法。它通过财务、顾客、内部运作 流程及员工学习能力等四个层面实施管理，其基本思想：一是将要考核的指标 定量化；二是将财务指标与非财务指标结合。平衡计分法最早在1 8 世纪9 0 年 代，被广泛地应用于确定商业战略决策。平衡计分法被美国会计协会评为1 9 9 7 年最好的理论贡献。它通过把财务的和非财务的战略衡量指标通过原因和结果 方面来衡量，包含以下假设：组织学习发展，内部流程改进，1 顾客方面，财 务方面的相互影响逻辑。但在实际的应用中比较困难来确定四个方面的指标以 及他们之间因果关系。 平衡计分法在经过十多年快速的应用发展之后，现在这理论已经应用到组 织的业绩衡量，在私人、公共以及非盈利组织的管理中。它是最近这些年最成 功应用最为广泛的管理理论，在使用平衡计分法时根据公司的大小有广泛的应 用变量。根据2 0 0 4 年美国的统计在大公司中7 5 在适用平衡计分法，在小公 司中只有4 4 ，中型的公司则为5 9 呤4 j 。 尽管如此对于，对于平衡计分法开发的质量以及这个开发执行的质量经常 哈尔滨理1 = 人学管理学硕f 二学位论文 受到质疑。没有具体的目标，概念的不完全，评价模型的缺陷，影响模式，评 价研究等等这些