■ 李廣春 副教授(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院工商管理學(xué)院 鄭州 450015)
基于主成分和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)
■ 李廣春 副教授(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院工商管理學(xué)院 鄭州 450015)
本文從盈利能力、資產(chǎn)質(zhì)量、債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力四個(gè)方面選取創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)指標(biāo),基于主成分分析法構(gòu)建了其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)模型,最后對(duì)創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效進(jìn)行了實(shí)證分析,驗(yàn)證了模型的有效性。
創(chuàng)業(yè)板企業(yè) 財(cái)務(wù)績(jī)效 主成分分析 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)是對(duì)上市公司的獲利情況、可持續(xù)發(fā)展能力和成長(zhǎng)能力的評(píng)估,對(duì)減少投資風(fēng)險(xiǎn)、保證資金安全、獲得預(yù)期收益起著重要的作用(徐勝男等,2011)。
關(guān)于企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)的研究主要包括評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法兩個(gè)方面。關(guān)于財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究,夏秋(2007)從盈利能力、管理能力和風(fēng)險(xiǎn)控制能力三個(gè)方面衡量商業(yè)銀行的財(cái)務(wù)績(jī)效水平。李慶東(2006)選取投資者獲利能力、盈利能力、企業(yè)發(fā)展能力、經(jīng)營(yíng)效率、償債能力等五個(gè)一級(jí)指標(biāo)作為石油化工類上市公司綜合財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。趙息等(2012)采用代表盈利能力、償債能力、營(yíng)運(yùn)能力、發(fā)展能力共計(jì)9項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)上市公司的并購(gòu)績(jī)效。
表1 創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
表5 預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際結(jié)果比較表
關(guān)于績(jī)效評(píng)價(jià)方法,孫立成等(2012)運(yùn)用因子分析模型對(duì)我國(guó)石油行業(yè)上市公司的財(cái)務(wù)績(jī)效進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。徐勝男等(2011)基于LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效進(jìn)行了評(píng)價(jià)。張水英(2012)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分,并對(duì)綜合評(píng)分進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),比較創(chuàng)業(yè)板上市公司與滬市A股的財(cái)務(wù)績(jī)效。
楊自業(yè)和尹開國(guó)(2009)采用行為評(píng)估問卷調(diào)查方法來測(cè)度我國(guó)上市公司的社會(huì)績(jī)效水平。楊洪波(2012)等集成熵權(quán)法與改進(jìn)的層次分析法對(duì)上市公司財(cái)務(wù)績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià)。李巍巍和吳沖(2012)通過集成層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)度法、因子分析法對(duì)上市運(yùn)輸類公司進(jìn)行聚類分析。
目前的研究中,指標(biāo)體系主要是通過主觀經(jīng)驗(yàn)建立,指標(biāo)之間可能存在關(guān)聯(lián)性。績(jī)效評(píng)價(jià)方法中對(duì)指標(biāo)的評(píng)分也存在主觀性因素。因此,本文從盈利能力、資產(chǎn)質(zhì)量、債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力四個(gè)方面,選取了銷售凈利率、流動(dòng)資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、速動(dòng)比率等14個(gè)反映創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效的指標(biāo),通過主成分分析法確定了創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)模型。
創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括盈利能力、資產(chǎn)質(zhì)量、債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力4個(gè)一級(jí)指標(biāo),14個(gè)二級(jí)指標(biāo)。具體的指標(biāo)體系如表1所示。
1.指標(biāo)篩選原理。為了消除指標(biāo)間可能存在的關(guān)聯(lián)性,本文運(yùn)用主成分分析法對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行壓縮。首先對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,再根據(jù)需要選取前幾個(gè)最大的主成分反應(yīng)原始指標(biāo)的大部分信息,這樣既避免了各指標(biāo)之間相關(guān)性的影響,又提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。
2.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。在主成分分析之前,需要對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,消除不同指標(biāo)之間量綱不同的問題。原則如下:
當(dāng)指標(biāo)值越大,評(píng)價(jià)目標(biāo)越好時(shí):
當(dāng)目標(biāo)越小,評(píng)價(jià)目標(biāo)越好時(shí):
其中,F(xiàn)i是第i個(gè)指標(biāo)經(jīng)過歸一化處理后的標(biāo)準(zhǔn)值,Xi是第i個(gè)指標(biāo)的值,Ximax和Ximin分別是第i個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值。
3.指標(biāo)篩選。根據(jù)主成分分析的基本原理(遲國(guó)泰等,2009),指標(biāo)篩選的步驟如下:
第一步:計(jì)算樣本相關(guān)系數(shù)矩陣。設(shè)R為評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣;rij為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性;m為評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。則有:
第二步:計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣R的特征值λ1、λ2、…、λm(λ≥0)及相應(yīng)的特征向量c1、c2、…、cm。
第三步:計(jì)算各主成分的貢獻(xiàn)率。設(shè)υi是第i個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率;λi是第i個(gè)特征值。則有:
第四步:根據(jù)主成分的貢獻(xiàn)率篩選主成分。將各主成分貢獻(xiàn)率由高到低排列,當(dāng)前s個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上時(shí),取這s個(gè)主成分作為財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
表2 歸一化后的樣本指標(biāo)數(shù)據(jù)
表3 特征值與主成分貢獻(xiàn)率
表4 主成分載荷
第五步:構(gòu)造新的樣本矩陣。根據(jù):
計(jì)算每一個(gè)主成分的各樣本值,構(gòu)成新的n×s維樣本矩陣Z,作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入。其中X為標(biāo)準(zhǔn)化的樣本矩陣,即有:
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Error Back Propagation Network)通常是指基于誤差反向傳播算法的多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是信號(hào)前向傳遞,誤差反向傳播。在前向傳遞的過程中,輸入信號(hào)從輸入層經(jīng)隱含層逐層處理,直至輸出層。每一層的神經(jīng)元狀態(tài)只影響下一層神經(jīng)元狀態(tài)。如果輸出層得不到期望輸出,則轉(zhuǎn)入反向傳播,根據(jù)預(yù)測(cè)誤差調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閥值,從而使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)輸出不斷逼近期望輸出。BP神經(jīng)網(wǎng)路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1中,X1,X2,…,Xn是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值,Y1,Y2,…,Ym是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值,Wij和Wjk為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值。從圖1可以看出,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以看成是一個(gè)非線性函數(shù),網(wǎng)絡(luò)輸入值和預(yù)測(cè)值分別為該函數(shù)的自變量和因變量。當(dāng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)為n,輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)為m時(shí),BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就表達(dá)了從n個(gè)自變量到m個(gè)因變量的函數(shù)映射關(guān)系。
典型的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有輸入層、隱含層和輸出層三層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行訓(xùn)練之前,需首先確定網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),即輸入層、隱含層和輸出層每一層的節(jié)點(diǎn)數(shù)(遲國(guó)泰等,2006),以及每層神經(jīng)元之間的鏈接權(quán)重,網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的精度和迭代次數(shù)。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù):本文中網(wǎng)絡(luò)輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為主成分分析確定的主成分指標(biāo)個(gè)數(shù),輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為樣本的綜合評(píng)價(jià)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(7)確定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)的范圍。
其中,p為隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù),n為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù),m為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù),(1~10)為在1和10之間任選一個(gè)數(shù)字用來計(jì)算隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)。在此范圍內(nèi),本文用比較法確定最優(yōu)的隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)。
初始權(quán)重:通過一個(gè)隨機(jī)發(fā)生器程序,產(chǎn)生一組[-1,1]的隨機(jī)數(shù),作為網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值。
允許誤差:網(wǎng)絡(luò)誤差平方和MSE達(dá)到了1e-6,網(wǎng)絡(luò)結(jié)束迭代計(jì)算,輸出結(jié)果。
迭代次數(shù):根據(jù)所研究的問題規(guī)模確定,一般在1000-10000之間。
本文的數(shù)據(jù)來源于徐勝男等(2011)研究中的35家上市公司某一年的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù),按照式(1)和式(2)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)如表2所示。隨機(jī)選取30家企業(yè)的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本,剩余的5家作為測(cè)試樣本。
將表2中2-15列標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)代入式(3)得相關(guān)系數(shù)矩陣。根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣可得特征值λ1、λ2、…、λm(λ≥0)及相應(yīng)的特征向量c1、c2、…、cm,其中前4個(gè)主成分特征值的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%,如表3所示。這4個(gè)主成分在每個(gè)指標(biāo)上的載荷如表4所示,對(duì)應(yīng)的特征向量為c。將表2中歸一化的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)和第二步中主成分分析得到的特征向量c代入式(5)得到新的樣本矩陣z。
由表4可知,第一個(gè)主成分與X4、X5、X11呈較強(qiáng)的正相關(guān),其次是X2、X6,與X7、X9、X10呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。它們分別是盈利能力中的盈余現(xiàn)金保障倍數(shù)、凈資產(chǎn)收益率,資產(chǎn)質(zhì)量中的流動(dòng)資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、資產(chǎn)現(xiàn)金回收率,償債能力中的速動(dòng)比率、資產(chǎn)負(fù)債率、產(chǎn)權(quán)比率,經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力中的股東權(quán)益周轉(zhuǎn)率。因此可以把第一個(gè)主成分視為綜合能力。
第二個(gè)主成分與X1、X3、X8呈較強(qiáng)的正相關(guān),其次是X6。它們分別是盈利能力中的銷售凈利率、成本費(fèi)用利潤(rùn)率,償債能力中的現(xiàn)金流動(dòng)負(fù)債比率,資產(chǎn)質(zhì)量中的資產(chǎn)現(xiàn)金回收率。由此第二個(gè)主成分視為獲利能力。
第三個(gè)主成分與X12、X13呈較強(qiáng)的正相關(guān),與X2呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。它們分別是經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力中的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)率、凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率,盈利能力中的盈余現(xiàn)金保障倍數(shù)。因此可將第三個(gè)主成分視為綜合發(fā)展能力。
圖1 BP神經(jīng)網(wǎng)路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
圖2 網(wǎng)絡(luò)誤差變化示意圖
圖3 網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)輸出
第四個(gè)主成分與X2呈較強(qiáng)的正相關(guān),其次是X13、X14。它們分別是盈利能力中的盈余現(xiàn)金保障倍數(shù),經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力中的凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率、凈資產(chǎn)增長(zhǎng)率。將第四個(gè)主成分視為運(yùn)營(yíng)保障能力。
由表3可知,四個(gè)主成分貢獻(xiàn)率依次為42.117%、25.011%、11.162%、8.367%。這說明綜合能力對(duì)企業(yè)的財(cái)務(wù)績(jī)效影響比較大,其次是獲利能力、發(fā)展能力。綜合能力中凈資產(chǎn)收益率、流動(dòng)資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、資產(chǎn)現(xiàn)金回收率和股東權(quán)益周轉(zhuǎn)率貢獻(xiàn)率對(duì)其正向的影響較大,其次是盈余現(xiàn)金保障倍數(shù),而速動(dòng)比率、資產(chǎn)負(fù)債率、產(chǎn)權(quán)比率和凈資產(chǎn)增長(zhǎng)率對(duì)其負(fù)向影響較大。獲利能力中銷售凈利率、成本費(fèi)用利潤(rùn)率和現(xiàn)金流動(dòng)負(fù)債比率對(duì)其正向影響較大,其次是資產(chǎn)現(xiàn)金回收率。發(fā)展能力中主營(yíng)業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)率和凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率對(duì)其產(chǎn)生正向影響,而盈余現(xiàn)金保障倍數(shù)產(chǎn)生負(fù)向影響。本文使用這4個(gè)主成分來代替原始的14個(gè)指標(biāo)來衡量企業(yè)的財(cái)務(wù)績(jī)效。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的確定:主成分分析確定出的4個(gè)主成分構(gòu)造成4個(gè)指標(biāo),因此輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為4。輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1,表示樣本的得分,如表2最后一列所示。隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)由經(jīng)驗(yàn)公式(7)確定出的范圍為[3,13]。在此范圍內(nèi),嘗試不同隱含層個(gè)數(shù),反復(fù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,通過比較網(wǎng)絡(luò)誤差絕對(duì)值之和發(fā)現(xiàn),當(dāng)隱含層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為10的時(shí)候,網(wǎng)絡(luò)誤差絕對(duì)值之和最小,為0.0399。因此隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)取為10。綜上,本文財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)4-10-1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
初始權(quán)重的確定:通過隨機(jī)發(fā)生器程序,隨機(jī)在[-1,1]之間選取。
允許誤差的確定:選取1e-6作為允許誤差。
迭代次數(shù)的確定:每種不同隱含層數(shù)目的網(wǎng)絡(luò)迭代1000次。
隨機(jī)選取矩陣Z的前30個(gè)樣本輸入BP網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練。網(wǎng)絡(luò)迭代5步,網(wǎng)絡(luò)誤差平方和MSE達(dá)到誤差目標(biāo)goal=1e-6的學(xué)習(xí)要求,網(wǎng)絡(luò)的收斂效果良好,如圖2所示。為了測(cè)試所建立的網(wǎng)絡(luò)模型的有效性,將剩余的5個(gè)樣本數(shù)據(jù)代入訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)中,預(yù)測(cè)得到5個(gè)企業(yè)的財(cái)務(wù)績(jī)效綜合評(píng)價(jià)值,如圖3所示。將仿真輸出與目標(biāo)輸出進(jìn)行比較,如表5所示。
結(jié)合圖3和表5可知,測(cè)試樣本仿真輸出與目標(biāo)輸出的誤差很小,總的誤差絕對(duì)值之和為0.0399,而徐勝男等(2011)中的LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的評(píng)價(jià)誤差絕對(duì)值之和為0.08835,這說明本文構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型更能夠準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)創(chuàng)業(yè)板企業(yè)的財(cái)務(wù)績(jī)效情況。
本文從盈利能力、資產(chǎn)質(zhì)量、債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)成長(zhǎng)能力四個(gè)方面選取財(cái)務(wù)績(jī)效的評(píng)價(jià)指標(biāo),首先運(yùn)用主成分分析法提取出4個(gè)主成分,保留了85%的原始信息,避免了指標(biāo)間相關(guān)性對(duì)后期評(píng)價(jià)的影響。然后將4個(gè)主成分作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出,通過比較誤差絕對(duì)值之和,確定最佳的隱含層數(shù)目為10,使得網(wǎng)絡(luò)總的誤差絕對(duì)值之和為最小0.0399,說明所建模型減少了人為主觀因素和模糊隨機(jī)因素的影響,提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。同時(shí)也得到綜合能力對(duì)財(cái)務(wù)績(jī)效的影響最大,其次是獲利能力、發(fā)展能力。
1.徐勝男,梅強(qiáng),陳燕,朱維.基于LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)業(yè)板企業(yè)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)研究[J].科技管理研究,2011(2)
2.夏秋.商業(yè)銀行財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].經(jīng)濟(jì)問題,2007(8)
3.李慶東.基于主成分分析的上市公司財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(3)
4.趙息,齊建民,郝靜.基于因子分析的上市公司并購(gòu)財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)—來自主板市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2012,22(3)
5.孫立成,周德群,梅強(qiáng).石油行業(yè)上市公司財(cái)務(wù)績(jī)效綜合評(píng)價(jià)研究[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究,2012(7)
6.張水英.創(chuàng)業(yè)板上市公司與滬市A股財(cái)務(wù)績(jī)效比較研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2012(14)
7.楊自業(yè),尹開國(guó).公司社會(huì)績(jī)效影響財(cái)務(wù)績(jī)效的實(shí)證研究—來自中國(guó)上市公司的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)[J].中國(guó)軟科學(xué),2009(11)
8.楊洪波,胡畔,陳映赫.基于組合賦權(quán)的上市公司財(cái)務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2012,14(5)
9.李巍巍,吳沖.上市公司財(cái)務(wù)績(jī)效的改進(jìn)集成評(píng)價(jià)研究—以26家運(yùn)輸公司為例[J].運(yùn)籌與管理,2012,21(1)
10.遲國(guó)泰,鄭杏果,楊中原.基于主成分分析的國(guó)有商業(yè)銀行競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)研究[J].管理學(xué)報(bào),2009,6(2)
11.遲國(guó)泰,陳國(guó)斌,遲楓.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的中國(guó)商業(yè)銀行效率綜合評(píng)價(jià)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,38(4)
河南省科技廳科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“基于環(huán)境約束的河南省經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)增長(zhǎng)研究”(編號(hào):092400450055)
F275
A