关键词：工业企业；控制和管理；资金预决算
一、资金预算控制和管理概述
资金预算管理是企业管理的主要组成部分，是企业依据原始的生产经营数据与长期战略规划的具体需要，综合企业运营现状，对企业资金进行分配与估量。其不仅是对企业其他预算项目的机械整理和汇总，而是作为统筹规划和平衡企业资金收支的管理活动，实时反映企业在生产经营过程当中的资金现状，确保企业实现对资金的合理考核、实时监控和事前预估。从常见的预算管理流程来看，企业的预算管理工作主要包括预算执行、预算编制、预算考核与分析这三个阶段；从管理内容来看，其主要包括资金分配、资金流出、资会流入等方面.从项目的运营过程来看，其主要包括营运资金管理、资金的投资方案、资金筹集方案等方面。
二、工业企业在资金预算管理方面的弊端
（一）没有科学的资金预算的编制机制
资金预算编制是企业实施预算管理的最初阶段，其质量会直接影响到企业的经营管理状况。当前，国内绝大多数工业企业没有设置独立的职能部门开展资金预算编制时，会习惯性地将其作为经营预算的组成部分，进而将其并入其他预算项目实施合并编制，现行的资金预算编制手段过于精简，仅仅简单地汇总整理了资金预算的诸多需求项目，不能够充分发挥资金预算编制的指导性特征。从编制流程来看，多数企业内部的财务部门在实施资金预算编制时，主要根据最近几年的资金使用状况，往往不会主动、参考相关职能部门的建议，没有系统性地考虑企业长远战略规划等因素的影响，这就会导致制定的预算指标体系缺乏充分的可操作性和合理性，并且编制预算的方法主要以传统的简单财务核算为主，基本上不考虑运用零基预算、弹性预算等现代化的编制方法，极大地降低了资金预算编制工作的规范性和科学性。
（二）资金预算的执行不彻底
资金预算执行过程的主要目标在于控制和监督各个预算项目资金收支现状。目前，不少工业企业难以贯彻执行事先制定的资金预算规划，其原因在于：一方面，工业企业往往缺乏科学的资金预算编制，这就导致预算编制难以契合实际的资金需求状况，在企业进行生产经营活动时，通常会受资金预算的阻碍和制约，进而会需要调整现行的企业资金预算，如果需要的资金难以及时追加和落实，就会延长项目周期，进而促使项目的亏损和失败。而另一方面，工业企业的管理层通常不会关注资金预算的控制、调整工作。财务部门进行预算编制时，在每个季度需要依据相关规定检查资金实际使用情况，编制实时的资金使用报告表并上交给企业管理层，而管理层通常不会详细地对比分析资金的实际使用现状与已有的预算规划，也就难以准确及时地采取相应措施和解决其中的问题。企业管理层缺乏资金预算管理和控制观念导致其忽略资金预算管理的重要意义，在实际工作当中往往依据自己的主观判断自行调整企业的资金预算，最终，就造成事先制定的资金预算规划没有权威性，并且诸多预算编制与执行的规章制度都成了表面摆设，其通常会依据现实的资金需求和管理层的主观意愿而朝令夕改，严重削弱了资金预算的执行和控制力度。
（三）资金预算的考核分析不健全
大部分工业企业没有将资金预算的考核绩效纳入企业年度工作绩效的考核内容，造成资金预算难以实现对于企业生产经营活动的有效约束。不少企业资金预算的核算工作通常以对预算指标实际完成情况的机械汇总，而在期末财务部再对比企业总体的资金使用情况资料与期初制定的资金预算规划表，核算出诸多预算指标的实际完成情况，其还会在公司年度大会上宣读，但是企业通常会忽略实施合理有效的激励措施，导致企业员工难以真正关注和落实资金预算工作。
三、工业企业健全资金预算管理体制的策略
（一）构建完善的预算编制流程
从资金预算周期来看，编制资金预算是一个动态的周期循环过程，是企业职能部门互相沟通合作的过程。企业财务部首先要分析资金预算编制的历史数据资料，并综合企业的经营现状，开展当期资金预算的编制工作。与此同时，其财务部门还必须将编制的资金预算与企业的利润预算、销售预算、成本预算进行细致对比联系，实现资金预算规划和企业生产经营活动的协调一致。在明确初步的预算指标后，各个职能部门负责人和财务部门的预算负责人需要进行精诚合作，对预算方案进行不断地讨论、修订；之后，一方面要向企业管理层上交资金预算的初步方案，同时汇总诸多预算执行机构的建议，编制部门预算报告并上交到企业管理层进行决议和修订，经过长期的讨论、分析和改进，进而加强最终预算方案的科学性和可行性，并且由于最终预算方案综合了预算.执行部门的建议，也一定程度上激发了其落实预算方案的主动性。与此同时，企业还必须科学分解资金预算方案，在明确总体的资金预算方案后，要求相关职能部门做到：依据总预算方案编制部门自身的资金预算规划，依据企业资金预算年度方案，编制相应的月度和季度预算方案，系统地分析原材料价格变动、销售额的完成度、产品价格变动等诸多因素对于资金使用状况的具体影响，强化资金预算方案的合理性和精确性，尽可能减少和避免由于资金规划的不合理而产生的短缺现象，降低企业总体的财务风险，确保企业生产经营活动的顺利开展。
（二）强化预算方案的执行力度
1.构建多层次的预算部门
工业企业应当将资金预算作为预算管理工作的核心部分，依据企业需求，构建多层次、多级别的预算部门。从隶属关系上看，企业的预算部门应当隶属于财务部，但其必须可以自成体系，这就需要在财务部单独创建独立的预算管理委员会，在部门内部也配置预算管理机构，由部门内部的负责人管理。在编制预算时，企业预算部门首先应当明确预算目标，然后各部门的预算管理机构依据自身现状，综合自身的年度计划，深入研究本部门全部的资金预算计划，然后进行适当的修改和完善并且列明进行修改的具体原因以及修改的氛围幅度，最后经部门负责人同意以后向企业预算部门提出修改意见，企业预算部门经过汇总和整理相关意见以后上交到公司办公会进行议讨和决议，加强预算方案的准确性和可行性、预算指标的实用性和可操作性。在执行预算阶段，企业和部门的预算机构都需要深入分析对比资金使用现状与预定的预算方案的区别，然后编制预算执行现状的月度和季度分析报告，找出预算执行流程当中的诸多弊端、弊端存在的合理程度、异常弊端发生的原因等，通过创建多级别、多层次的预算管理机构，强化财务部门与企业销售部门、生产部门等合作沟通，辅助企业管理层及时准确地掌握企业的经营现状、预算的执行情况，加强对资金使用现状的动态实时监控。
2.构建合理的预算审批程序
在编制资金预算时，大多数工业企业没有综合未来销售和价格等因素变动的影响，在实际的预算执行过程当中，由于各种因素不断变动的影响，必定需要追加或是调整原始的资金预算方案。因此，工业企业必须构建合理的预算审批程序。要想调整预算，其首先应当去预算执行部门进行书面申请，经过部门负责人同意以后进行重新申报和审批，在经过企业管理层决议通过以后才实施执行工作。确保资金预算方案拥有一定的弹性是有必要的，但过分关注预算的弹性和灵活性就会导致预算工作丧失指导功能。因此，企业应当为可能变动的资金预算项目设定科学的变动幅度，高于该幅度时，则进行重新分析，严格审核该项目的可操作性。
3.创建资金预算管理的责任制
在创建多层次的预算管理体系后，部门预算机构和部门负责人作为预算管理的主要责任方，部门预算机构再进一步将预算责任层层分解到具体的工作岗位和工作人员。资金预算责任的分解要严格遵循可控性原则，部门管理者要对该部门的预算状况负主要责任，相应的预算机构则应当全程监控对预算资金执行情况。
四、结论
在实际的生产运营过程当中，工业企业应该不断强化对资金预决算的管理与控制，并且依据企业实际的发展需要及具体市场行情来制定相应的财务规划，实现其可持续的健康发展。
参考文献：
1.袁琳.构筑集团企业资金结算与集中控制的新系统―中国石化集团财务公司资金结算与集中控制案例研究[J].会计研究，2007（2）.
2.王君彩.现代企业集团财务管理研究[J].扬州大学报，2008（10）.
3.杨慧雨.对国内大型集团推进资金集中管理的思考[J].集团经济研究，2008（05）.
关键词:广义预测控制;PID控制;性能分析;加热炉温度控制系统
中图分类号:TP273文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2010)10-0018-03
ApplicationofGeneralizedPredictiveControlAlgorithminHeatingFurnaceControl
WANGJun-qin
(Xi’anUniversityofArtsandScience,Xi’an710065,China)
Abstract:Takingthetemperaturecontrolsystemofaheatingfurnaceasaresearchobject,amathmodeloftheheatingfurnacewasbuilt.ThecontrolschemebasedonPIDcontrolalgorithmisstudied.SomeshortagesofPIDcontrolalgorithmareindicatedbythesimulationresult.Thenanewcontrolalgorithmfortemperaturecontrolsystemofheatingfurnaceinsteelrollingshopbasedongeneralizedpredictivecontrolalgorithm(GPC)isstudied.ThesimulationresultsindicatethatthisalgorithmcanimprovethedynamiccharacteristicismoreeffectivethanthecommonPIDcontrol,andhasagoodprospectforengineeringapplication.
Keywords:generalizedpredictivecontrol;PIDcontrol;performanceanalysis;temperaturecontrolsystemofheatingfurnace
基金项目:陕西省教育厅专项科研基金资助项目(06JK203);西安文理学院重点建设专业基金资助项目(ZY20080506)
0引言
广义预测控制(GPC)是一种通过在线辨识获得模型参数,再利用模型参数实现多步预测和滚动优化的自适应模型预测控制算法,因此广义预测控制既有一般模型预测控制的特点,又有自适应控制的特点[1]。由于采用传统的参数化模型,模型参数较少,易于在线辨识,而引入不相等的预测水平和控制水平,使系统设计更灵活[2]。然而实际反馈信息基础上的反复优化,使GPC对建模误差和环境干扰等不确定性具有很强的适应力,而目标函数中考虑了控制参量序列,使它适用于大迟延、非最小相位以及非线性等过程,为获得较好的控制效果提供了条件,因此GPC得到了控制工程界的高度重视,出现了多种新的算法,并且在工业和航空航天等领域获得了很多成功的应用[3]。
1广义预测控制器[4]
GPC基于如下的CARIMA模型[5]:
A(q-1)y(t)=B(q-1)u(t-1)+ξ(t)/Δ(1)
式中:A(q-1)=1+a1q-1+…+anaq-na;B(q-1)=b0+b1q-1+…+bnbq-nb;Δ=1-q-1;q-1是向后移时间算子;y(t),u(t)和ξ(t)分别是系统的输出、输入和噪声信号。控制器的目标函数为:
J=∑Nj=1[┆(t+j|t)-w(t+j)]2+
λ∑Nuj=1[Δu(t+j-1)]2(2)
式中:(t+j|t)是y(t+j)的预测值;N,Nu和λ分别代表预测步长、控制步长和控制量加权因子;w(t+j)是设定值的柔化序列,由下述方程产生。
w(t)=y(t),w(t+j)=αw(t+j-1)+
(1-α)yr(t),j=1,2,…,N(3)
式中:yr(t)为当前设定值;α为柔化因子,0
为了得到j步后输出y(k+j)的最优预测值,使用丢番图方程:
Ej(q-1)A(q-1)Δ+q-jF(q-1)=1,j=1,2,…,N(4)
Ej(q-1)Bj(q-1)=Gj(q-1)+q-jHj(q-1),
j=1,2,…,N(5)
式中:Ej(q-1)=e0+e1q-1+…+ej-1q-j+1;Fj(q-1)=fj0+fj1q-1+…+fjnaq-na;Gj(q-1)=g0+g1q-1+…+gj-1q-j+1;Hj(q-1)=hj0+hj1q-1+…+hjnb-1q-nb+1。
为简化书写[6],将下面的某些多项式中括号内的q-1算子省略。由式(1)、式(4)、式(5)可得:
y(t+j)=GjΔu(t+j-1)+Fjy(t)+
HjΔu(t-1)+Ejξ(t+j)(6)
因为ξ(t+j)是t时刻后的白噪声,将其舍去,假设j>Nu时,Δu(t+j-1)=0,令:
YT=[y(t+1|t),…,y(t+N|t)]
UT=[Δu(t),…,Δu(t+Nu-1)]
FT=[F1,F2,…,FN)],HT=[H1,H2,…,HN]
G=g0
g1g0
螃
gNu-1gNu-2…g0
螃螃螃
gN-1gN-2…gN-NuN×Nu
将式(6)写成向量形式:
Y=GU+Fy(t)+HΔu(t-1)(7)
将式(2)定成向量形式:
J=E[(Y-W)T(Y-W)+λUTU](8)
令J/U=0,则取最小值的控制律为:
GT[GU+Fy(t)+HΔu(t-1)-W]+λU=0(9)
U=(GTG+λI)-1GT[W-Fy(t)-HΔu(t-1)](10)
取U的第一个分量Δu(t),则u(t)=u(t-1)+Δu(t)即为所求的控制量。
2系统建模
为了克服随机扰动、模型误差以及慢时变的影响,采用最小二乘法在线估计预测模型参数,构成自校正控制器[7]。设时变模型为:
(q-1)Δy(t)=(q-1)Δu(t-1)(11)
式中:(q-1)=1+1q-1+…+naq-na;(q-1)=0+1q-1+…+nbq-nb;Δy(t)=[1-A^(q-1)]Δy(t)+B^(q-1)Δu(t-1)
将模型参数与数据参数分别用向量形式表示为:
(t)=[1…na,0…nb]T(12)
φ(t)=[-Δy(t-1),…,-Δy(t-na),
Δu(t-1),…,Δu(t-nb)]T(13)
用递推最小二乘法在线估计预测模型参数:
(t)=(t-1)+P(t-1)φ(t)1+φT(t)P(t-1)φ(t)
Δy(t)-T(t-1)φ(t)(14)
P(t)=P(t-1)-P(t-1)φ(t)φT(t)P(t-1)1+φT(t)P(t-1)φ(t)(15)
3仿真研究
已知某钢铁厂车间加热炉温度控制系统,如图1所示,系统中采用6台设有断偶报警装置的温度变送器,3台高值选择器,1台加法器,1台控制器和1台电/气转换器[8]。
图1加热炉温度控制系统
加热炉的燃料是通过具有引风特性的喷嘴进入加热炉的,风量能自动跟随燃料量的变化按比例地增加或减少,已达到经济燃烧。故选进入炉内的燃料量为控制变量。通过实验可得加热炉的数学模型为:
G01=[9.9/(120s+1)]e-80s
温度传感器及其变送器的数学模型为:
G02=0.107/(10s+1)
即广义被控对象的数学模型为:
G0=1.06e-80s/[(120s+1)(10s+1)]
首先选用PID控制器:设定控制所用PID调节器的传递函数为:
Gc=9286s2+240s+1.5521s2+145s
所得系统的输出曲线如图2所示。
再应用广义预测算法:预测模型为CARIMA模型,其中预测时域N为10,控制时域Nu为2,加权系数λ为0.5,柔化因子α为0.5,采样时间为0.5s。
参考轨迹采用一阶指数形式:
yr(k+j)=cjy(k)+(1-cj)yd(k+j)
式中:c=0.2;yd为输出设定值。所得系统输出曲线如图3所示。
图2PID控制阶跃响应
图3GPC控制阶跃响应
4结语
从仿真结果可以得出:对加热炉采用本文所提出的广义预测控制算法,不仅能够得到稳定的控制曲线和满意的动态性能,而且可以改善跟踪效果,控制精度高,也更加平稳,提高了控制品质,更适用于工业应用[10-11]。
参考文献
[1]钱积新,赵均,徐祖华.预测控制[M].北京:化学工业出版社,2007.
[2]郭伟,王伟.PID型广义预测控制算法在EPA中的应用[J].武汉理工大学学报,2008,30(11):146-150.
[3]XUMin,LIShao-yuan.PracticalgeneralizedpredictivecontrolwithdecentralizedidentificationapproachtoHVACsystems[J].EnergyConversionandManagement,2007,48(1):292-299.
[4]王伟.广义预测控制理论及其应用[M].北京:科学出版社,1998.
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[8]邵裕森,巴筱云.过程控制系统及仪表[M].北京:机械工业出版社,1999.
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