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基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融資需求預(yù)測(cè)研究

2024-12-31 00:00:00李敏惠張彥山田鈺茹
中國(guó)管理信息化 2024年9期
關(guān)鍵詞:制造業(yè)企業(yè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

[摘 要]資金是企業(yè)的血液,資金管理貫穿于企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的始終,資金管理水平直接影響企業(yè)的發(fā)展水平。制造業(yè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,其發(fā)展水平代表了我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,因此,研究制造業(yè)企業(yè)的融資需求問題尤為重要。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性、動(dòng)態(tài)性、自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。文章以傳統(tǒng)銷售百分比法為理論基礎(chǔ),構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)指標(biāo)體系,選取

3 537家制造業(yè)上市公司2013年至2022年的樣本數(shù)據(jù),利用MATLAB數(shù)學(xué)分析軟件對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和仿真實(shí)驗(yàn),構(gòu)建基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)模型,利用MATLAB編寫代碼,同時(shí)與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種回歸預(yù)測(cè)模型進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)制造業(yè)企業(yè)融資需求的預(yù)測(cè)效果較好。

[關(guān)鍵詞]制造業(yè)企業(yè);BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);融資需求預(yù)測(cè)

0" " "引 言

世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展史表明,制造業(yè)興,則經(jīng)濟(jì)興、國(guó)家強(qiáng);制造業(yè)衰,則經(jīng)濟(jì)衰、國(guó)家弱。制造業(yè)是立國(guó)之本、強(qiáng)國(guó)之基,是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。經(jīng)過新中國(guó)成立70多年特別是改革開放40多年以來的努力奮斗,我國(guó)制造業(yè)發(fā)展取得舉世矚目的成就。我國(guó)是全世界唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國(guó)家,制造業(yè)規(guī)模居全球首位。以強(qiáng)大制造能力為基礎(chǔ),我國(guó)在全球商品貿(mào)易市場(chǎng)中所占份額不斷提升,成為制造業(yè)第一大國(guó)、貨物貿(mào)易第一大國(guó)。我國(guó)用幾十年的時(shí)間走完了發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)装倌曜哌^的工業(yè)化歷程,制造業(yè)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展所取得的巨大成就,有力支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、綜合國(guó)力不斷提高、人民生活不斷改善。黨的十八大以來,以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視制造業(yè)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著我國(guó)發(fā)展的內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生變化,當(dāng)前我國(guó)正處于制造業(yè)要素成本不斷升高以及制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力過大的關(guān)鍵階段,為了實(shí)現(xiàn)推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),由制造業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo),需確保在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中做好資金配置。財(cái)務(wù)預(yù)測(cè)是融資計(jì)劃的前提,它主要用來估計(jì)企業(yè)未來的融資需求。企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)是企業(yè)財(cái)務(wù)管理中的重要內(nèi)容,對(duì)于任何企業(yè)而言,充足的資金是維持其自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的必要條件。企業(yè)銷售增加時(shí),要相應(yīng)增加流動(dòng)資產(chǎn),甚至還需增加固定資產(chǎn)。為取得擴(kuò)大銷售所需增加的資產(chǎn),企業(yè)要籌措資金。企業(yè)只有提前了解自身的融資需求,才能制訂科學(xué)合理的融資計(jì)劃,做到未雨綢繆,否則很可能出現(xiàn)現(xiàn)金短缺或者資金周轉(zhuǎn)不靈的問題,甚至導(dǎo)致企業(yè)陷入財(cái)務(wù)危機(jī)。

目前,很多企業(yè)在進(jìn)行融資需求預(yù)測(cè)時(shí)使用的是因素分析法、資金習(xí)性預(yù)測(cè)法、銷售百分比法等。因素分析法是以基期年度的平均融資需求為基礎(chǔ),根據(jù)預(yù)測(cè)年度的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況和資金周轉(zhuǎn)速度的要求,進(jìn)行分析調(diào)整,來預(yù)測(cè)融資需求量的一種方法。這種方法計(jì)算簡(jiǎn)便,容易掌握,但預(yù)測(cè)結(jié)果不太精確。資金習(xí)性預(yù)測(cè)法是指根據(jù)資金習(xí)性預(yù)測(cè)未來融資需求的一種方法,所謂資金習(xí)性,是指融資需求的變動(dòng)同產(chǎn)銷量變動(dòng)之間的依存關(guān)系。按照融資需求同產(chǎn)銷量之間的依存關(guān)系,可以把資金區(qū)分為不變資金、變動(dòng)資金和半變動(dòng)資金,然后結(jié)合預(yù)計(jì)的銷售量來預(yù)測(cè)融資需求。銷售百分比法是一種在分析報(bào)告年度資產(chǎn)負(fù)債表有關(guān)資產(chǎn)、負(fù)債項(xiàng)目與銷售額關(guān)系的基礎(chǔ)上,假設(shè)經(jīng)營(yíng)性的資產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)性的負(fù)債與銷售額存在穩(wěn)定的百分比關(guān)系的基礎(chǔ)上,預(yù)計(jì)未來收入的增長(zhǎng)率,來預(yù)測(cè)計(jì)劃期融資需求的方法。實(shí)際上,銷售百分比法是資金習(xí)性預(yù)測(cè)法的具體運(yùn)用。本文主要基于銷售百分比法,確定企業(yè)融資需求的影響因素,嘗試運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)的融資需求預(yù)測(cè)模型。

1" " "文獻(xiàn)回顧

1.1" "企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)相關(guān)理論研究

國(guó)外對(duì)企業(yè)資金融資需求方面的研究起步較早,研究數(shù)量和對(duì)象也比較廣泛,單純研究銷售百分比法和線性回歸法等財(cái)務(wù)預(yù)測(cè)方法的文獻(xiàn)比較少,研究融資效率方面的文獻(xiàn)較多。Wang,et al通過建立LightGBM模型來預(yù)測(cè)186家企業(yè)的融資風(fēng)險(xiǎn)狀況,為了比較LightGBM對(duì)企業(yè)融資風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)性能,在同一數(shù)據(jù)集上使用k-近鄰算法、決策樹算法和隨機(jī)森林算法進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明,LightGBM在企業(yè)融資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的幾個(gè)指標(biāo)上都比其他三種算法有更好的預(yù)測(cè)結(jié)果,從而使企業(yè)能有效提高融資效率、改善融資環(huán)境[1]。Pang,et al通過構(gòu)建包括抗風(fēng)險(xiǎn)能力、內(nèi)部管理、財(cái)務(wù)制度、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、短期債務(wù)、長(zhǎng)期債務(wù)、實(shí)收資本產(chǎn)權(quán)比、綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率等可變指標(biāo)在內(nèi)的評(píng)價(jià)體系,運(yùn)用DEA模型對(duì)企業(yè)的融資效率進(jìn)行了分析[2]。國(guó)內(nèi)對(duì)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)方面的研究,是從不同角度對(duì)傳統(tǒng)銷售百分比法和線性回歸分析法進(jìn)行了有益的探索,熊金糧等根據(jù)創(chuàng)業(yè)企業(yè)融資特點(diǎn),在盈虧平衡分析原理的基礎(chǔ)上,探討了一種符合創(chuàng)業(yè)企業(yè)實(shí)際情況的融資需求預(yù)測(cè)方法和現(xiàn)金流量平衡分析法,同時(shí)運(yùn)用這種方法對(duì)一個(gè)具體的創(chuàng)業(yè)企業(yè)融資預(yù)測(cè)的案例進(jìn)行分析[3]。黃明卿、石松華根據(jù)預(yù)測(cè)期的銷售收入及基期相關(guān)銷售百分比計(jì)算出預(yù)測(cè)期的相關(guān)資產(chǎn)、負(fù)債和所有者權(quán)益等項(xiàng)目的金額,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用會(huì)計(jì)公式:“外部融資需求=預(yù)計(jì)總資產(chǎn)-預(yù)計(jì)總負(fù)債-預(yù)計(jì)股東權(quán)益”計(jì)算外部融資需求[4]。高凡修基于銷售百分比法和回歸分析法,提出了構(gòu)建Excel模板自動(dòng)測(cè)算資金需要量的方法,提高了企業(yè)制訂融資計(jì)劃的工作效率[5]。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者嘗試新的方法對(duì)企業(yè)融資需求進(jìn)行預(yù)測(cè),韓丹運(yùn)用GM(1,1)模型來預(yù)測(cè)企業(yè)融資需求,克服了傳統(tǒng)銷售百分比預(yù)測(cè)方法的缺陷,提高了企業(yè)財(cái)務(wù)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度[6]。

1.2" "BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的相關(guān)研究

以Rumelhart和McClelland為首的科學(xué)家提出了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念,通過對(duì)人類大腦神經(jīng)系統(tǒng)信息處理機(jī)制的模仿,使其具有較好的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、聯(lián)想記憶、并行處理和非線性轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)使用最為廣泛的機(jī)器學(xué)習(xí)模型之一。近年來,國(guó)內(nèi)外關(guān)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究范圍十分廣泛,Xu,et al基于變電站工程數(shù)據(jù)空間的概念,研究了變電站工程靜態(tài)總投資智能預(yù)測(cè)的影響因素,構(gòu)建了變電站工程的靜態(tài)總投資預(yù)測(cè)模型,在優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的基礎(chǔ)上,以提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)精度和收斂速度,能夠更加準(zhǔn)確預(yù)測(cè)變電站工程造價(jià)從而有效保證工程資金的精細(xì)化運(yùn)行[7]。Han,et al選擇BA優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法建立預(yù)測(cè)模型,研究庫存需求分析,通過對(duì)庫存需求影響因素?cái)?shù)據(jù)的訓(xùn)練,探索庫存需求與各影響因素之間的復(fù)雜關(guān)系,以獲得有效的庫存管理和控制措施。并利用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行模型測(cè)試,驗(yàn)證模型的有效性[8]。Quan,et al在傳統(tǒng)反向傳播(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,結(jié)合改進(jìn)的粒子群優(yōu)化(PSO)算法,基于智能制造企業(yè)中供應(yīng)商的背景,以供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ),構(gòu)建了基于DPMPSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能制造企業(yè)供應(yīng)商效率評(píng)價(jià)模型。通過利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法研究供應(yīng)商效率的評(píng)價(jià)方法,促使企業(yè)不斷整合資源,提高供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力[9]。吳東平等在CSF理論基礎(chǔ)上,建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PPP項(xiàng)目績(jī)效評(píng)價(jià)方法,并利用仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試其性能。仿真結(jié)果表明,該方法顯著提升了PPP項(xiàng)目績(jī)效評(píng)價(jià)的精確度和效率,具有較高的應(yīng)用價(jià)值[10]。姚爽等基于制造業(yè)整體特征,在傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上對(duì)輸入指標(biāo)運(yùn)用因子分析進(jìn)行降維優(yōu)化處理,通過蝙蝠算法優(yōu)化傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)權(quán)值問題,構(gòu)建制造業(yè)上市公司信用風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的FA-BA-BP模型,并且以60家制造業(yè)上市公司為樣本,進(jìn)行實(shí)證研究[11]。高燕等以A股制造企業(yè)為樣本,構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)警財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn),并以一汽夏利(現(xiàn)中國(guó)鐵物)為例進(jìn)行分析,提出防范風(fēng)險(xiǎn)的建議[12]。鄭明貴等結(jié)合基于灰色關(guān)聯(lián)分析和ARIMA-GM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型,選取2002—2021年中國(guó)人均GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化率、潤(rùn)滑脂產(chǎn)量、陶瓷產(chǎn)量、玻璃產(chǎn)量、空調(diào)產(chǎn)量、鋰離子電池產(chǎn)量和新能源汽車產(chǎn)量作為需求情景預(yù)測(cè)的主要驅(qū)動(dòng)變量,對(duì)中國(guó)2025—2035年碳酸鋰需求進(jìn)行預(yù)測(cè),在此基礎(chǔ)上提出了針對(duì)性的政策建議[13]。

1.3" "研究述評(píng)

綜上所述,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型無論是在工程領(lǐng)域還是在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用都十分廣泛,取得了很多成果。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是從非線性回歸的角度來建立模型,其結(jié)構(gòu)相對(duì)于線性回歸來說比較復(fù)雜,主要包含輸入層、隱藏層和輸出層,通過改變隱藏層的權(quán)值建立輸入層和輸出層之間的關(guān)系。它利用生物學(xué)神經(jīng)元的思想以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)雜信息進(jìn)行非線性表示,分析相關(guān)變量間的相互作用關(guān)系,從而得出相關(guān)變量與預(yù)測(cè)結(jié)果間的因果關(guān)系,具備自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力。人工智能技術(shù)在會(huì)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用有效提升了財(cái)務(wù)工作效率、質(zhì)量以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策水平,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用能提升制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,解決歷史數(shù)據(jù)不足問題,也能為企業(yè)的資金配置指明方向。銷售百分比法的不足之處是,經(jīng)營(yíng)資產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)負(fù)債會(huì)隨著營(yíng)業(yè)收入的變化而變化,但這種變化并不一定是固定比例。并且在使用傳統(tǒng)銷售百分比法的時(shí)候,也沒有說明如何做出或者如何得出預(yù)測(cè)的銷售收入,可見,在使用銷售百分比法時(shí),預(yù)期銷售收入存在很大的隨意性和主觀性。企業(yè)融資需求測(cè)算一般會(huì)用到回歸分析法,回歸分析法運(yùn)用的前提是敏感項(xiàng)目與銷售額之間基本保持線性關(guān)系,否則研究就沒有意義。一些學(xué)者嘗試在銷售百分比法和回歸分析法的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正,或者運(yùn)用別的模型來嘗試測(cè)算企業(yè)的融資需求。在此背景下,本研究基于傳統(tǒng)銷售百分比法,在得到影響企業(yè)融資需求因素的基礎(chǔ)上,構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融資需求預(yù)測(cè)的模型,借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、建模和分析,用于指導(dǎo)預(yù)測(cè)制造業(yè)企業(yè)融資需求的實(shí)務(wù)工作,是理論與實(shí)踐的高度融合,研究成果具有較強(qiáng)的客觀性和應(yīng)用價(jià)值,充分挖掘和利用了大數(shù)據(jù)潛在的價(jià)值,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2" " "制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)指標(biāo)體系和模型構(gòu)建

2.1" "指標(biāo)體系構(gòu)建與數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.1.1" "指標(biāo)構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

本文基于傳統(tǒng)銷售百分比法,將制造業(yè)企業(yè)融資需求影響因素劃分為:本年凈經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn)影響因素、本年收入及收入增長(zhǎng)因素兩個(gè)方面,基于收入可持續(xù)增長(zhǎng)率計(jì)算公式(可持續(xù)增長(zhǎng)率=營(yíng)業(yè)凈利率×期末總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率×期末總資產(chǎn)期初權(quán)益乘數(shù)×本期利潤(rùn)留存率),將收入增長(zhǎng)因素細(xì)化為營(yíng)業(yè)凈利率、總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、權(quán)益乘數(shù)以及利潤(rùn)留存率等4個(gè)指標(biāo)。影響制造業(yè)企業(yè)融資需求(下一年凈經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn)-本年凈經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn))預(yù)測(cè)的主要指標(biāo)有7個(gè),分別是:經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)性負(fù)債、營(yíng)業(yè)收入、營(yíng)業(yè)凈利率、總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、權(quán)益乘數(shù)以及利潤(rùn)留存率(如表1所示)。

2.1.2" "數(shù)據(jù)的預(yù)處理

本文選取3 537家制造業(yè)上市公司2013至2022年的樣本數(shù)據(jù)并對(duì)下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,刪除存在缺失值和異常值的數(shù)據(jù),一共整理出7 114條數(shù)據(jù),其中訓(xùn)練集有4 800條數(shù)據(jù),測(cè)試集有2 314條數(shù)據(jù)。以上述7個(gè)指標(biāo)作為輸入,制造業(yè)企業(yè)的融資需求作為輸出,采用MATLAB的內(nèi)置函數(shù)mapminmax進(jìn)行歸一化處理。

其中,P_train 為訓(xùn)練集輸入層數(shù)據(jù),p_train為訓(xùn)練集輸入層數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果,P_test為訓(xùn)練集輸出層數(shù)據(jù),p_test 為訓(xùn)練集輸出層數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果;同理,T_train 為訓(xùn)練集輸入層數(shù)據(jù),t_train為訓(xùn)練集輸入層數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果,T_test為訓(xùn)練集輸出層數(shù)據(jù),t_test 為訓(xùn)練集輸出層數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果。ps_input和ps_output內(nèi)分別保存訓(xùn)練集和測(cè)試集歸一化的轉(zhuǎn)換規(guī)則。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),預(yù)測(cè)的誤差使用均方誤差來表示。均方誤差MSE(MeanSquare Error)是一種常見的誤差函數(shù)表示方法,在均方誤差中,yi為實(shí)際值,為預(yù)測(cè)值,其公式為:

(1)

2.2" "BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理和預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

2.2.1" "BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)過程,一個(gè)是數(shù)據(jù)信息的正向傳播過程,另一個(gè)是誤差的反向傳播過程。輸入層接收到來自數(shù)據(jù)的輸入向量,將信息正向傳播給下一層,隱藏層接收到數(shù)據(jù)信息通過非線性變換,將信息傳遞給輸出層。輸出層通過計(jì)算實(shí)際值與預(yù)測(cè)值間的誤差,按誤差梯度下降的方式修正各層權(quán)值,向隱藏層、輸入層逐層反傳,從而修改權(quán)值,擬合正確數(shù)據(jù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過信息流的正向傳播和誤差流的反向傳播不斷地交替,在計(jì)算過程中逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),從而更好地反映輸入層和輸出層之間的關(guān)系。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三層感知器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)突出優(yōu)點(diǎn)就是具有很強(qiáng)的非線性映射能力和柔性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)的中間層數(shù)、各層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)可根據(jù)具體情況任意設(shè)定,并且隨著結(jié)構(gòu)的變化,其性能也有所不同,常應(yīng)用于函數(shù)逼近、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)壓縮等。對(duì)于許多技術(shù)領(lǐng)域中存在的無法用數(shù)學(xué)方法描述某一輸入輸出系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)律的問題,多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

2.2.2" "BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)MATLAB代碼如圖2所示。

將經(jīng)過歸一化處理后的7個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)放入輸入層,利用企業(yè)融資需求實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。通過反復(fù)測(cè)試比較各種不同隱藏層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)及其他參數(shù)影響下對(duì)輸出結(jié)果的目標(biāo)偏差率,最后確認(rèn)了隱藏層層數(shù)為3,每層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為3,目標(biāo)偏差率為10-6,學(xué)習(xí)率為0.8,訓(xùn)練循環(huán)頻次為1 000次,函數(shù)為trainlm時(shí)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是目前最佳的預(yù)測(cè)模型,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練界面如圖3所示。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括3個(gè)隱藏層,每個(gè)隱藏層的單元個(gè)數(shù)為2,輸出層只有一個(gè)節(jié)點(diǎn),即企業(yè)融資需求的預(yù)測(cè)結(jié)果。訓(xùn)練過程中樣本數(shù)據(jù)的劃分方式為隨機(jī)劃分,訓(xùn)練采用Levenberg-Marquardt算法,使用均方誤差評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果。

圖4展示了使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)制造業(yè)企業(yè)融資需求進(jìn)行預(yù)測(cè)中選取的指標(biāo)和總體預(yù)測(cè)結(jié)果的相關(guān)性分析,其中訓(xùn)練集和測(cè)試集的預(yù)測(cè)結(jié)果相關(guān)程度值R分別為0.903 17、0.877 07,總體的預(yù)測(cè)結(jié)果相關(guān)程度值R為0.887 6,說明構(gòu)建的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)融資需求模型能較好表現(xiàn)出樣本數(shù)據(jù)間的非線性映射關(guān)系。圖5展示了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算得到的融資需求預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的對(duì)比結(jié)果以及均方誤差值。

3" " "RBF和CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)對(duì)比分析

3.1" "RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理和預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

3.1.1" "RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理

RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以徑向基函數(shù)作為激活函數(shù)的一種前饋式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),每個(gè)基函數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)。徑向基函數(shù)指取值僅依賴于離原點(diǎn)距離的實(shí)值函數(shù),即

φ(x)=φ(||x||),也可定義為空間中任一點(diǎn)x到某一中

心ci之間歐氏距離的單調(diào)函數(shù),即φ(x, ci)=φ(||x-ci||),

也可以是離任意點(diǎn)的距離,一般使用歐氏距離,也可以是其他距離函數(shù),任何滿足該特性的函數(shù)φ都叫作徑向基函數(shù)。常見的徑向基函數(shù)包括高斯函數(shù)、反演S型函數(shù)和擬多二次函數(shù)等:

(2)

(3)

(4)

其中r=||x-ci||,σ稱為徑向基函數(shù)的擴(kuò)展函數(shù)(方差),它反映了函數(shù)圖像的寬度,σ越小,寬度越窄,函數(shù)越具有選擇性。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三層結(jié)構(gòu)中,主要用RBF作為隱單元的“基”構(gòu)成隱藏層空間,將低維空間的輸入向量變換到高維空間中,不需要通過權(quán)連接,使低維空間線性不可分的問題在高維空間內(nèi)線性可分,即核函數(shù)的思想,然后用輸出層進(jìn)行線性劃分,完成任務(wù)功能。以高斯函數(shù)為例,RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三層感知器結(jié)構(gòu)如圖6所示。

RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)在于從輸入層到隱藏層的變換是非線性的,而從隱藏層到輸出層的變換是線性的,即網(wǎng)絡(luò)的輸出是隱單元輸出的線性加權(quán)和,此處的權(quán)即為網(wǎng)絡(luò)可調(diào)參數(shù),可由線性方程組直接解出。其次RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱節(jié)點(diǎn)采用輸入向量與中心向量的距離作為函數(shù)的自變量,使用徑向基函數(shù)作為激活函數(shù),因此RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有“局部映射”特性,從而大大加快學(xué)習(xí)速度并避免局部極小問題。與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)隱藏層,但是RBF只有一個(gè)隱藏層,且RBF的訓(xùn)練速度快,一方面是因?yàn)殡[藏層較少,另一方面,局部逼近可以減少計(jì)算量。

RBF網(wǎng)絡(luò)能夠逼近任意的非線性函數(shù),可以處理系統(tǒng)內(nèi)的難以解析的規(guī)律性,具有良好的泛化能力,并有很快的學(xué)習(xí)收斂速度,已成功應(yīng)用于非線性函數(shù)逼近、時(shí)間序列分析、數(shù)據(jù)分類、模式識(shí)別、信息處理、圖像處理、系統(tǒng)建模、控制和故障診斷等。

3.1.2" "RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)MATLAB代碼如圖7所示。

rbf_spread表示徑向基函數(shù)的擴(kuò)展速度,spread越大函數(shù)擬合越平滑,但是逼近誤差會(huì)變大,需要的隱藏神經(jīng)元也越多,計(jì)算量也越大;spread越小,函數(shù)的逼近會(huì)越精確,但是逼近過程會(huì)不平滑,網(wǎng)絡(luò)的性能差,會(huì)出現(xiàn)過適應(yīng)現(xiàn)象。在本次實(shí)驗(yàn)中rbf_spread的值設(shè)為100時(shí)效果最佳。通過使用MATLAB 編程,得到RBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)值和實(shí)際目標(biāo)值的對(duì)比結(jié)果如圖8所示。

3.2" "CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理和預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

3.2.1" "CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理

CNN主要是用于圖像識(shí)別領(lǐng)域,也可用于自然語言處理或回歸預(yù)測(cè)等,是一種包含輸入層、卷積層、池化層、全連接層和輸出層等多層網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典深度學(xué)習(xí)模型,主要通過多個(gè)卷積核提取輸入變量間的特征,網(wǎng)絡(luò)前向傳播中,每個(gè)卷積核在輸入層上按一定方向移動(dòng),與其覆蓋區(qū)域進(jìn)行卷積運(yùn)算,并經(jīng)過激活函數(shù)激活,得到一個(gè)輸出,然后利用池化層在卷積結(jié)果的寬度上進(jìn)行降維,用窗口中的總體特征來代替該位置的輸出,即對(duì)卷積層二次采樣。其核心的卷積操作可由下式給出:

(5)

其中y為輸出張量,x為輸入張量,w為卷積核張量,*為卷積運(yùn)算符號(hào)。二維情況下可以簡(jiǎn)化為:

(6)

其中i,j,k,l為元素索引號(hào)。如圖9所示,卷積核w在輸入數(shù)據(jù)x上按照一定的順序移動(dòng)并對(duì)當(dāng)前投影區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積計(jì)算。

CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖10所示。CNN中每個(gè)卷積核可以自動(dòng)進(jìn)行特征提取,權(quán)值共享,且為局部連接,可以有效降低計(jì)算量與模型復(fù)雜度。但池化層會(huì)丟失大量有價(jià)值信息,忽略局部與整體之間關(guān)聯(lián)性,采用梯度下降模型很容易使訓(xùn)練結(jié)果收斂于局部最小值而非全局最小值。

3.2.2" "CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

基于CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)MATLAB代碼如圖11所示。

由于在本次任務(wù)中將CNN用于數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)問題,因此將輸入數(shù)據(jù)設(shè)為[7,1,1]大小的矩陣,CNN網(wǎng)絡(luò)層如圖中代碼所示。在參數(shù)設(shè)置上,將最大訓(xùn)練次數(shù)設(shè)為100,初始學(xué)習(xí)率為0.01,并設(shè)定50次訓(xùn)練后學(xué)習(xí)率為0.01×0.1,利用SGDM梯度下降模型求最小值。通過使用MATLAB編程,得到CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)值和實(shí)際目標(biāo)值之間的對(duì)比結(jié)果(如圖12所示)。

3.2.3" "三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型對(duì)比分析

將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)結(jié)果值統(tǒng)一放在表2中進(jìn)行比較,可以看到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無論是在訓(xùn)練集還是測(cè)試集上的相關(guān)程度值都優(yōu)于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),說明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更適合處理制造業(yè)融資需求預(yù)測(cè)問題,相對(duì)應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練集和測(cè)試集上的預(yù)測(cè)誤差也較低。

3.3" "在實(shí)例中運(yùn)用三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

3.3.1" "珠海格力電器股份有限公司

珠海格力電器股份有限公司成立于1991年,1996年11月在深交所掛牌上市。公司在國(guó)內(nèi)外建有77個(gè)生產(chǎn)基地,坐落于廣東、重慶、安徽、河北、河南、湖北、湖南、江蘇、浙江、天津、四川、江西、山東以及巴西、巴基斯坦;同時(shí)建有長(zhǎng)沙、鄭州、石家莊、蕪湖、天津、珠海6個(gè)再生資源基地,覆蓋從上游生產(chǎn)到下游回收全產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)了綠色、循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展。2013年起,格力進(jìn)軍智能裝備、通信設(shè)備、模具等領(lǐng)域,已經(jīng)從專業(yè)空調(diào)生產(chǎn)延伸至多元化的高端技術(shù)產(chǎn)業(yè)。先進(jìn)準(zhǔn)確的融資需求預(yù)測(cè)對(duì)企業(yè)的資金管理活動(dòng)的細(xì)化分析具有重要意義,精確的預(yù)測(cè)能夠幫助企業(yè)更好地進(jìn)行資金支配,從而更好地落實(shí)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,積極推進(jìn)智能制造升級(jí),努力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

3.3.2" "BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融資需求預(yù)測(cè)結(jié)果

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)全程通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行,數(shù)字化的預(yù)測(cè)方式可以極大地減少融資需求預(yù)測(cè)流程中的主觀因素。實(shí)驗(yàn)中利用3 537家制造業(yè)企業(yè)真實(shí)數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以形成誤差最小的融資需求預(yù)測(cè)模型,將其運(yùn)用至珠海格力電器股份有限公司融資需求預(yù)測(cè)中。將收集有關(guān)格力的與融資需求結(jié)果預(yù)測(cè)相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,利用其具有很強(qiáng)的非線性映射能力將融資需求結(jié)果與預(yù)測(cè)指標(biāo)之間建立聯(lián)系,通過simulink仿真測(cè)試函數(shù)對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,再經(jīng)過reverse反歸一化函數(shù)得出最后對(duì)格力公司融資需求的預(yù)測(cè)結(jié)果。

3.3.3" "RBF、CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融資需求預(yù)測(cè)結(jié)果

同時(shí),將收集的有關(guān)格力的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料,利用RBF和CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立融資需求結(jié)果與預(yù)測(cè)指標(biāo)之間的非線性關(guān)系。在RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中通過newrb函數(shù)搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并利用simulink仿真測(cè)試函數(shù)對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,再經(jīng)過reverse反歸一化函數(shù)得出RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型最后對(duì)格力公司融資需求的預(yù)測(cè)結(jié)果。在CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中通過svmtrain函數(shù)搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并利用svmpredict仿真測(cè)試函數(shù)對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,再經(jīng)過reverse反歸一化函數(shù)得出RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型最后對(duì)格力公司融資需求的預(yù)測(cè)結(jié)果。

將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與RBF、CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)格力公司融資需求預(yù)測(cè)結(jié)果相比較,從表3可以看出,使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)珠海格力電器股份有限公司2014年融資需求進(jìn)行預(yù)測(cè)所得到的誤差值及誤差率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RBF預(yù)測(cè)模型和CNN預(yù)測(cè)模型的結(jié)果,說明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在融資需求預(yù)測(cè)領(lǐng)域有著良好的適應(yīng)性,并且可以證明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在融資需求預(yù)測(cè)方面具有更高的準(zhǔn)確性。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)制造業(yè)企業(yè)融資需求進(jìn)行預(yù)測(cè),能較好表現(xiàn)出樣本數(shù)據(jù)間的非線性映射關(guān)系,而這種關(guān)系正是融資需求的各項(xiàng)影響因素與融資需求預(yù)測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系,進(jìn)一步證明了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在對(duì)制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)應(yīng)用上的有效性及精度。

4" " "研究結(jié)論與啟示

4.1" "研究結(jié)論

企業(yè)融資預(yù)測(cè)是企業(yè)財(cái)務(wù)管理的重要內(nèi)容,做好企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)是企業(yè)做好長(zhǎng)期財(cái)務(wù)規(guī)劃的前提。本文探討的制造業(yè)企業(yè)融資需求是企業(yè)整體的融資需求,包括外部融資需求和內(nèi)部融資需求,企業(yè)基于對(duì)自身資金情況了解的基礎(chǔ)上,企業(yè)預(yù)測(cè)出總體融資需求,也就能夠更好地規(guī)劃融資活動(dòng)。但是,傳統(tǒng)的銷售百分比法在預(yù)測(cè)企業(yè)融資需求時(shí)存在一些缺陷,使企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)的精度不高。本文基于傳統(tǒng)銷售百分比法,構(gòu)建了制造業(yè)企業(yè)融資需求的指標(biāo)體系,通過使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)模型,與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立對(duì)制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)模型進(jìn)行比較分析,結(jié)果表明:第一,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練與仿真,得到了可靠的制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)模型,相比RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較高,誤差較小。第二,鑒于制造業(yè)企業(yè)融資需求的預(yù)測(cè)結(jié)果與指標(biāo)選取存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)性,預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確性受到樣本企業(yè)指標(biāo)數(shù)值與年份的影響,綜合考慮企業(yè)自身因素和外部環(huán)境因素能有效地提高預(yù)測(cè)模型的精度。

4.2" "啟 示

基于本文的預(yù)測(cè)和分析結(jié)果,對(duì)制造業(yè)企業(yè)融資需求預(yù)測(cè)相關(guān)的資金管理工作提出如下建議:第一,機(jī)器學(xué)習(xí)算法為提取海量數(shù)據(jù)背后隱藏信息提供了有效技術(shù)手段,是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的核心。本文基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,考慮到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的適用性,該模型還可推廣至其他類型的企業(yè)的融資需求預(yù)測(cè)。第二,加強(qiáng)現(xiàn)金流管理,現(xiàn)金流是維持企業(yè)健康運(yùn)轉(zhuǎn)的“血液”,制造業(yè)屬于重資產(chǎn)行業(yè),資產(chǎn)負(fù)債率往往處于較高水平,相應(yīng)的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)也大,企業(yè)應(yīng)在日常經(jīng)營(yíng)中運(yùn)用一些模型,基于自身現(xiàn)狀,對(duì)融資需求進(jìn)行合理測(cè)算,進(jìn)而積極關(guān)注自身現(xiàn)金流量變化趨勢(shì),制定合理的資金預(yù)算管理體系,避免因現(xiàn)金流短缺使得企業(yè)陷入財(cái)務(wù)危機(jī)之中。第三,建立長(zhǎng)效的現(xiàn)金流管理體系,提升現(xiàn)金流運(yùn)營(yíng)質(zhì)量,優(yōu)化內(nèi)部財(cái)務(wù)管理,提升公司治理能力。對(duì)企業(yè)資金進(jìn)行合理預(yù)算,而現(xiàn)金的預(yù)算管理是資金集中管理的關(guān)鍵步驟,這就需要企業(yè)制定專門的現(xiàn)金預(yù)算制度,推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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[收稿日期]2023-09-30

[基金項(xiàng)目]河南省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目“基于國(guó)產(chǎn)芯片的多模態(tài)自訓(xùn)練大模型關(guān)鍵技術(shù)研究及示范應(yīng)用”(231111212000);

河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(242102210150);重慶自然科學(xué)基金(2023NSCQ-MSX4618)。

[作者簡(jiǎn)介]李敏惠(1987— ),女,湖北鄂州人,中級(jí)會(huì)計(jì)師,主要研究方向:財(cái)務(wù)與會(huì)計(jì);張彥山(1986— ),男,河南新鄉(xiāng)人,博士,副教授,主要研究方向:人工智能與信息處理(通信作者);田鈺茹(1996— ),女,河南鄭州人,博士,主要研究方向:人工智能與信息處理。

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