基于Petri网的财务流程RPA优化研究

谢祥 张婧 项超

【关键词】 账表核对; RPA; 业务流程优化; Petri网; 财务共享服务中心; 马尔科夫链技术

【中图分类号】 F232  【文獻标识码】 A  【文章编号】 1004-5937（2021）16-0131-06

一、引言

外部经济社会环境的变化和企业业务的不断扩张，使得企业的财务管理模式和财务系统需要不断调整与优化，以满足企业发展所提出的各种新需求。2017年德勤会计师事务所推出了财务机器人及流程自动化解决方案，机器人流程自动化（RPA）相关技术应用在我国财务业务操作领域，帮助企业进行财务管理优化，实现成本更低、效率更高的财务管理目标。

机器人流程自动化（Robotic Process Automation，RPA）是一种先进的自动化技术解决方案，即一种在不改变用户原有界面层的前提下，采用用户原有界面层中的技术手段，通过模拟并增强人与计算机交互过程的方式，执行基于一定固定规则的可重复任务的软件解决方案。目前国内外关于财务RPA的研究主要集中在理论研究和技术的实施与应用等方面。国外学者Ernst et al.[1]、Deloitte[2]、Le Clair[3]对RPA的定义及适用范围进行了讨论。国内学者孙逸等[4]、戚蓓蓓[5]研究了基于人工智能的RPA实现技术;姜红德[6]从市场应用及效果层面对RPA技术展开了研究;田高良等[7]指出了RPA在财务业务中的应用;程平等[8-14]在财务共享模式下运用RPA技术对于多个核心业务流程设计优化方案;赵金梅[15]运用RPA技术构建了涉税业务流程自动化管理的平台优化框架。现有的研究多采用定性研究方法，财务RPA研究缺乏定量研究的有力支撑。

本文以A公司财务共享服务中心的账表核对流程为例，探讨了使用Petri网技术定量分析在企业使用财务RPA进行流程优化中RPA实施环节的合理性和RPA的应用价值。

二、基于RPA的账表核对流程优化

（一）优化前的原账表核对流程

A公司是一家以产业新城开发为主营业务，城市综合开发、数据金融、实体产业与交通基础设施建设四大板块为辅的资产规模近2 000亿元的集团公司，财务共享服务中心的建立缩减了财务层级结构，优化了财务工作处理流程，提高了公司原有财务功能的处理效率。但是，近年随着A公司业务规模不断扩大，财务共享中心服务子公司的数量不断增多，业务量急速上涨，原有财务共享服务中心的业务流程已不能满足当前业务的需求，需要进一步优化升级。

A公司财务共享服务中心原有的账表核对业务流程如图1所示。

主要有3个环节：

1.填报上传。财务共享服务中心的财务部完成财务报表填写，并上传至财务共享数据平台。

2.分公司核对。财务报表上传后，下属各分公司财务人员从财务共享数据平台自行下载报表和本公司的会计账簿进行核对，如果会计账簿与报表数据项一致，则填写固定格式的反馈报表，并上传财务共享数据平台，财务部参考反馈报表，确认财务共享数据平台上财务数据的更新。

3.数据差异处置。如果报表与会计账簿数据项不一致，则分公司财务人员上报分公司和财务共享服务中心。根据分公司所属业务板块的不同，财务共享服务中心安排对应板块的核算部门进行会计账簿与业务数据的核对，板块核算部门下载板块业务数据，如果与会计账簿数据一致无误，则填写固定格式的反馈报告，发送给分公司，经其审阅后，由分公司上传财务共享数据平台，财务部根据反馈报告确定财务共享数据平台上财务数据的更新。如果业务数据与账簿数据项之间存在差异，则板块核算部门通过人工比对的方式找出差异数据项，与具体业务部门核实后，修改业务数据，并填写固定格式的反馈报告，发送给分公司，经其审阅后，仍然由分公司上传财务共享数据平台，财务部根据反馈报告对财务共享数据平台的数据进行更新和确认。

通过分析可以发现，在账表核对流程的标准化财务数据对比环节仍需要人工完成，自动化和智能化程度偏低;再加上不同部门和不同层级之间信息流通存在组织隔离、地域差异和时间滞后等问题所形成的“长鞭效应”，极大地影响了企业内部财务账表核对的工作效率，降低了财务数据信息的质量。

（二）优化后的账表核对流程

通过引入账表核对机器人，将其外挂于原有的财务信息共享平台，实现账表核对的自动化流程处理，业务流程发生了变化，具体流程图如图2所示，其中灰色部分为基于RPA技术的账表核对机器人自动化处理部分，白色部分仍然为人工处理部分。

由图2可知，引入账表核对机器人后，账表核对机器人自动登录，并基于财务部门预先录入的该公司会计账簿、会计表格以及实际业务数据三者之间的关联规则和判断规则自动完成数据项比对，并完成自动化的报告填写和最终反馈，实现账表核对整体流程的自动化操作。

账表核对流程优化内容主要包括：

1.登录时间的变化

在业务系统中设置机器人登录的时间以及条件，可以不限于原有的日间工作的8小时，做到7×24小时的全天候登录。

2.核对数据的自动爬取

机器人登录后可采用爬虫等自然语言处理技术以及数据关联规则脚本，自动提取存于财务共享数据平台中的报表数据、分公司账簿数据和业务数据，在此过程中直接减少了人工操作带来的多个页面切换下载，以及人工找寻关联数据进行比对的时间效率损失。通过数据项编号以及识别码，完成精准的配比比对。

3.账表自动核对

根据报表与会计账簿的判断规则和会计账簿与业务数据的判断规则，自动完成账表与账簿和账簿与业务之间的数据核对。若出现数据不一致，则机器人会自动发送之前预先设置的邮件以及语音通知相关部门核实情况并完成记录和预警。

4.账表核对信息自动反馈

在完成基于预设规则的对比判断后，账表核对机器人按照反馈信息模板自动填写反馈信息并自动发送，机器人反馈信息的填写与提交是一个实时过程，不存在过往因人工填写所造成的时间差。财务数据根据反馈信息进行及时更新，提高财务数据的实时性。

在整个基于RPA的账表核对自动化流程中，均通过预先设定的步骤和流程来完成数据的提取、关联、比对和反馈工作，从源头上直接减少人工干预，在极大提高工作效率的同时，减少了因人工操作错误所带来的风险。此外，RPA在完成阶段性工作后都会自动记录工作情况，这在一定程度上有助于企业财务信息处理的公开化和透明化，帮助财务共享中心加强对整个账表核对业务流程的实时管控，防止徇私舞弊的发生，提升财务数据的整体质量。

三、基于Petri网的财务RPA流程优化量化分析

Petri网由德国数学家Carl Adam Petri于1962年发明，用于研究信息系统及其相互关系，其优点在于具有直观性、动态性、便于分析计算和计算机支持[16]。Petri网建模方法日趋成熟，包含了各种分析技术，包括可达标识集、关联矩阵、马尔科夫链等等。简单的Petri网结构由表示状态的S元素和表示变迁的T元素构成，由变迁T元素而引起状态S元素中的资源的流动，使两种元素产生的流关系联系，用F表示，S和T分别称为N的库所集和变迁集。工作流模型的建立是Petri网建模的基础，通过将现实流程映射到网络模型中，再根据模型进行分析计算，通过这些分析技术可以了解到模型的许多重要性质，进一步可分析得到模型映射出的现实问题和规律。本文采用Petri网建模能够清晰地展现A公司财务账表核对业务流程运行情况，建立同构马尔科夫链进行量化分析，相比其他静态分析法更为严谨。

（一）原账表核对流程建模与分析

根据图1所示的原账表核对的业务流程图，基于业务流程事件以及发生条件构建其Petri网模型，如图3所示。图中的圆圈代表库所（P），方框代表变迁（T），其中变迁T元素的实际含义如表1所示。

根据图3的Petri网模型生成马尔科夫链（如图4所示），即把变迁Ti转换为实施速率λi。同时，将模型的初始标识M0=（1，0，0，0，0，0，0，0，0）记为（0），表示S0中有一个托肯。由此，经过不同变迁获得不同的可达集，进而得到状态集M0，M1，M2，…，M11。再根据这些状态集，建立同构的马尔可夫链，链中的有向弧代表的是从一个状态向另一个状态的转换。

建立线性方程组

SQ=0，∑iPi=1，1≤i≤9       （1）

其中S为向量（P（M0），P（M1），…，P（M8）），表示的是T0至T8中9个变迁稳态概率的集合，是可达标识达到稳定状态的概率;Q為速率转移矩。

对优化前的原账表核对所涉及的各项业务环节的工作时间进行统计，并计算出各环节的实施速率λi，如表2所示。

绘制出9×9的速率矩阵，其对角线上的元素qij的值为从状态Mi输出的各条弧上标注速率之和的负值。

根据此速率矩阵求解线性方程组（1）可以得到每个可达标识的稳定状态概率P（Mi）=xi（1

P（M0）=0.0465;P（M1）=0.2790;

P（M2）=0.0232;P（M3）=0.3488;

P（M4）=0.0232;P（M5）=0.1162;

P（M6）=0.0930;P（M7）=0.0116

从稳定状态概率值P（Mi）可以看出：账表核对流程中，T1（分子公司项目部财务主管下载报表核对）、T3（板块核算部门下载业务数据与报表核对）、T5（与业务部门沟通核实数据），它们所占整个流程的时间比重较大，而这些操作均为脱离软件系统的人工操作环节，尤其是T5，耗用时间最多，体现人工操作的不足以及效率低下。

通过分析可知，原账表核对业务所存在的不足正是财务RPA的优势所在，使用财务RPA对其进行流程优化是完全可行的。

（二）基于RPA的账表核对流程优化分析

基于RPA优化后的账表核对流程的Petri网图及其T元素对应表格，如图5和表3所示。

基于RPA的账表核对业务的工作流程时间大幅缩减，经过实际平台流程处理时间测算，优化前后的变迁过程平均工作时间如表4所示。

计算可得，优化前原账表核对业务流程总用时为：

240+1 440+120+1 800+120+600+480+60

=4 860（秒）

优化后账表核对业务流程总用时为：

5+15+15+15+10+10+15+30+30+60+1+1+5

=212（秒）

整个账表核对业务流程的时间评价指标：

可见，优化后的账表核对业务在流程中增加了四个变迁，时间效率上增加了95.6%，极大地提高了财务共享中心账表核对业务的运行效率，减少了在账表核对业务流程的时间损耗，降低了该业务的时效工资成本。

四、结语

财务共享服务中心的建设，使得企业财务业务集中化，为RPA实施提供了基础。本文以A公司财务共享服务中心账表核对流程为例，使用Petri网和马尔科夫链技术对账表核对RPA优化前后的流程进行了量化的对比分析，分析结果表明，优化前的账表核对流程存在的不足适合使用RPA来优化，而优化后的账表核对流程运行效率显著提高，大幅度地减少时间损耗，并且降低了该流程的时效工资成本。

因此，Petri网和马尔科夫链技术可以作为企业实施财务RPA的有用工具，在财务RPA实施前，帮助企业验证RPA实施场景的合理性和可行性;在财务RPA实施后，帮助企业定量评估财务RPA的实施效果。

【参考文献】

[1] ERNST & YOUNG.Robotics process automation[Z].2017.

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