“大數據+云平臺”環境下的企業全面預算管理信息系統構建

摘 要：本文設計了基于“大數據+云平臺”環境下的企業全面預算管理信息系統。該系統旨在高效融合大數據和云平臺，提供全面的預算管理功能，采用Amazon Web Services （AWS）為云平臺提供商，并使用大數據技術，包括Apache Hadoop、Apache Spark和Apache Kafka等，分別用于大數據分布式存儲/處理、實時數據處理/分析以及數據流處理/事件驅動的數據采集。系統架構包括用戶界面層、應用層、服務層、數據存儲層以及云平臺。功能模塊設計包括數據采集、數據處理、預算規劃與分析等。系統還著重強調保護用戶數據的隱私。最后，本文進行了運行性能測試。測試結果表明，在不同場景下，系統響應時間和吞吐量均在可接受范圍內，系統運行性能能滿足實際需求。

關鍵詞：大數據+云平臺；全面預算管理；信息系統

中圖分類號：TP 315 " " 文獻標志碼：A

隨著信息技術不斷發展，企業管理面臨著前所未有的挑戰和機遇。在信息時代，數據是企業管理的重要資源，而全面預算管理則是企業取得成功的關鍵之一。全面預算管理包括預算編制、審批、執行、監控和分析等多個環節，需要對大量財務數據進行收集、處理和分析。為了更好地應對這一挑戰，許多企業正在探索如何在“大數據+云平臺”的環境下構建高效的預算管理信息系統。本文旨在設計一個基于“大數據+云平臺”的企業全面預算管理信息系統，為企業提供一個強大的工具，幫助企業高效融合大數據和云平臺資源，提供全面的預算管理功能。

1 企業全面預算管理信息系統架構設計

系統架構采用分層結構，包括用戶界面層、應用層、服務層、數據存儲層以及云平臺。系統架構圖如圖1所示。

用戶界面層提供了用戶訪問系統的界面，通過Web應用程序實現。應用層包括各種預算管理功能模塊，如數據采集、數據處理、預算規劃與分析功能。這些模塊協同工作，可滿足企業的各種預算管理需求。服務層包括各種后臺服務和云計算資源，負責數據存儲、計算、分析和集成。該層采用微服務架構，以確保系統的可伸縮性和靈活性。數據存儲層包括數據倉庫和數據湖，用于存儲大量數據。數據來自不同的數據源，包括企業內部系統和外部數據提供商。系統的核心基礎設施部分建立在云平臺上，以提供計算、存儲和網絡資源[1]。數據在系統中的流動過程如下。1）數據從多個源頭采集，包括企業內部系統、外部數據源和傳感器。2）采集的數據通過ETL（提取、轉換和加載）過程進行清洗、轉換并加載到數據倉庫和數據湖中。3）數據供應給各種預算管理模塊，包括預算編制、審批、執行、監控和分析，以支持企業的全面預算管理需求。

2 全面預算管理信息系統功能模塊設計

2.1 數據采集

數據采集模塊負責從多個來源收集數據，以支持全面預算管理。在系統中，將采用多種數據采集方式和工具，以確保數據的全面性和準確性。數據來自多個數據源，包括但不限于以下來源：企業內部系統（財務系統、人力資源系統和銷售系統等）、外部數據提供商（市場數據、行業數據等）、傳感器和物聯網設備（用于實時數據采集）、手動輸入（用戶輸入的數據，如預算編制）[2]。

數據采集模塊將不同來源的數據進行集成，一旦數據被采集，需要將其從源數據格式或結構轉換為系統可以理解并處理的標準格式或結構，然后對轉換后的數據進行清洗。這里采用Z-Score標準化和線性插值方法進行轉換和清洗，操作如公式（1）、公式（2）所示。

（1）

（2）

式中：X是原始數據點，是需要進行標準化的原始數據值；μ是數據集的均值，表示數據集的平均數值；σ是數據集的標準差，是度量數據分散程度的指標；Z是標準化后的數值，是通過將原始數據減去均值并除以標準差得到的結果，標準化后的數據Z遵循標準正態分布，其均值為0，標準差為1；y是要估算的值；x是要進行插值的點；x1、x2是已知數據點的x坐標，且x1lt;xlt;x2；y1和y2是已知數據點的y坐標。

通過已知數據點間的線性關系來估算在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y2變化的乘積，用于確定y的變化量。分母部分表示已知數據點間的距離，用于歸一化變化量，最終得到估算的y值。對于需要實時數據的預算管理需求，系統采用數據采集模塊來監視數據源，以確保能及時捕獲數據的變化，并通過消息隊列ApacheKafka及API調用方式來實現。

2.2 數據處理

數據處理模塊在數據采集后接管數據，進行進一步的處理、轉換和存儲操作，以供后續預算管理功能使用。在數據處理過程中，數據再次經過如公式（1）、公式（2）的轉換和清洗操作，以確保數據的一致性和準確性。

處理后的數據將存儲在數據倉庫和數據湖中，以供后續預算編制、審批、執行、監控和分析使用。數據存儲將采用適當的分區和索引策略，以支持高性能查詢和分析。數據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據，而流處理用于實時數據處理和分析，以滿足不同時間尺度的需求。數據處理模塊將監控數據質量，及時檢測并報告數據異常，以確保數據的準確性和可靠性。

2.3 預算規劃與分析功能

2.3.1 預算編制與審批

預算編制模塊允許用戶制定企業的財務預算計劃。用戶可以根據歷史數據、市場趨勢和戰略目標創建各種預算項目，包括收入、支出和資本開支等。用戶可以定義各種預算項目，包括名稱、描述、金額以及期間等信息。審批流程如圖2所示。

系統從數據倉庫中導入歷史數據，幫助用戶做出合理的預算決策，允許用戶創建多個預算版本，以便比較和分析不同的預算方案。系統支持預算編制的工作流程，預算編制完成后，預算審批模塊允許相關部門和管理人員審批和驗證預算計劃的合理性。用戶提交創建的預算計劃后，審批流程開始運行，確保預算計劃經過適當的審批渠道。審批流程包括部門經理、財務主管、首席財務官等多個審批層級。審批流程支持實時審批，以加快預算計劃的批準過程。審批人員可以隨時查看和批準預算計劃，無須等待傳統的審批周期。系統記錄所有審批活動，包括誰在何時批準了預算計劃。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性和可追溯性。

2.3.2 預算監控與執行

預算監控模塊提供實時洞察預算執行情況，以幫助企業管理層做出及時的決策。系統展示預算執行情況的實時儀表板，包括關鍵績效指標和圖表，生成定制化的預算執行報告，便于管理層進行分析，并提供數據分析工具Power BI，以深入了解財務數據和趨勢。預算執行流程圖如圖3所示。

管理員與企業內部系統（如財務軟件、ERP系統等）建立連接，以獲取實際財務數據的權限和數據訪問。系統從企業內部系統和外部數據源（如銀行交易、銷售數據等）實時采集實際的支出、收入和其他財務活動數據，將實際財務數據與預算進行比較，以識別潛在的差異和問題。系統根據數據比較的結果識別潛在的差異和問題，設定預警規則，以便在預算超支或其他異常情況下觸發提醒。如果觸發了預警規則，系統會生成提醒通知，通知相關人員或部門，以便采取必要措施。該流程可確保企業能實時跟蹤和管理實際支出、收入和其他財務活動，并確保其與預算保持一致，從而在出現問題的情況下能及時采取糾正措施。

2.3.3 預算分析與預測

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

預算預測模塊使用歷史數據和實際執行數據來生成未來的財務預測。使用統計和機器學習技術建立預測模型，生成準確的財務預測。機器學習具體操作如公式（3）所示。

（3）

式中：C表示數據點的簇分配；K表示簇的數量；Xi表示第i個數據點；μj表示第j個簇的中心點。

財務預測支持不同的情景分析，以便管理層制定多種預算計劃。定期自動生成財務預測，以便及時調整預算策略。

3 數據隱私保護

數據隱私保護是企業全面預算管理信息系統中至關重要的一部分，尤其在涉及敏感財務數據的情況下。所有從數據源到系統的數據傳輸應采用加密協議SSL/TLS，以確保數據在傳輸過程中的安全性。數據存儲在數據倉庫和數據湖中的數據采用SSL/TLS加密機制，以確保數據在靜態存儲中的安全性。系統實施嚴格的身份驗證和授權機制，以確保只有授權用戶才可以訪問敏感數據，并實施細粒度的權限管理，根據用戶角色和職責限制其訪問的數據和操作。

4 系統測試

4.1 測試準備

在測試環境中，需要配置硬件和軟件。測試準備的詳細配置如下：2臺高性能服務器Dell PowerEdge，每臺配備雙處理器和內存128GB；RAM、RAID 5存儲陣列，以確保數據冗余和性能；高速網絡交換機，支持千兆以太網連接；Linux服務器操作系統（Ubuntu Server 20.04 LTS），用于托管系統應用程序；PostgreSQL數據庫，用于存儲模擬數據；應用服務器Apache Tomcat；企業全面預算管理信息系統的測試版本。為了模擬不同的預算管理場景和財務情況，需要準備一系列測試數據，包括預算數據、財務數據和用戶數據。最后進行網絡設置，將測試服務器連接到局域網，確保內部系統和測試服務器間通信暢通。配置防火墻規則，允許必要的數據傳輸和訪問，確保測試服務器可以訪問外部數據源。

4.2 測試結果

為了評估企業全面預算管理信息系統在不同負載和使用情境下的性能表現，本文對該系統的性能進行測試。具體測試結果數據見表1。

從表1可以看出，不同場景下的響應時間為1.0s～2.5s；不同場景的吞吐量為12～30，表明系統的反應較靈敏，處理能力也相對良好，錯誤率為0.1%～0.6%，這些數字都是相對較低的，表明系統較穩定。不同場景的并發用戶數有所不同。在實際生產環境中，需要確保系統可以支持最高峰值的并發用戶數。綜合分析性能測試結果，可知系統運行性能在大多數場景下表現良好。

5 結論

本文設計了一個基于“大數據+云平臺”環境的企業全面預算管理信息系統，旨在能高效融合大數據和云平臺，提供全面的預算管理功能。性能測試結果表明，系統在不同場景下的響應時間、吞吐量和錯誤率表現良好。該系統為企業提供了一個強大的工具，使企業能更好地應對數據挑戰，提高財務管理的效率和透明度，并能更好地管理財務資源，適應市場的快速變化，從而在競爭激烈的環境中取得成功。未來，可以繼續優化系統，不斷提高其性能和功能，以滿足企業不斷發展、變化的需求。

參考文獻

[1]曾珂.高校全面預算管理信息系統構建——以S大學為例[J].會計師，2022（17）：126-128.

[2]顧春麗.集團企業全面預算管理信息系統設計研究[J].商業會計，2022（17）：92-94.