（管理科学与工程专业论文）基于聚类和分类模型的企业财务预警方法研究.pdf

摘要 企业的经营状况，不仅影响到企业自身的生存与发展，而且还影响到投资人、 债权人、甚至损坏到国家的利益。尤其是在当今全球经济危机的环境下，企业因 陷入危机宣告破产的例子屡见不鲜。为了更好地管理企业，及早察觉企业财务危 机，使决策者在危机出现的早期就能够采取有效的措施来防范、遏制财务危机的 爆发，将损失最小化，国内外很多学者针对上市公司构建了财务预警系统：选取 s t 和非s t 企业各数家作为训练样本，采用某种分类方法构建分类模型，此模型 可以实现输入某个企业相应的财务数据，即可判断企业是否存在财务危机。 作为新兴的产业园区，天津新技术产业园区在经济危机的冲击下，更应该提 高警惕。此地区的企业并未达到上市标准，因此不能选择上市公司中s t 和非s t 公司作为训练样本来构建财务预警系统。基于各企业的财务数据，本文选择了这 种模式来构建财务预警系统：首先，采用无监督学习的聚类分析方法，根据企业 之间的相似性把企业分为若干组，这些组可以用来作为其他模型的训练样本；之 后，使用训练集样本构建决策树模型，通过决策树可以看出每组的财务指标范围， 从而根据每组的财务指标范围指出此组是否存在财务风险。然后，采用上述训练 样本构建了b p 网络分类模型，即财务预警系统，向系统输入某个企业的相关财 务数据，即可判断此企业是否存在财务危机。最后采用此系统对天津新技术产业 园区的企业进行了实证分析。 关键词：财务危机财务预警k 中心聚类b p 神经网络 a b s t r a c t t h eo p e r a t i o no fe n t e r p r i s e sw i l ln o to n l ya f f e c tt h e i ro w ns u r v i v a la n d d e v e l o p m e n t ，b u ta l s oa f f e c ti n v e s t o r sa n dc r e d i t o r s ，o re v e nd a m a g et h eb e n e f i t so f t h ec o u n t r y t h eg l o b a le c o n o m i cc r i s i sh a ss p r e a da l lo v e rt h ew o r dr e c e n t l y l o t so f c o m p a n i e sf e l li nc r i s i sa n ds o m ee v e nw e n tb a n k r u p td u e t ot h ep o o ro p e r a t i o na n d m a n a g e m e n t i no r d e rt oi d e n t i f yp o t e n t i a lc r i s i sa n dt a k ee f f e c t i v em e a s u r et om a k e t h ef i n a n c i a lc r i s i si nc o n t r o la se a r l ya sp o s s i b l e ，m a n ys c h o l a r sh a v eb u i l ta p r e d i c t i o ns y s t e mo fc o r p o r a t ef a i l u r ef o rl i s t e dc o m p a n i e s t h e yt o o ks e v e r a ls ta n d n o n s tc o m p a n i e sa st r a i n i n gs a m p l e sa n dt h e nb u i l tac l a s s i f i c a t i o nm o d e l b y p r o v i d i n ge n t e r p r i s e s f i n a n c i a lr a t i o s ，t h es y s t e m c a nj u d g ew h e t h e rt h e r ea r c p o t e n t i a lf i n a n c i a lr i s k so rn o t t h ea i mo ft h i sp a p e ri st od e s i g nap r e d i c t i o ns y f i t e mo fc o r p o r a t ef a i l u r ef o r e n t e r p r i s e si nt i a n j i nn e wt e c h n o l o g yi n d u s t r i a lp a r k e n t e r p r i s e si nt h i sr e g i o nd o n t m e e tt h el i s t i n gs t a n d a r d s ，弱ar e s u l t ，w ec a nn o tc h o o s es ta n dn o n - s tc o m p a n i e sa s t r a i n i n gs a m p l e s b a s e do nt h ef i n a n c i a lr a t i o so f t h e s ee n t e r p r i s e s ，t h i sp a p e rc h o s e s u c ham o d e lt ob u i l dt h ep r e d i c t i o ns y s t e mo fc o r p o r a t ef a i l u r e ，f i r s t ，i na c c o r d a n c e w i t hs i m i l a r i t i e sb e t w e e ne n t e r p r i s e s ，p a r t i t i o nt h e mi n t os e v e r a lg r o u p su s i n gt h e m e t h o do fc l u s t e r i n g t h e s eg r o u p sc a nb et a k e na st r a i n i n gs a m p l e so fo t h e rm o d e l s t h e nu s et r a i n i n gs a m p l e st ob u i l dad e c i s i o nt r e em o d e l t h et r e es h o w e dt h es c o p e s o ff i n a n c i a lr a t i o so fe a c hg r o u p ，t h u sic a np o i n to u tw h i c hg r o u pf a c e sf i n a n c i a lr i s k s f i n a l l y , b u i l dac l a s s i f i c a t i o n m o d e lw i t hb pn e u r a ln e t w o r ku s i n gt h et r a i n i n g s a m p l e sm e n t i o n e da b o v e t h ew h o l es y s t e mi sc o m p l e t e d u t i l i z i n gt h i sp r e d i c t i o n s y s t e mo fc o r p o r a t ef a i l u r e ，ih a v ea l r e a d ya n a l y z e de n t e r p r i s e s i nt i a n j i nn e w t e c h n o l o g yi n d u s t r i a lp a r k k e yw o r d s ：f i n a n c i a lc r i s i s ，p r e d i c t i o no fc o r p o r a t ef a i l u r e ，k m e d o i d s ， b pn e u r a ln e t w o r k 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨鲞态堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者虢秆斌踟签字吼砷年月f 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鲞鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：祟p 戏p 司 签字日期：硼? 年孑月f 日 j 导师签名： 签字日期：妒7 年月7 日 第章绪论 第一章绪论 2 0 0 8 年美国华尔街的金融海啸席卷了全球，作为全球经济体系的一部分， 国际金融危机给中国经济带来的影响正在显现，并将进一步蔓延，一些企业受到 明显冲击，经营困难，甚至有些企业已经不得不破产。那么，未来企业经营预期 怎样? 哪些企业的前景发展较好? 又有哪些企业会遭受更加严峻的挑战? 天津 新技术产业园区坐落在天津市区西南部，是一个新兴的产业园区，作为此区域的 管委会，一定要监督此区域的各企业的经营情况，引导企业健康地发展，以防止 这些企业运营过程中某个环节出现了问题不能够及时发现，最终走到不可挽回的 地步。 1 1 课题研究的目的、意义 1 1 1 课题研究的缘由 企业的经营状况，不仅影响到企业自身的生存与发展，而且还影响到投资人、 债权人、甚至损坏到国家的利益。随着经济全球化和信息化、我国经济的市场化、 科学技术的日新月异，经济领域的环境变得瞬息万变、不确定性日益增大，企业 发生危机乃至破产倒闭的情形越来越多。如今全球经营环境又发生了深刻的变 化，美国华尔街的金融海啸席卷了全球，中国经济是全球经济体系的一部分，我 国企业同样也面临着极大的挑战，也许企业现在运行得很好，但是内部可能潜伏 着巨大的危机，这个危机一旦爆发，会给企业带来巨大的损失，甚至是毁灭性的 破坏。大部分企业的破产都是经过一个逐渐的恶化过程，如果能在过程中发现问 题，及早察觉企业财务危机，决策者在危机出现的早期就采取有效的措施稳固企 业资本结构，也许可以扭转企业的亏损情况。因此，建立预警系统，及早发现危 机信号，使管理者在危机出现的萌芽阶段采取措施，来有效地防范及遏制危机的 爆发，已经成为当务之急。由于财务数据最能完整地反映企业运转过程：筹资、 投资、生产和销售，所以在这种经济环境下，很多企业加强了财务管理。在不久 的将来，企业管理将围绕企业财务管理为核心。企业财务管理活动的内容十分丰 富，财务管理手段也是多样化的，企业为了使财务管理更有效的，必须建立科学 的财务管理模式：了解风险的来源和特征，正确预测、衡量财务风险，进行适当 的控制和防范，而且还可以通过建立企业财务预警管理体系，健全风险管理机制。 第一章绪论 企业财务预警系统向决策层报告企业整体经营状况并提供投资、融资决策依据， 向生产、销售部门及时提供信息，督促其对危机征兆采取措施。这样无疑达到大 大提高企业的抵御风险和市场应变能力的目的，同时对增强单个企业的生命力， 还对改善整个经济环境都有重大意义。 1 1 2 相关概念 1 财务危机的概念 首先，要对财务危机( 也称财务困境或者财务失败) 概念进行定义，学术界 对此有不同的观点1 3 州： 财务危机一般来讲，由企业负债引起的，是指企业因借入资金而增加的丧失 偿债能力的可能和企业利润( 股东收益) 的可变性，是企业经营风险的集中体现。 事实上，在企业的财务系统中客观存在着由于各种难以或无法预料和控制的因素 作用，都会造成财务危机，因为它们都会使企业实现的财务收益与预期财务收益 发生背离，使得企业蒙受损失，因为这些因素都不具体，并且最终都会表现为具 体的货币形态的财务指标，因此，大多数财务危机实证研究中，界定“财务危机” 的标准往往都集中在流动性较差、无力支付债务、破产这几条中，尤其是申请破 产和破产清算，因此财务危机研究常被称为破产研究，而财务危机预测也常被称 为破产预测。 b e a v e r 将企业的“财务困境”定义为出现破产、拖欠债务、银行透支、不能 支付优先股股利【2 】。他考察的7 9 家财务危机公司就是由5 9 家破产公司、1 6 家拖欠 优先股利公司和4 家债务不能偿付的公司组成的。 c a r m i c h a e l ( 1 9 7 2 ) 认为财务危机是企业履行义务时受阻，具体为流动性不 足、权益不足、债务拖欠及资金不足四种形式【l l 】。 g e o r g ef o s t e r ( 19 8 6 ) 指出财务危机就是“除非对企业运营或结构进行大规 模的重组，否则就不能解决的严重流动性问题”1 1 2 。 a l t m a n ( 1 9 9 0 ) 指出，企业破产要经历四个阶段【3 j ：失败阶段、无力偿还债 务阶段、违约阶段、破产阶段。在这四个阶段中，失败阶段是出现财务危机的萌 芽，就是指企业投资的资产现值已经低于资产本身的市价了，企业有可能不能够 盈利了，但如果企业的收入能抵偿它的流动成本，那么还可以继续经营，失败并 不一定会破产，只是说明企业出现了问题，企业还可能会继续经营下去，扭转当 前的局势；而无力偿还债务阶段则表明企业已经进入危机状态了，虽然这可能只 是一种临时状态，但是它往往使得企业走向破产，因为此时没有人再愿意投资于 这家企业，继续买这家企业的债券、贷款给这家企业，以致形成恶性循环，使得 企业最终走向破产；违约阶段，如果企业发现它的负债已经超过了它的全部资产， 那么企业就已经处于完全无力偿债的状态了；破产阶段就是企业依法宣布破产。 2 第一章绪论 1 9 9 7 年m o r r i s 列出了1 2 条企业陷入财务危机的标志，其严重程度逐次递减 1 1 3 ( 1 ) 企业自愿申请破产清算，或者被指定接收者完全接收； ( 2 ) 企业股票在交易所被停止交易： ( 3 ) 针对持续经营，会计师出具了保留意见； ( 4 ) 与债权人发生债务重组； ( 5 ) 债权入寻求资产保全； ( 6 ) 违反债券契约，企业债券评级或信用评级下降，或发生了针对企业财 产或董事的诉讼； ( 7 ) 企业进行重组； ( 8 ) 重新指定董事，或者企业聘请企业诊断师对企业进行诊断； ( 9 ) 被接管( 当然不是所有被接管都预示企业陷入财务困境) ； ( 1 0 ) 企业关闭或出售其部分产业； ( 1 1 ) 减少或未能分配股利，或者对外报告损失； ( 1 2 ) 企业股票的相对市场价格出现下降。 r o s s 等人( 1 9 9 9 ) 则认为可以从四个角度定义企业的财务危机【l o 】：第一，企 业失败，即企业清算后仍无力支付债权人的债务；第二，法定破产，即企业和债 权人向法院申请企业破产；第三，技术破产，即企业无法按期履行债务合同；第 四，会计破产，即企业的账面净资产为负，资不抵债。而财务理论研究者定义财 务危机侧重点则不同。 g o r d o n ( 1 9 7 1 ) 指出财务危机状态为当企业盈利能力降低到某一水平点上，企 业将无法支付其利息和本金l l 引。 w r u e k ( 1 9 9 0 ) 给财务危机所下的定义是【l5 】：“企业现金流量不足以抵偿其现有 债务的情况，这些债务包括应付未付款、诉讼费用、违约的利息和本金等。财务 危机通常导致企业与其中至少一个债权人的重新谈判 。 k o s e ( 1 9 9 3 ) 认为财务危机应该指企业的流动资产不足以抵偿债务合同所要 求的支付条件，即企业现有流动资产与流动负债不匹配【1 6 1 。 b r e a l e y ( 1 9 9 1 ) 则说：“当给债权人的承诺无法实现或难以遵守时，就发生财 务危机。某些时候，财务危机会导致破产，某些时候，它仅仅只是如履薄冰”1 1 7 】。 后来的学者主要是从现金流量的角度来给财务危机下定义，但这些定义无论 在概念上，还是在内容上还都没有达成致。 企业一旦出现财务危机，在经营和财务上都有表现，因财务可以表现具体数 据，学者们多采用财务指标来反映和预测财务危机。 国内学者，例如陈静 3 6 1 、陈晓华、吴世农、李华中等，从投资者和监管 当局的角度出发，将特别处理( s t ) 的上市企业作为财务危机企业。 第一章绪论 2 财务风险的特征 财务风险是经济风险的一种，它不仅具有一般风险的特征，而且还有自身的 一些特性。 客观性。每个企业在整个生命周期都伴随着财务活动，这个过程是客观存在 的，只要企业从事财务活动，不管企业是否愿意冒风险，财务风险是不以人的意 志转移的，总是存在于企业生产经营活动过程中。 不确定性。尽管企业内财务风险客观存在，每项生产经营活动都可能会发生 损失，但是也可能损失并不会变为现实，或者说，损失发生的多少，损失发生的 概率都是个未知数，是不确定的。 收益性。企业面临的风险往往由企业决策人员的性格决定，根据对风险的偏 好程度把决策人员分为风险厌恶者、爱好者和中性者。在假设市场机制健全的情 况下，风险与收益是成正比的，即风险越大收益越高，风险越小收益越小。 3 财务预警的概念 经济学家构建经济预警系统，通过对宏观经济状况的分析，从各个方面预先 报告经济运行在未来可能出现的警情，使宏观经济有效运行；如果从企业这个微 观层次来研究经济预警，那么就称为企业预警，进一步将此概念细化，从财务角 度来进行企业预警，就产生了财务预警概念 4 0 】。，一 财务预警( f i n a n c i a lf o r e c a s t ) ，又称为“财务困境( 危机) 预警”，是以企业财 务报表数据为主要依据，综合利用其他相关信息，就算企业各种财务指标，最后 选取一些能够全面反映企业的经营状况的指标来预测企业经济活动中是否出现 的财务风险，从而提前向企业管理人员发出警告，提醒采取一定的措施，排除危 机，保证企业财务活动安全运行的一项管理活动。 财务预警系统运行起来一般包括以下几个过程： 诊断，诊断是指运行财务预警系统，判断企业是否存在财务风险，如果存在， 则跟踪企业的运营过程，检测企业运营的实际情况，并同计划中的目标进行对比， 从中发现出现偏差的根源，如果问题比较简单，则经营者立即采取对策，把问题 扼杀在摇篮中，以防引发重大后患；如果问题很严重，则进入下一个步骤。 警告，警告是根据诊断结果，向企业的决策部门或者相关管理人员发出警告 信号。这时，企业相关管理人员必须给予足够的重视，运用现代企业管理技术找 出企业运行中的弊端及其病根所在，企业经营者要对其知其然，更知其所以然， 并制定详尽的有效的计划策略，防止财务状况进一步恶化，以至彻底解决问题； 至于投资人，债权人等根据警示，判断问题的严重性，从而，做出相应的对策， 比如，企业的全部资产不能够偿还流动负债，已经不在企业的掌控范围之内，那 么此时企业的债权人，投资人和政府等则要提高警惕，对企业进行重新审视，做 出慎重的决策，它是一种风险性警示。 4 第一章绪论 保健，财务危机解决，并不意味着这项工作已经完成，它要求企业的管理人 员记录其发生原因、处理过程、所采取的各项措施，以及效果表现等，作为未来 类似情况的前车之鉴。这样，企业可吸取训，积累经验，避免以后产生同样的危 机，轻松地处理类似危机，不断增强企业的免疫能力与抵御风险能力 5 2 1 。 总之，企业财务预警系统不是完全智能化的，它需要企业的管理人员认真地 去实施，实施的方法不同，产生的结果也会不同，它只是起到促使企业将有限的 资源进行有效配置的作用。也就是说，财务预警行为本身无法替代管理者解决生 产、财务、营运等问题，而只能发出警报和提出建议与对策，财务危机的解决仍 需由企业管理者来完成【4 1 1 。 4 财务预警系统的特性 1 ) 可行性 财务预警系统的可行性是指为了保证企业财务活动不偏离目标轨道并正常 运行，企业财务管理所实施的行为是可以实现的，比如建立财务预警系统选取的 财务指标是能够获得的，只有可以操作，才能够保证企业财务活动可靠、安全运 行。 2 ) 预测性 财务预警系统的预测性是指财务预警系统跟踪企业的生产经营过程，在危害 企业财务关键因素出现之前，给以警示，提醒经营者早作准备或采取对策，避免 潜在的风险演变成现实的损失，起到未雨绸缪、防患于未然的作用。将损失降至 最低程度，为企业创造最大的收益。而不是在企业已经陷入危机，才予以警示的 特性。 3 ) 矫正性 财务预警系统不仅能够预测到财务危机，而且还能够帮助管理者及时寻找导 致财务状况恶化的根源，使经营者有的放矢，对症下药，制定有效的措施，阻止 财务状况的进一步恶化。 4 ) 保健性 在讲述财务预警系统的概念时，系统实施过程的第三步就是保健，总之，企 业财务预警系统除了能够预先告知经营者、投资者等相关人员企业组织内部隐藏 的危机之外，还能记录危机的根源、处理步骤、效果，以供企业经营者借型5 1 l 。 1 1 3 建立财务预警系统的意义 不仅研究企业成功的机理，也要研究企业失败的机理，从失败中吸取教训， 财务预警系统的研究及建立符合企业自身和其他企业相关利益者的利益需求，对 他们都有着重要的意义： 对企业自身而言，财务预警可以在企业运营过程中各种管理漏洞和失误、市 第章绪论 场需求减小等重大风险潜伏时发出警示，以提高管理人员的警惕性，调整企业经 营策略，做好防范措施，有效地预测、防范和控制企业财务风险的发生，减小财 务危机发生的概率，将财务危机造成的损失尽可能地降低到最小，使得企业能够 正常运营以致可持续发展。同时也培养了危机前的忧患意识，也减少了面对危机 时的忧虑和恐惧，锻炼了企业的领导和职工在对财务风险的处理能力。 对于投资人来说，他们在进行投资决策时，他们想知道欲投资的企业是否会 盈利从而获得期望的收益。如果投资的企业陷入财务危机意味着其不仅得不到投 资回报而且连投资资本也面临无法收回的危险。财务预警系统可以为其投资决策 提供依据，在发现财务危机萌芽后及时处理现有投资，避免更大的损失。根据预 警指标的动态分析及时撤走资金或谨慎投资，从而做出正确的投资选择。 对于债权人而言，如：银行等金融机构和债券持有人，我国企业的债务融资 在资本结构中占相当大的比重，债权人对进行贷款决策时，希望了解企业是否能 够偿还债务，他们的利益是否能够得到保障。如果此企业陷入财务危机，那么必 然会增加债权人呆账、坏账的风险，那么债权人将面临无法全额收回债务资金。 从而给自身造成极大的损失，尤其是银行贷款，一般数额比较大，一旦出现差错， 损失巨大。有了财物预警系统，银行就能在决定是否贷款时，度量企业的信用风 险，预测企业的财务风险。对于财务困境严重的企业，拒绝贷款，以免浪费资源， 使自己的利益遭受重大损失。其他债权企业同样也可以在这种财务预警系统实施 结果的警示下对债务人实施相应的措施，对应收账款进行有效管理。 对于监管部门，则也可以利用这种预警信息制定更有针对性的审计计划、执 行审计程序更加谨慎，降低审计风险，从而避免职业风险。对于上市公司，可以 帮助证券监管部门加强对事前监管，防止恶性事件的发生。 对于政府来说，财务预警可以帮助政府的相关部门评价企业的发展潜力、成 长性，清楚此地区的优势行业，着力投资发展成长性好的企业，同时，有效控制 对那些基本上没有发展前景的企业的政府援助，以减少国有资产流失，甚至勒令 一些不景气的企业破产处理。总之，使得资源的宏观配置更优化。 1 2 国内外财务预警的研究状况 虽然全球性的经济危机对中国的冲击相对较小，但是，客观地讲我国企业的 管理水平从整体来看，和欧美国家相比还存在一定的差距，有关财务预警的研究 设计方面，国内在理论和方法上相对滞后。所以财务预警系统是我国经济研究的 重要内容之一。对财务预警系统的研究主要集中于构建模型方面，利用各种数学 方法和工具，建立数学模型，对财务危机进行预测。 6 第一章绪论 1 2 1 国外财务预警的研究状况 西方经济学界自2 0 世纪3 0 年代起，就有学者陆续开始对企业财务预警进行 研究。其中先驱者当首推f i t z p a t r i c k ，他在1 9 3 2 年选取了1 9 家公司进行了单个 财务比率模型的判定。结果发现净利润股东权益和股东权益负债两个比率有较 强的判别能力【l 】。由于当时缺乏先进的计算技术，这项研究一直处于停滞状态， 直到1 9 6 0 年代中后期，财务危机判别研究才真正进入系统化阶段。 1 9 6 6 年美国的w i l l i a mb e a v e r ，在其论文“f i n a n c i a lr a t i o sa sp r e d i c t o r so f f a i l u r e 中提出单变量模式，这时财务预警系统才真正开始发展。采用该模式对 7 9 个财务失败企业和相同数量、同等资产规模阶段的企业进行比较，最后得出 债务保障率( 现金流量债务总额) 、资产收益率( 狰收益资产总额) 、资产负债 率( 债务总额资产总额) 三个指标值的来预测企业财务危机状况能力依次递减， 并且离破产日越近，预测能力越强【2 1 。单变量模式存在一些缺点，采用不同比率 预测公司的财务状况得出的结果可能会不同；或是当一个比率变好而另一个比率 变坏时，很难做出准确的预警。 由于单变量模式存在一定的缺陷，1 9 6 8 年e d w a r d a l t m a n 提出了多变量模式 ( m u l t iv a r i a b l em o d e l ) ，即将多元线性判别方法引入财务预警领域，他选用2 2 个 财务指标变量作为预测备选变量，通过对3 3 家破产公司和3 3 家非破产配对公司 的研究分析，最终确定了5 个财务指标变量作为预测变量，对这5 个指标加权汇 总为分值，称为z 值，此分值越低，企业破产的可能性越大。同时，还可以绘制 z 值的趋势图，预测企业的发展趋势。这就是构建的z s c o r e 模型。经过检验， 发现此模型的预测准确率比较高【3 】。因此，多变量分析方法被广泛采用，很多学 者并进一步发展了z s c o r e 多变量模型。如：e d m i s t e r 在1 9 7 2 年提出的小企业研 究模型4 j ；英国的塔夫勒( t a m e r ) 使用的预测比率为税前利润平均流动负债、 流动资产负债、流动资产总资产、现款交易间隔期和存货周转率等五项指标为 日本开发银行建立了破产预测模型【3 3 】；h o w a r dt i s s h a v o 模型使用了息税前利润 负债总额比率、销售利润率、营运资本净额负债总额、( 流动资产存货) 营运 资本净额和速动比率等五大类指标；a l e x a n d e rb a t h o r y 模型使用了( 税后利润+ 折旧) 流动负债、税前利润营运资本、股东效益流动负债、有形资产净值负债 总额、营运资本总资产等五大比率。1 9 7 7 年a l t m a n 又提出了种更准确预测企 业财务困境的新模型，它包括了经营收益总资产、收益稳定性、利息保障倍数、 留存收益总资产、资产流动率、普遍股权益总资本、普通股权益总资产这7 项 比率【9 】。但是，每个模型都不是十全十美的，同样，多变量模式也有它的不足之 处：该模式要求自变量服从多元正态分布，但这个严格的条件大多数财务指标并 第一章绪论 不满足；其次，对于破产前两年的预测准确率比较高，而两年以上的预测不确定 比较高。 为了克服多元线性判别方法的缺点，研究者们提出了条件概率模型，主要有 对数成败比率模型( l o g i t ) 和概率单位模型( p r o b i t ) 两种统计方法。它们都是 建立在累积概率函数的基础上，一般运用最大似然估计。1 9 8 0 年o h l s o n 采用l o g i t 模型，对1 9 7 0 1 9 7 6 年破产的1 0 5 家企业和未破产的2 0 5 8 家企业，使用了9 个 自变量分析各个企业在破产概率区间上的分布情况，最后，他得出的结论是：至 少有4 类显著影响公司破产概率的变量，公司规模、资本结构、业绩和当前资产 的变现能力p j 。 1 9 8 0 年，a h a r o n y 、j o n e s 和s w a r y 提出了基于市场收益率方差的破产预测 模型。他们选取了1 9 7 0 1 9 8 0 年间4 5 家破产公司和6 5 家非破产公司作为研究样 本，把样本公司相应地分成训练和检测两组，结果发现在正式的破产公告日前4 年内，破产公司的股票市场收益率方差与一般公司存在差异。还有，越接近破产 公告日时，破产公司的股票市场收益率方差越大。他们的研究为财务困境预测开 辟了新的方向，但是，模型的误判率较高【6 】。 1 9 8 3 年z m i j e w s k i 选用1 9 7 2 1 9 7 8 年的7 2 家破产企业和3 5 7 3 家非破产企业 作为样本。采用7 5 个变量并分成1 0 类进行预测研究，首先计算了两类企业破产 前一年的各个财务比率的均值，然后对两类企业的数据进行f 检验，最后用单变 量分析计算每一个变量的判别正确率。研究结果表明，破产与非破产企业之间有 四类财务比率有明显的差别，这四类财务比率是：回报率、财务杠杆( d f l ) 、 固定收入保障和股票回报率。1 9 8 4 年z m i j e w s k i 又采用p r o b i t 分析模型，用逻辑 比分析方法对财务预警系统进行了进一步的探索1 7 】。 1 9 8 8 年，a z i z 、e m a n u e l 和l a w s o n 有关财务预警系统的研究：发展了基于 现金流量预测企业破产的模型。公司的价值等于通过公司经营在未来实现的现金 流量的净现值。公司破产的实质是在债务到期时公司没有足够的现金支付，并且 又无其它途径获得资金来支付。他们把破产公司和非破产公司的数据进行配对， 发现在破产前5 年内两类公司经营现金流量均值和现金支付的所得税均值有显 著的差异。产生这个结果的原因是破产公司与非破产公司因投资质量和经营效率 的差异，经营性现金流量不同。这说明当前的现金流量确实反映了未来的财务状 况，也就是说现在和过去的现金流量应能很好地反映公司的价值和破产概率。 a z i z 、e m a n u e l 和l a w s o n 又于1 9 8 9 年比较了z 模型、z e t a 模型、现金流量， 发现现金流量模型的效果较好i 1 9 】。 1 9 8 8 年m e s s i e r 和h a n s e n 将专家系统首次引入到财务困境预测领域。 19 9 3 年c h e n 和l e e 在石油天然气行业选取了1 9 8 0 19 8 8 年间17 5 家企业， 第一章绪论 利用生存分析法( s u r v i v a la n a l y s i s ) 研究财务预警系统，结论是流动性比率、财 务杠杆比率、营业现金流、开采成功率、企业历史和规模对企业能否存活影响巨 大【8 1 。 1 9 9 8 年，m o s s m a n 、b e l l 、s w a r t z 和t u r t l e 在研究中比较了财务指标类、现 金流量类、市场收益率信息类三类模型进行预测财务困境的效果，并提出了集三 类模型于一体的混合模型，此模型在预测财务困境时，结果并不十分理想，发现 令人完全满意的预测模型不存在，现金流量类模型在破产前两三年里的预测能力 较稳定，而财务指标类模型在破产前一年的判断能力最强，市场收益率类模型效 果最差f 1 8 】。 19 9 8 年f r a n c o 和v a r e t t o 应用遗传算法在这方面进行尝试。19 9 8 年v e r m e u l e n 等使用了多因素分析模型来构建财务预警系统。2 0 0 1 年j o h ns t e p h e ng r i e e 等对 a l t m a n 模型有效性的检验，以及对o h l s o n 模型和z m i j e w s k i 模型局限性的分析 等等。这些研究推动了财务困境理论在西方的发展。 随着统计数学、数据仓库、数据挖掘技术的飞速发展，现代学者已经把各种 统计方法、数据挖掘方法融合用在了财务预警系统的研究和设计中。纯理论的研 究成果很快地运用到实践中。 1 2 2 国内财务预警的研究状况 在国内，受证券市场发展的影响，对财务预警的研究起步较晚。近些年来我 国也在上市公司财务危机的预警方面作了许多工作，极大地推动了我国有关财务 预警系统研究的发展，但总的来说，与西方相比较国内研究还相对滞后。 最早是在1 9 8 6 年，吴世农、黄世忠在中国经济问题发表了一篇文章， 首次在我国介绍了企业破产的分析指标和预测模型【3 4 1 。1 9 9 0 年，国家自然科学 基金委员会管理科学组先后支持余廉等人从事企业预警研究，并于19 9 9 年出版 了企业预警管理丛书。之后我国学者真正开始了对财务预警的研究，并取得了一 定的成果。 1 9 9 6 年，周首华、杨济华发表了论财务危机的预警分析叫分数模式， 提出了f 分数模型，此模式借鉴了a l t m a n 的z s c o r e 模型，改进之处则是它根据 企业现金流量的变动情况，调整和更新z s c o r e 模型中资产报酬率、总资产报酬 率指标，也取得了一定的效果【3 纠。 1 9 9 9 年，陈静是我国第一个对上市公司进行研究设计财务预警系统的学者。 她选择了1 9 9 8 年的2 7 家s t 公司和2 7 家非s t 公司为研究对象，对这5 4 家上 市公司1 9 9 5 1 9 9 7 年的财务报表数据，进行了单变量分析和二类线性判定分析。 在单变量判定分析中，通过检测预测结果，发现流动比率和负债比率的误判率最 9 第一章绪论 低；而采用多元线性判定分析的结论是用负债比率、净资产收益率、流动比率、 营运资本总资产、总资产周转率6 个指标来构建的模型预测准确率比较耐3 6 】。 但她在检测模型预测正确率时采用的样本是构建模型时采用的训练样本，这样就 会高估预测正确率。 2 0 0 0 年，张玲以1 2 0 家公司为研究对象，选择1 5 个财务指标，使用其中6 0 家公司的财务数据估计二类线性判别模型，此模型是根据上市公司被特别处理前 一年的数据来对下一年该公司是否会特别处理进行预测，最后使用另外6 0 家公 司作为检测样本对模型预测正确率进行检验，发现模型具有超前4 年的预测效果 1 3 7 】 o 2 0 0 0 年，陈瑜运用单变量分析和多元分析分别对我国证券市场中的s t 公司 进行了预测，最后发现多元模型的预测能力比较强。 2 0 0 0 年陈晓等将多元逻辑回归模型引入上市公司的财务困境预测。 2 0 0 1 年张爱民借鉴了a l t m a n 的多元z s c o r e 值模型，用主成分分析法建立 了主成分预测模型。 2 0 0 1 年，黄岩等采用了f i s h e r 判别分析，以沪、深股市的上市公司为样本， 建立了我国工业类上市公司财务失败预测模型，并给出了所研究上市公司的z 值范围l 矧。 2 0 0 1 年，吴世农和卢贤义，又以我国上市公司为研究对象，选取了7 0 家处 于财务困境的公司和7 0 家非财务困境的公司为样本，通过单变量判定分析，确 定了6 个预测指标，再分别应用f i s h e r 线性判定分析、多元线性回归分析和多元 逻辑回归分析三种方法建立三种预测财务困境的模型。其结论是三种模型都能在 财务困境发生前发出相对准确的预测，并且多元逻辑回归分析预测模型的预测效 果最好1 邛j 。 2 0 0 1 年，李华中选择两种距离判别方法：贝叶斯方法和费歇方法，两种回 归判别方法：l o g i t 方法和t o b i c 方法，进行实证研究，结果发现模型判别的平 均误判率为5 6 6 ，而模型预测的误判率为1 4 5 ，表明模型在财务预警系统的 研究设计中很有效，具有很强的判别分类能力【4 3 1 。 2 0 0 1 年，姜秀华与孙铮，选取了在沪深证券交易所2 0 0 0 年被实施s t 的4 2 家上市公司和非s t 的4 2 家配对公司，不仅选取了毛利率、其它应收款与总资 产的比率、短期借款与总资产的比率、还将表征公司治理结构的变量股权集中系 数引入l o g i s t i c 判别模型，设定概率o 1 为最佳分割点，如果模型估计的概率 p 0 1 0 ，则判定为s t 公司；如果估计概率p t o ，且d ( x a ，x b ) = 0 ，当且仅当黾6 ； d ( x a ，x b ) = a ( x b ，x a ) ； m 口，渤) 撒口，x i ) + 撒f ，奶) 。 在聚类分析中，可以选择明可斯基距离 r 。，、 咖 d ( x a ，x b ) = i k 一户l 公式( 3 - 2 ) l ，暑lj 当矿1 时为海明距离，p = 2 时为欧氏距离。这里我们选择欧氏距离，所以相 似矩阵即为距离矩阵，本文把距离矩阵存储起来，那么只需计算一次样本之间的 距离。从而大大减少了工作量。 3 1 3k 中心算法的过程 k - 中心算法的基本思想是，设定一个中心点的初始集合，然后反复地用非中 心点样本来替代中心点，下面介绍种比较简单的k 中心点算法i 删： 第三章为分类模型准备训练集 ( 1 ) 计算距离矩阵胪p 曲l 。，并输入聚类数后； ( 2 ) 随机选择k 个真实的样本作为k 个簇的初始的中心点； ( 3 ) 将非中心点的样本指派给离它最近的中心点所在的簇； ( 4 ) 随机地选择非中心点的样本蝴，计算用渤替换中心点x ，的总代价尺c k r g f ：p 加一d 印) 公式( 3 - 3 ) t = l p e ( s 其中，x ，是簇g 的中心点，p 也为此簇中的样本。 如果r c h , o ，那么用渤替换x f 作为中心点。 ( 5 ) 重复步骤( 3 ) 、( 4 ) ，直到聚类结果不发生变化。 3 2 决策树分析 决策树是通过一系列规则对数据进行分类的方法，最早是一种用来表示人们 为了做出某个决策而进行的一系列判断过程的树形图。数据挖掘中决策树方法的 基本思想是利用训练集数据构造决策树，其中把对训练集中属性范围的统计作为 判别条件，然后把实例输入到这个决策树中，根据这些判别条件，来判断此实例 所属的类别。它提供了一种展示“在什么条件下会得到什么值这类规则的方法。 通过聚类分析各企业的状况得到三个组，但是并没结果说明各组所代表的含 义，而决策树是用样本的属性作为节点，用属性的取值作为分支的树结构，从树 的根节点开始，按照样本属性的取值，逐渐沿着决策树向下，直到树的叶结点， 可以一目了然地看到各组的属性取值范围。 由于只是采用决策树法查看各组的属性范围，所以本文采用比较简单的 c 4 5 ，c 4 5 方法引进了信息论中的信息增益，作为属性判别能力的度量，从而根 据属性的判别能力来构建决策树：判断能力强( 即信息增益率大) 的属性，在决 策树中的层次越低；构建完决策树之后，由于不一致、噪声等的影响，决策树一 般比较复杂。所以进行剪枝处理来对其进行简化；构建决策树的最终目的是获得 知识，在这里是指，抽取到分类的规律。 3 2 1 构造决策树 根据属性的判别能力来构建决策树：判断能力强( 即信息增益率大) 的属性， 在决策树中的距离根节点越近。 信息增益率的计算方法【4 5 1 如下： 各类别表示为甜，样本置的各属性名为4 ( f 表示第f 个样本，表示第，个 属性) ，h 为样本的总个数，i u i 为类别“，中样本的个数。 第三章为分类模型准备训练集 1 ) 类别的信息熵： i n f o ( u ) = - 尸0 ，) t o g 。尸 ，) 公式( 3 _ 4 ) ， 其中：尸向= u ，h ； 2 ) 类别条件熵： ( 1 ) 属性4 为连续型属性，它的取值 为，x 2 ，) ，通常将连续型属 性值“离散化”， ( 2 ) 寻找该连续型属性的最小值，并将它赋值给变量r a i n ，寻找该连续型属 性的最大值，并将它赋值给变量m a x ， ( 3 ) 每个属性4 的取值而都把把整个区间分为乃。= r a i n ，劫】和毛：= 嘞，m a x 两个区间。其中，= 1 ，2 ，拧。 ( 4 ) i n f o ( 而) = r1 一 p 吗。) e e c u ，b 。，l 。g p ( u ，i 弓。) + p 吗：) p 似i 弓：夕l 。g p ( u ，i 乃： l i， j 公式( 3 5 ) 3 ) g a i n ( 却) = i n f o ( u ) 一i n f o ( 勖) ，选择m a x g a i n ( x o ) ( 卢1 ，n ) 作为属性4 的信息增益，乃l ，殛作为属性4 节点的分割。 决策树的节点如图3 1 所示： 图3 1 决策树节点 4 ) 属性4 的信息熵： s p l i t _ _ i n f o ( a j ) = 一“，) l o gp ( , j 。j + p 佛2 ) l o gp ( 7 _ ：, j 2 夕j 5 ) 信息增益率g a i n _ r a t i o = i n f o ( 即) s p l i ti n f o ( a j ) 3 2 2 决策树剪枝 公式( 3 6 ) 公式( 3 7 ) 为了得到简洁的决策树，使得结果更加容易理解。c 4 5 采用后剪枝算法对 生成的初始决策树进行剪枝。 第三章为分类模型准各训练集 假设初始决策树有m 层，剪枝的过程可以描述为，每个子树被叶节点代替， 并以子树中出现概率最高的类别作为该叶结点的类别，这时会有误判，误判率为 1 ( 该子树中属于此叶节点类别的实例数此子树所包含的实例总数) ，计