“大數(shù)據(jù)+云平臺”環(huán)境下的企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)構(gòu)建

摘 要：本文設(shè)計了基于“大數(shù)據(jù)+云平臺”環(huán)境下的企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在高效融合大數(shù)據(jù)和云平臺，提供全面的預(yù)算管理功能，采用Amazon Web Services （AWS）為云平臺提供商，并使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，包括Apache Hadoop、Apache Spark和Apache Kafka等，分別用于大數(shù)據(jù)分布式存儲/處理、實時數(shù)據(jù)處理/分析以及數(shù)據(jù)流處理/事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)架構(gòu)包括用戶界面層、應(yīng)用層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)存儲層以及云平臺。功能模塊設(shè)計包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、預(yù)算規(guī)劃與分析等。系統(tǒng)還著重強調(diào)保護用戶數(shù)據(jù)的隱私。最后，本文進(jìn)行了運行性能測試。測試結(jié)果表明，在不同場景下，系統(tǒng)響應(yīng)時間和吞吐量均在可接受范圍內(nèi)，系統(tǒng)運行性能能滿足實際需求。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)+云平臺；全面預(yù)算管理；信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP 315 " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，企業(yè)管理面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。在信息時代，數(shù)據(jù)是企業(yè)管理的重要資源，而全面預(yù)算管理則是企業(yè)取得成功的關(guān)鍵之一。全面預(yù)算管理包括預(yù)算編制、審批、執(zhí)行、監(jiān)控和分析等多個環(huán)節(jié)，需要對大量財務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理和分析。為了更好地應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，許多企業(yè)正在探索如何在“大數(shù)據(jù)+云平臺”的環(huán)境下構(gòu)建高效的預(yù)算管理信息系統(tǒng)。本文旨在設(shè)計一個基于“大數(shù)據(jù)+云平臺”的企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)，為企業(yè)提供一個強大的工具，幫助企業(yè)高效融合大數(shù)據(jù)和云平臺資源，提供全面的預(yù)算管理功能。

1 企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu)采用分層結(jié)構(gòu)，包括用戶界面層、應(yīng)用層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)存儲層以及云平臺。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

用戶界面層提供了用戶訪問系統(tǒng)的界面，通過Web應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。應(yīng)用層包括各種預(yù)算管理功能模塊，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、預(yù)算規(guī)劃與分析功能。這些模塊協(xié)同工作，可滿足企業(yè)的各種預(yù)算管理需求。服務(wù)層包括各種后臺服務(wù)和云計算資源，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲、計算、分析和集成。該層采用微服務(wù)架構(gòu)，以確保系統(tǒng)的可伸縮性和靈活性。數(shù)據(jù)存儲層包括數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)湖，用于存儲大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來自不同的數(shù)據(jù)源，包括企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)和外部數(shù)據(jù)提供商。系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施部分建立在云平臺上，以提供計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源[1]。數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流動過程如下。1）數(shù)據(jù)從多個源頭采集，包括企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)源和傳感器。2）采集的數(shù)據(jù)通過ETL（提取、轉(zhuǎn)換和加載）過程進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換并加載到數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)湖中。3）數(shù)據(jù)供應(yīng)給各種預(yù)算管理模塊，包括預(yù)算編制、審批、執(zhí)行、監(jiān)控和分析，以支持企業(yè)的全面預(yù)算管理需求。

2 全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)從多個來源收集數(shù)據(jù)，以支持全面預(yù)算管理。在系統(tǒng)中，將采用多種數(shù)據(jù)采集方式和工具，以確保數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)來自多個數(shù)據(jù)源，包括但不限于以下來源：企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)（財務(wù)系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)和銷售系統(tǒng)等）、外部數(shù)據(jù)提供商（市場數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)等）、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（用于實時數(shù)據(jù)采集）、手動輸入（用戶輸入的數(shù)據(jù)，如預(yù)算編制）[2]。

數(shù)據(jù)采集模塊將不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，一旦數(shù)據(jù)被采集，需要將其從源數(shù)據(jù)格式或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可以理解并處理的標(biāo)準(zhǔn)格式或結(jié)構(gòu)，然后對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗。這里采用Z-Score標(biāo)準(zhǔn)化和線性插值方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換和清洗，操作如公式（1）、公式（2）所示。

（1）

（2）

式中：X是原始數(shù)據(jù)點，是需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的原始數(shù)據(jù)值；μ是數(shù)據(jù)集的均值，表示數(shù)據(jù)集的平均數(shù)值；σ是數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)差，是度量數(shù)據(jù)分散程度的指標(biāo)；Z是標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，是通過將原始數(shù)據(jù)減去均值并除以標(biāo)準(zhǔn)差得到的結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)Z遵循標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，其均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1；y是要估算的值；x是要進(jìn)行插值的點；x1、x2是已知數(shù)據(jù)點的x坐標(biāo)，且x1lt;xlt;x2；y1和y2是已知數(shù)據(jù)點的y坐標(biāo)。

通過已知數(shù)據(jù)點間的線性關(guān)系來估算在2個已知點間的值。公式（2）中的分子部分表示x到x1的距離與y1到y(tǒng)2變化的乘積，用于確定y的變化量。分母部分表示已知數(shù)據(jù)點間的距離，用于歸一化變化量，最終得到估算的y值。對于需要實時數(shù)據(jù)的預(yù)算管理需求，系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集模塊來監(jiān)視數(shù)據(jù)源，以確保能及時捕獲數(shù)據(jù)的變化，并通過消息隊列ApacheKafka及API調(diào)用方式來實現(xiàn)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理模塊在數(shù)據(jù)采集后接管數(shù)據(jù)，進(jìn)行進(jìn)一步的處理、轉(zhuǎn)換和存儲操作，以供后續(xù)預(yù)算管理功能使用。在數(shù)據(jù)處理過程中，數(shù)據(jù)再次經(jīng)過如公式（1）、公式（2）的轉(zhuǎn)換和清洗操作，以確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。

處理后的數(shù)據(jù)將存儲在數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)湖中，以供后續(xù)預(yù)算編制、審批、執(zhí)行、監(jiān)控和分析使用。數(shù)據(jù)存儲將采用適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)和索引策略，以支持高性能查詢和分析。數(shù)據(jù)處理模塊將同時支持批處理和流處理。批處理用于處理大量歷史數(shù)據(jù)，而流處理用于實時數(shù)據(jù)處理和分析，以滿足不同時間尺度的需求。數(shù)據(jù)處理模塊將監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量，及時檢測并報告數(shù)據(jù)異常，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.3 預(yù)算規(guī)劃與分析功能

2.3.1 預(yù)算編制與審批

預(yù)算編制模塊允許用戶制定企業(yè)的財務(wù)預(yù)算計劃。用戶可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、市場趨勢和戰(zhàn)略目標(biāo)創(chuàng)建各種預(yù)算項目，包括收入、支出和資本開支等。用戶可以定義各種預(yù)算項目，包括名稱、描述、金額以及期間等信息。審批流程如圖2所示。

系統(tǒng)從數(shù)據(jù)倉庫中導(dǎo)入歷史數(shù)據(jù)，幫助用戶做出合理的預(yù)算決策，允許用戶創(chuàng)建多個預(yù)算版本，以便比較和分析不同的預(yù)算方案。系統(tǒng)支持預(yù)算編制的工作流程，預(yù)算編制完成后，預(yù)算審批模塊允許相關(guān)部門和管理人員審批和驗證預(yù)算計劃的合理性。用戶提交創(chuàng)建的預(yù)算計劃后，審批流程開始運行，確保預(yù)算計劃經(jīng)過適當(dāng)?shù)膶徟?。審批流程包括部門經(jīng)理、財務(wù)主管、首席財務(wù)官等多個審批層級。審批流程支持實時審批，以加快預(yù)算計劃的批準(zhǔn)過程。審批人員可以隨時查看和批準(zhǔn)預(yù)算計劃，無須等待傳統(tǒng)的審批周期。系統(tǒng)記錄所有審批活動，包括誰在何時批準(zhǔn)了預(yù)算計劃。這些審批歷史記錄提供審計跟蹤和透明度，以確保審批過程的合規(guī)性和可追溯性。

2.3.2 預(yù)算監(jiān)控與執(zhí)行

預(yù)算監(jiān)控模塊提供實時洞察預(yù)算執(zhí)行情況，以幫助企業(yè)管理層做出及時的決策。系統(tǒng)展示預(yù)算執(zhí)行情況的實時儀表板，包括關(guān)鍵績效指標(biāo)和圖表，生成定制化的預(yù)算執(zhí)行報告，便于管理層進(jìn)行分析，并提供數(shù)據(jù)分析工具Power BI，以深入了解財務(wù)數(shù)據(jù)和趨勢。預(yù)算執(zhí)行流程圖如圖3所示。

管理員與企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)（如財務(wù)軟件、ERP系統(tǒng)等）建立連接，以獲取實際財務(wù)數(shù)據(jù)的權(quán)限和數(shù)據(jù)訪問。系統(tǒng)從企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)和外部數(shù)據(jù)源（如銀行交易、銷售數(shù)據(jù)等）實時采集實際的支出、收入和其他財務(wù)活動數(shù)據(jù)，將實際財務(wù)數(shù)據(jù)與預(yù)算進(jìn)行比較，以識別潛在的差異和問題。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)比較的結(jié)果識別潛在的差異和問題，設(shè)定預(yù)警規(guī)則，以便在預(yù)算超支或其他異常情況下觸發(fā)提醒。如果觸發(fā)了預(yù)警規(guī)則，系統(tǒng)會生成提醒通知，通知相關(guān)人員或部門，以便采取必要措施。該流程可確保企業(yè)能實時跟蹤和管理實際支出、收入和其他財務(wù)活動，并確保其與預(yù)算保持一致，從而在出現(xiàn)問題的情況下能及時采取糾正措施。

2.3.3 預(yù)算分析與預(yù)測

預(yù)算分析模塊允許用戶深入研究預(yù)算執(zhí)行數(shù)據(jù)并識別趨勢、模式和問題，以支持決策制定。該模塊提供數(shù)據(jù)可視化工具，如圖表和圖形，可幫助用戶更好地理解數(shù)據(jù)。允許用戶進(jìn)行深度數(shù)據(jù)分析，包括趨勢分析、比較分析和成本分析，并生成高級財務(wù)報告，以向管理層提供詳細(xì)信息。

預(yù)算預(yù)測模塊使用歷史數(shù)據(jù)和實際執(zhí)行數(shù)據(jù)來生成未來的財務(wù)預(yù)測。使用統(tǒng)計和機器學(xué)習(xí)技術(shù)建立預(yù)測模型，生成準(zhǔn)確的財務(wù)預(yù)測。機器學(xué)習(xí)具體操作如公式（3）所示。

（3）

式中：C表示數(shù)據(jù)點的簇分配；K表示簇的數(shù)量；Xi表示第i個數(shù)據(jù)點；μj表示第j個簇的中心點。

財務(wù)預(yù)測支持不同的情景分析，以便管理層制定多種預(yù)算計劃。定期自動生成財務(wù)預(yù)測，以便及時調(diào)整預(yù)算策略。

3 數(shù)據(jù)隱私保護

數(shù)據(jù)隱私保護是企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，尤其在涉及敏感財務(wù)數(shù)據(jù)的情況下。所有從數(shù)據(jù)源到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用加密協(xié)議SSL/TLS，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)湖中的數(shù)據(jù)采用SSL/TLS加密機制，以確保數(shù)據(jù)在靜態(tài)存儲中的安全性。系統(tǒng)實施嚴(yán)格的身份驗證和授權(quán)機制，以確保只有授權(quán)用戶才可以訪問敏感數(shù)據(jù)，并實施細(xì)粒度的權(quán)限管理，根據(jù)用戶角色和職責(zé)限制其訪問的數(shù)據(jù)和操作。

4 系統(tǒng)測試

4.1 測試準(zhǔn)備

在測試環(huán)境中，需要配置硬件和軟件。測試準(zhǔn)備的詳細(xì)配置如下：2臺高性能服務(wù)器Dell PowerEdge，每臺配備雙處理器和內(nèi)存128GB；RAM、RAID 5存儲陣列，以確保數(shù)據(jù)冗余和性能；高速網(wǎng)絡(luò)交換機，支持千兆以太網(wǎng)連接；Linux服務(wù)器操作系統(tǒng)（Ubuntu Server 20.04 LTS），用于托管系統(tǒng)應(yīng)用程序；PostgreSQL數(shù)據(jù)庫，用于存儲模擬數(shù)據(jù)；應(yīng)用服務(wù)器Apache Tomcat；企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)的測試版本。為了模擬不同的預(yù)算管理場景和財務(wù)情況，需要準(zhǔn)備一系列測試數(shù)據(jù)，包括預(yù)算數(shù)據(jù)、財務(wù)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)。最后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，將測試服務(wù)器連接到局域網(wǎng)，確保內(nèi)部系統(tǒng)和測試服務(wù)器間通信暢通。配置防火墻規(guī)則，允許必要的數(shù)據(jù)傳輸和訪問，確保測試服務(wù)器可以訪問外部數(shù)據(jù)源。

4.2 測試結(jié)果

為了評估企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)在不同負(fù)載和使用情境下的性能表現(xiàn)，本文對該系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試。具體測試結(jié)果數(shù)據(jù)見表1。

從表1可以看出，不同場景下的響應(yīng)時間為1.0s～2.5s；不同場景的吞吐量為12～30，表明系統(tǒng)的反應(yīng)較靈敏，處理能力也相對良好，錯誤率為0.1%～0.6%，這些數(shù)字都是相對較低的，表明系統(tǒng)較穩(wěn)定。不同場景的并發(fā)用戶數(shù)有所不同。在實際生產(chǎn)環(huán)境中，需要確保系統(tǒng)可以支持最高峰值的并發(fā)用戶數(shù)。綜合分析性能測試結(jié)果，可知系統(tǒng)運行性能在大多數(shù)場景下表現(xiàn)良好。

5 結(jié)論

本文設(shè)計了一個基于“大數(shù)據(jù)+云平臺”環(huán)境的企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)，旨在能高效融合大數(shù)據(jù)和云平臺，提供全面的預(yù)算管理功能。性能測試結(jié)果表明，系統(tǒng)在不同場景下的響應(yīng)時間、吞吐量和錯誤率表現(xiàn)良好。該系統(tǒng)為企業(yè)提供了一個強大的工具，使企業(yè)能更好地應(yīng)對數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，提高財務(wù)管理的效率和透明度，并能更好地管理財務(wù)資源，適應(yīng)市場的快速變化，從而在競爭激烈的環(huán)境中取得成功。未來，可以繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)，不斷提高其性能和功能，以滿足企業(yè)不斷發(fā)展、變化的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]曾珂.高校全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)構(gòu)建——以S大學(xué)為例[J].會計師，2022（17）：126-128.

[2]顧春麗.集團企業(yè)全面預(yù)算管理信息系統(tǒng)設(shè)計研究[J].商業(yè)會計，2022（17）：92-94.