基于RPA的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：為提高財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)處理的自動化水平，本文設(shè)計(jì)了一種基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)。該系統(tǒng)在收集財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)后，根據(jù)分類規(guī)則進(jìn)行自動化分類，并將結(jié)果存儲于數(shù)據(jù)庫中。分類規(guī)則基于財(cái)務(wù)數(shù)值、文本和業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)成，并采用RPA技術(shù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，執(zhí)行邏輯編寫。數(shù)據(jù)建模使用Apriori算法挖掘數(shù)據(jù)模式，生成關(guān)聯(lián)規(guī)則，并直接應(yīng)用于財(cái)務(wù)機(jī)器人的數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)中。經(jīng)測試，基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)在高并發(fā)環(huán)境下的穩(wěn)定性良好，能夠滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)分類的需求。

關(guān)鍵詞：RPA技術(shù)；財(cái)務(wù)機(jī)器人；數(shù)據(jù)自動化；分類系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號：F273""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展，企業(yè)對財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)處理的自動化和智能化需求日益增長。為提高財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的處理效率和準(zhǔn)確性，本文設(shè)計(jì)了一種基于機(jī)器人流程自動化（Robotic Process Automation，RPA）技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用RPA技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的自動收集、清洗和轉(zhuǎn)換，并采用Apriori算法挖掘數(shù)據(jù)模式，生成關(guān)聯(lián)規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的自動化分類。此外，除了對財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)進(jìn)流程、數(shù)據(jù)建模、應(yīng)用與監(jiān)控等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還對多個用戶同時向財(cái)務(wù)機(jī)器人輸入數(shù)據(jù)后的情況進(jìn)行了測試分析。測試結(jié)果表明，基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)在高并發(fā)環(huán)境下的穩(wěn)定性良好，能夠滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)分類的需求。本文基于RPA的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)旨在推動企業(yè)財(cái)務(wù)管理現(xiàn)代化進(jìn)程，提升企業(yè)的核心競爭力。

1流程設(shè)置

1.1數(shù)據(jù)處理

設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時，首要任務(wù)是對財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。機(jī)器人會應(yīng)用RPA技術(shù)自動收集、清洗和轉(zhuǎn)換各種類型的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性[1]?；赗PA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類流程如圖1所示。

在確保機(jī)器人有權(quán)限訪問并連接財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)源的情況下，機(jī)器人能夠應(yīng)用RPA技術(shù)自動從會計(jì)軟件、銀行對賬單、發(fā)票、工資單等多個財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)源中收集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，以消除重復(fù)、不完整、不準(zhǔn)確或無關(guān)數(shù)據(jù)。去除重復(fù)記錄、填補(bǔ)缺失值、糾正錯誤和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式后，將清洗的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合分類的格式。采用RPA編譯將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合機(jī)器學(xué)習(xí)模型的格式。轉(zhuǎn)換后，財(cái)務(wù)機(jī)器人可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行驗(yàn)證，以確保其完整性和準(zhǔn)確性。再將不同來源的數(shù)據(jù)集成到一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集中，處理數(shù)據(jù)源間的沖突和重復(fù)問題，并將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，以支持后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

1.2設(shè)置分類規(guī)則

在基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)中，處理規(guī)則是保證數(shù)據(jù)正確分類的關(guān)鍵[2]。RPA數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)處理規(guī)則流程如圖2所示。

在基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)中，明確財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)分類的需求和目標(biāo)可識別出具體的分類規(guī)則[3]。分類規(guī)則由具體財(cái)務(wù)數(shù)值、財(cái)務(wù)發(fā)票文本、財(cái)政年度以及其他業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)成。設(shè)置參數(shù)時，需要根據(jù)定義好的規(guī)則編寫具體的執(zhí)行邏輯，并為每個規(guī)則設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。參數(shù)設(shè)定為固定值——金額、變量——日期以及外部源數(shù)據(jù)——市場利率。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驗(yàn)證流程可保證輸入數(shù)據(jù)符合預(yù)設(shè)格式標(biāo)準(zhǔn)。對于不符合要求的數(shù)據(jù)，需要記錄異常、觸發(fā)警報(bào)，并對其進(jìn)行異常處理。確定規(guī)則并驗(yàn)證數(shù)據(jù)后，財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)將設(shè)計(jì)自動化分類流程，使用循環(huán)結(jié)構(gòu)遍歷所有數(shù)據(jù)并應(yīng)用分類規(guī)則。最后根據(jù)配置結(jié)果輸出報(bào)告，生成詳細(xì)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)報(bào)告結(jié)果進(jìn)行反饋循環(huán)，以持續(xù)優(yōu)化、調(diào)整分類規(guī)則，滿足企業(yè)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)分類需求。

2數(shù)據(jù)建模

2.1Apriori算法挖掘

在基于RPA的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)中，Apriori算法有助于識別數(shù)據(jù)中的模式和關(guān)聯(lián)，從而輔助生成分類規(guī)則[4]。掃描數(shù)據(jù)集，并統(tǒng)計(jì)每個項(xiàng)的支持度計(jì)數(shù)，可生成頻繁1-項(xiàng)集。基于頻繁k-1項(xiàng)集，可連接產(chǎn)生候選k-項(xiàng)集。對候選k-項(xiàng)集進(jìn)行剪枝，即可去除不滿足最小支持度要求的候選項(xiàng)。計(jì)算每個候選項(xiàng)集在數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)的支持度，可識別出頻繁項(xiàng)集，即在數(shù)據(jù)集中經(jīng)常出現(xiàn)的物品組合。支持度計(jì)算過程如公式（1）所示。

（1）

式中：x為一個物品或物品組合，即要計(jì)算支持度的項(xiàng)集；Sx為物品x的支持度，即物品x在所有交易中出現(xiàn)的概率；Tc為所含物品x的交易數(shù)，即數(shù)據(jù)集中所含物品x的交易數(shù)量；Tt為總交易數(shù)，即數(shù)據(jù)集中的總交易數(shù)量。

得到支持度后，根據(jù)最小支持度閾值篩選出頻繁k-項(xiàng)集，作為下一輪迭代的基礎(chǔ)，并重復(fù)進(jìn)行連接、剪枝、計(jì)算支持度和篩選頻繁項(xiàng)集的步驟，直到無法生成新的頻繁k-項(xiàng)集為止。最后，基于挖掘到的頻繁項(xiàng)集生成關(guān)聯(lián)規(guī)則，并計(jì)算置信度等指標(biāo)。置信度指標(biāo)計(jì)算過程如公式（2）所示。

（2）

式中：（x→y）為關(guān)聯(lián)規(guī)則，其中x是規(guī)則的前提部分，y是規(guī)則的結(jié)論部分，表示在購買物品x的情況下也購買物品y；S（x，y）為同時含有物品x和y的交易數(shù)，即數(shù)據(jù)集中同時含有物品x和y的交易數(shù)量；S（x）為物品x的支持度，即物品x在所有交易中出現(xiàn)的概率，在此處可用于計(jì)算購買物品x時也購買物品y的概率；Cd（x→y）為關(guān)聯(lián)規(guī)則的置信度，即在購買物品x時也購買物品y的概率，該值可衡量關(guān)聯(lián)規(guī)則的強(qiáng)度和可靠性。

置信度指標(biāo)可評估關(guān)聯(lián)規(guī)則中前提部分與結(jié)論部分間的相關(guān)性。高置信度表明在前提條件下出現(xiàn)結(jié)論的概率較高，規(guī)則更可靠。

2.2生成關(guān)聯(lián)規(guī)則

關(guān)聯(lián)規(guī)則可由頻繁項(xiàng)集推導(dǎo)得出[5]。根據(jù)最小支持度和最小置信度閾值，從頻繁項(xiàng)集中選擇具有較高支持度和置信度的項(xiàng)集，將其作為關(guān)聯(lián)規(guī)則的候選項(xiàng)。對于每一個頻繁項(xiàng)集，生成所有可能的關(guān)聯(lián)規(guī)則。假設(shè)頻繁項(xiàng)集為{A，B，C}，可以生成的關(guān)聯(lián)規(guī)則包括A≥B，C；B≥AC；C≥A，B；A≥B；A≥C；B≥A；B≥C；C≥A；C≥B。計(jì)算生成的每個關(guān)聯(lián)規(guī)則的置信度。如果置信度大于等于最小置信度閾值，則將該關(guān)聯(lián)規(guī)則保存下來。對于每個保存下來的關(guān)聯(lián)規(guī)則，根據(jù)規(guī)則的前置條件和結(jié)論部分進(jìn)行規(guī)則命名和描述。如規(guī)則A≥B中，C可以命名為“購買A通常伴隨購買B和C”，并對其進(jìn)行解釋和注釋，以便于后續(xù)理解使用。根據(jù)增加或減少頻繁項(xiàng)集的選擇調(diào)整最小支持度和最小置信度閾值，以獲得更符合實(shí)際需求的關(guān)聯(lián)規(guī)則。最后將生成的關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用于財(cái)務(wù)機(jī)器人的數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)中，輔助分類規(guī)則的生成和優(yōu)化。

3應(yīng)用與監(jiān)控

3.1關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用

在應(yīng)用過程中，利用生成的關(guān)聯(lián)規(guī)則幫助財(cái)務(wù)機(jī)器人更好地理解數(shù)據(jù)并進(jìn)行自動化分類，從而提高分類系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、效率和智能化水平[6]。同時，計(jì)算余弦相似度可衡量2個向量間的相似程度，進(jìn)而在關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘中評估規(guī)則間的相似性，以更好地理解數(shù)據(jù)間的關(guān)系和模式。余弦相似度是指將2個向量在空間中進(jìn)行投影并計(jì)算二者間夾角的余弦值來衡量其相似程度。分子表示2個向量間的內(nèi)積，分母表示各自長度的乘積。對于任意2條關(guān)聯(lián)規(guī)則對應(yīng)的向量，余弦相似度計(jì)算過程如公式（3）所示。

（3）

式中：x和y分別為2條關(guān)聯(lián)規(guī)則對應(yīng)的向量；xi和yi分別為2個向量在第i個維度上的取值；Σi xi. yi為2個向量x和y中對應(yīng)維度值的乘積之和，此部分計(jì)算了2個向量在每個

維度上的相似程度為2個向量各自每個維度值的平方和開根號后的乘積，此部分計(jì)算了2個向量在每個維度上的長度。

余弦相似度值范圍為[-1，1]，其中1為完全相同，-1為完全不同，0為無相關(guān)性。計(jì)算余弦相似度，比較不同規(guī)則間的方向關(guān)系，從而更好地理解數(shù)據(jù)間的關(guān)系和模式。

3.2性能監(jiān)控

在完成財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的自動化分類流程和關(guān)聯(lián)規(guī)則的生成后，為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性并適應(yīng)可能的變化，需要對系統(tǒng)進(jìn)行性能監(jiān)控與調(diào)優(yōu)。首先，應(yīng)持續(xù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)清洗的質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。通過抽樣檢查或全量檢查相結(jié)合的方式，可驗(yàn)證數(shù)據(jù)質(zhì)量。其次，采用交叉驗(yàn)證測試來評估分類系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。將財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)中的原始數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測試集，并使用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)訓(xùn)練分類模型。將訓(xùn)練集數(shù)據(jù)劃分為K個等份，每次保留一個份作為測試集，其余（K-1）份作為訓(xùn)練集，重復(fù)k次，得到k個模型評估結(jié)果。最后，統(tǒng)計(jì)每次交叉驗(yàn)證的分類結(jié)果，計(jì)算分類系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。分類系統(tǒng)的準(zhǔn)確率計(jì)算過程如公式（4）所示。

×100%（4）

式中：Ac為準(zhǔn)確率；Cs為模型正確預(yù)測的樣本數(shù)量；Ts為總的測試樣本數(shù)量。

將k次交叉驗(yàn)證的準(zhǔn)確率取平均值，即可得到最終準(zhǔn)確率評估結(jié)果，計(jì)算過程如公式（5）所示。

Acyi（5）

式中：Fa為最終準(zhǔn)確率；k為交叉驗(yàn)證的折數(shù)，表示數(shù)據(jù)集被劃分為子集進(jìn)行驗(yàn)證的子集數(shù)量；Acyi為在第i折驗(yàn)證所得的準(zhǔn)確率。

在交叉驗(yàn)證過程中，對每一次驗(yàn)證得到的準(zhǔn)確率進(jìn)行求和，并取平均值作為最終的準(zhǔn)確率評估指標(biāo)，由此可以綜合考慮所有折的表現(xiàn)，更全面地評估分類系統(tǒng)的性能。

4測試評估

4.1測試準(zhǔn)備

基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)的集成測試以Windows Server2019為操作系統(tǒng)，部署Intel Core i7-10700KF處理器，以滿足系統(tǒng)快速處理大量財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)需求。同時，采用Corsair Vengeance LPX16GB（2×8GB）、DDR43200MHz內(nèi)存，以便系統(tǒng)能夠同時處理多個任務(wù)和數(shù)據(jù)集，并便于機(jī)器人與不同的財(cái)務(wù)系統(tǒng)快速進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。服務(wù)器還設(shè)置有Intel X550-AT210GbE SFP+Network Interface Card網(wǎng)絡(luò)接口。建立高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以確保機(jī)器人可以無障礙地在不同系統(tǒng)間傳輸數(shù)據(jù)。完成測試環(huán)境搭建后，根據(jù)功能測試驗(yàn)證財(cái)務(wù)機(jī)器人在高并發(fā)情況下的數(shù)據(jù)收集性能。模擬多個用戶同時向數(shù)據(jù)源輸入數(shù)據(jù)，并運(yùn)行數(shù)據(jù)收集任務(wù)，測量收集任務(wù)的響應(yīng)時間和系統(tǒng)資源占用情況，從而驗(yàn)證系統(tǒng)在高并發(fā)情況下能否保持性能的穩(wěn)定性。

4.2測試結(jié)果

為驗(yàn)證基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)在高并發(fā)情況下的數(shù)據(jù)收集性能，模擬多個用戶同時向數(shù)據(jù)源輸入數(shù)據(jù)，并運(yùn)行數(shù)據(jù)收集任務(wù)，系統(tǒng)響應(yīng)時間和資源占用情況見表1。

經(jīng)測試，隨著用戶數(shù)增加，系統(tǒng)響應(yīng)時間基本保持在2s左右，表明系統(tǒng)在高并發(fā)情況下仍能保持較快的數(shù)據(jù)收集速度。TC-6（60個用戶）的響應(yīng)時間為2.5s，略高于其他測試用例，但仍然在可接受范圍內(nèi)。另外，CPU利用率隨著用戶數(shù)增加而逐漸上升，但利用率始終保持在60%以下，證明CPU資源沒有達(dá)到滿載，仍有余力處理更多的任務(wù)。同時，內(nèi)存利用率同樣隨著用戶數(shù)增加而上升，但總體保持在55%～63%，表明內(nèi)存利用率的增加幅度也相對平穩(wěn)，系統(tǒng)內(nèi)存管理得當(dāng)，表明基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)在高并發(fā)環(huán)境下的穩(wěn)定性良好，能夠滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)分類需求。

5結(jié)語

基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)為企業(yè)提供了一種高效、準(zhǔn)確的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)處理解決方案，有助于提升企業(yè)的財(cái)務(wù)管理水平和核心競爭力。設(shè)計(jì)了基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)處理的自動化和智能化，有效提高企業(yè)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)處理的效率和準(zhǔn)確性。利用RPA技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的自動收集、清洗、轉(zhuǎn)換和分類功能，采用Apriori算法挖掘數(shù)據(jù)模式并生成關(guān)聯(lián)規(guī)則，可滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)分類的需求。經(jīng)測試，在高并發(fā)環(huán)境下，系統(tǒng)表現(xiàn)穩(wěn)定，響應(yīng)迅速，并且資源利用率在可接受范圍內(nèi)。表明基于RPA技術(shù)的財(cái)務(wù)機(jī)器人數(shù)據(jù)自動化分類系統(tǒng)具備處理大量財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)和快速交換數(shù)據(jù)的能力，可用于企業(yè)日常財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)處理、分析和報(bào)告。

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