第七十一章 倒計時32天、現代金融工程術

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  什麼是現代金融工程術

  現代金融工程將工程思維引入金融科學的研究,是融現代金融學、信息技術與工程方法於一體的新興交叉性學科。

  它運用工程技術方法(數學建模、數值計算、網絡圖解、仿真模擬等)設計、開發和實施新型金融產品,創造性地解決金融問題。

  金融工程學側重於衍生金融產品的定價,關心如何利用創新金融工具,更有效地分配和再分配個體所面臨的各種經濟風險,以優化收益。

  工程是一群人為了達到某種目的,在一個較長的時間段中進行協作活動的過程。

  金融工程的根本目的就在於為各種金融問題提供創造性的解決方案,滿足市場豐富多樣的金融需求。

  主要內容與技術手段

  設計、定價與風險管理是金融工程的主要內容,側重於衍生金融產品的定價,關心如何分配和再分配經濟風險。

  產品設計就是對各種證券風險收益特徵的匹配與組合,以達到預定的目標。

  例如,美國信孚銀行在法國 Rhone-Poulenc公司員工持股計劃中的金融工程方案,除給予折扣和無息貸款外,還提供最低收益保證和部分股票超額收益,以吸引員工持股,這就是一種產品設計。

  產品設計完成之後,合理的定價才能保證產品的可行。

  定價方法有絕對定價法和相對定價法。

  絕對定價法就是根據證券未來現金流的特徵,運用恰當的貼現率將這些現金流貼現加總為現值,該現值就是此證券的合理價格,如股票和債券常用絕對定價法。

  相對定價法的基本思想就是利用標的資產價格與衍生證券價格之間的內在關係,直接根據標的資產價格求出衍生證券價格,衍生證券一般採用相對定價法。

  風險管理是金融工程的核心。

  金融工程綜合運用多種金融工具和金融手段創造性地解決眾多經濟金融問題,實現風險管理。

  金融工程為政府金融監管部門提供了規範和監管金融市場和金融機構提供了技術上的支持。

  如 1990年春、秋季,德國政府通過非公開銷售方式發行了一種特殊的 10年期債券,實際上是標準的 10年期政府債券與以其為標準的看跌期權的綜合,這種特殊產品非常出色地自動實現了央行的公開市場操作功能,從而大大削減了傳統公開市場操作人為判斷入市時機所帶來的誤差和交易成本。

  基礎證券與金融衍生產品是主要工具,包括股票、債券、遠期、期貨、互換和期權等,可構造出變幻無窮的產品。

  金融工程運用的工具主要可分為兩大類:基礎性證券與金融衍生證券。

  基礎性證券主要包括股票和債券。

  金融衍生證券則可分為遠期、期貨、互換和期權四類。

  隨組合方式不同、結構不同、比重不同、頭寸方向不同、掛鉤的市場要素不同,這些基本工具所能構造出來的產品是變幻無窮的。

  例如,基礎證券和基本衍生證券可以構造出奇異期權、結構性產品;與市場風險掛鉤的衍生證券可以構造出信用衍生證券。

  金融產品的極大豐富,一方面使得市場趨於完全;另一方面使得套利更容易進行,有助於減少定價偏誤;同時也有利於降低市場交易成本、提高市場效率。

  現代金融學、工程方法與信息技術是主要技術手段,推動了金融產品創新和風險管理技術的發展。

  金融工程被公認為是一門將工程思維引入金融領域,融現代金融學、工程方法與信息技術於一體的交叉性學科。

  在金融工程中,既需要風險收益、無套利定價等金融思維和技術方法,又需要「積木思想」(即把各種基本工具組合形成新產品)和系統性思維等工程思維,需要能夠綜合採用各種工程技術方法如數學建模、數值計算、網絡圖解和仿真模擬等處理各種金融問題。

  金融工程還需要藉助信息技術的支持,除了通過計算機網絡及時獲取和發送信息外,還要有先進的計算機硬體和軟體編程技術的支持,以滿足大量複雜的模擬與計算的需要。

  現代金融工程術的應用領域

  金融產品創新

  金融工程通過工程技術方法創造新型金融產品,以滿足市場多樣化需求。

  例如,金融工程可以結合不同金融工具的特點,設計出具有特定風險收益特徵的產品組合。


  在實踐中,金融機構常常運用金融工程技術,根據客戶的需求和市場情況,創新金融產品,為投資者提供更多的選擇。

  資產定價

  資產定價是金融工程的核心任務之一,旨在挖掘金融產品價值變化的內部規律,為創新金融產品合理估值。

  金融資產定價的主要方式一般有四種:偏微分方程定價方法(PDE)、二叉樹期權定價法(BOPM)、蒙特卡羅模擬定價方法(MCS)和等價鞅測度定價方法(MPM)。

  其中,等價鞅測度定價方法是求解精確定價公式的最簡單方法,是現代金融工程理論界和實務界不可或缺的定價工具。

  資產定價模型 CAPM通過考慮風險、市場回報率和資產特定風險,計算出資產的預期收益率,從而幫助管理者確定資產的合理價格。

  金融風險管理

  金融風險管理是金融工程最主要的應用領域,包括風險識別、度量和管理技術的創新。

  具體而言,金融工程可以開發風險識別方法,如通過金融工程模型的開發與應用,幫助投資者更好地了解市場的運行規律、判斷風險的大小和預測收益的可能性。

  常見的金融工程模型有期權定價模型、風險價值模型、波動率模型和基金組合模型等。

  同時,金融工程還可以探索風險度量方法,如利用金融衍生品的設計與定價,根據自身的風險偏好和預期收益,選擇合適的衍生品產品來進行風險管理。

  在金融衍生品的設計與定價中,金融工程師需要考慮金融市場的情況、風險溢價、資產定價模型等因素,從而合理地確定衍生品的價格和市場定價。

  投融資策略設計

  利用金融工程技術設計合理的投融資策略,能夠提高投資效益和降低融資成本。在工程項目投融資管理中,關鍵在於了解並實踐一系列確保資金有效利用和風險最小化的策略。

  主要策略包括:項目財務分析、資金籌集與配置、風險管理、投資回報評估。

  項目財務分析是投融資管理的基石,包括成本估算、收益預測以及現金流分析。

  資金籌集方法多樣,包括銀行貸款、發行債券、股權融資等方式。

  選擇合適的融資方式時,需要綜合考慮融資成本、融資風險和項目需求等因素。

  風險管理是工程項目投融資活動中不可忽視的環節,通過財務預警系統、合同管理和保險等手段提前識別並應對潛在風險。

  投資回報評估是決定項目是否值得投資的關鍵,主要指標包括淨現值(NPV)、內部收益率(IRR)和收益回收期。

  套利

  通過構建投資組合實現套利,包括利用價格差異進行套利和收斂交易等。

  目前,國內存在多種套利模式。

  例如,空間套利或地理套利是指在一個市場低價購買某種商品,同時在另一個市場高價出售同類商品,賺取二者價格之差。隨著信息的發達,空間套利的機會越來越少。

  在金融市場中,中國的七種套利模式深度解析指出,金融工程學的應用非常廣泛,約翰・馬歇爾在其經典教材《金融工程》給出了金融工程的定義,是指「包括創新型金融工具與金融手段的設計、開發與實施,對金融問題給予創造性的解決」。

  金融工程具體包括對金融原理的應用;對金融工具及相關工具的使用,包括數學工具、計算機工具、稅收工具、法律工具等;對經濟金融制度的利用,主要是利用其漏洞或內在缺陷。

  在對金融資產進行套利分析時,可以利用兩個內部收益率較高的債券組合成與另一個較低內部收益率的債券具有相同現金流的套利組合,再利用低買高賣最終實現套利的目的。

  此外,還可以通過建立預測模型,如使用 OLS、XGBoost、隨機森林算法分別建立預測模型,對股指期貨周頻跨期套利策略進行構建。

  現代金融工程術的發展歷程

  起源與早期發展

  20世紀 50年代,金融工程相關概念出現。

  在當時,金融領域已經開始出現一些創新的思維和嘗試,但尚未形成系統的學科和方法。

  到了 20世紀 80年代,金融工程在西方發達國家金融市場中嶄露頭角。

  這一時期,隨著全球經濟的發展和金融市場的日益複雜,金融機構和投資者對創新的金融工具和方法的需求不斷增加。


  金融工程正是在這樣的背景下應運而生,它融合了現代金融學、信息技術與工程方法,為解決金融問題提供了新的思路和手段。

  90年代,金融工程得到了廣泛的應用,成為處理金融和財務問題的重要工具。

  這一時期,金融工程不僅在投資銀行、商業銀行等金融機構中得到廣泛應用,還在企業財務管理、風險管理等領域發揮了重要作用。

  通過金融工程,市場創造出了巨大的經濟效益,推動了金融市場的發展和創新。

  技術進步推動發展

  金融工程的發展離不開技術的進步。

  從單一模型到多元模型的轉變,使得金融分析更加全面和準確。

  單一模型往往只能考慮有限的因素,而多元模型可以綜合考慮多個變量,更好地反映金融市場的實際情況。

  從連續時間模型到離散時間模型的發展,提高了金融計算的效率和精度。連續時間模型在理論上更加嚴謹,但在實際計算中往往比較複雜。

  離散時間模型則更加便於計算和模擬,可以更好地適應實際金融市場的需求。

  從簡單波動率模型到複雜波動率模型的創新,為風險管理提供了更強大的工具。

  簡單波動率模型只能描述金融資產價格的基本波動特徵,而複雜波動率模型可以考慮更多的因素,如市場情緒、宏觀經濟環境等,更好地預測金融資產價格的波動。

  對金融效率的影響

  科學化金融機構經營管理,精準判斷風險與收益最大化。

  金融行業具有較大的不可控風險,各類金融資產的風險往往來自於經營決策以及後期收益的不確定性。

  金融工程通過系統化風險管理的工具和方法,幫助金融機構更加精準地判斷風險與收益,提高經營管理的科學性。

  例如,利用金融工程模型對金融資產的風險和收益進行分析,為金融機構的投資決策提供依據。

  提升金融服務質量,擴大服務範圍,提高服務效率。隨著金融領域的不斷創新與發展,金融機構的服務面臨新的要求。

  金融工程為金融機構提供了新的方法和手段,使其能夠擴大服務範圍,提升服務質量。

  例如,通過創新金融產品和服務,滿足不同客戶的需求;利用信息技術提高金融服務的便捷性和效率。

  創造新型金融工具和服務項目,豐富投資者選擇,提高金融市場效率。

  金融工程創造出豐富多樣的新型金融工具和服務項目,為投資者提供了更多的選擇。

  例如,金融衍生工具的出現,使得投資者可以更加靈活地進行風險管理和資產配置。

  同時,金融工程的發展也促進了金融市場的競爭,提高了市場效率。

  有助於發現金融商品的均衡價格,調整價格異常。

  金融工程通過基本金融工具和衍生金融工具的組合,可以發現金融商品的均衡價格。

  當金融商品價格出現異常時,金融工程可以通過觀察和分析,採取有效的措施進行調整。

  例如,利用期權定價模型等金融工程方法,對金融商品的價格進行合理評估。

  降低投資風險,完善風險控制方法。金融工程從產生到發展,其系統日益完善,為金融機構和投資者提供了一整套完善的風險控制方法。

  例如,通過風險價值模型等金融工程工具,對投資風險進行量化和管理,降低投資風險。

  減少交易成本,提升融資效率,加快資金流通。

  現代金融市場中,金融工程技術設計開發出了資金融通網絡、支付清算系統等,極大地節省了交易成本。

  同時,隨著電子通信產業和網絡技術的發展,無紙化交易和遠程終端聯網交易等方式的廣泛應用,進一步加快了資金流通,提升了融資效率。

  現代金融工程術的風險與挑戰

  理論模型面臨的挑戰

  羅爾批評 CAPM難以檢驗:羅爾認為由於技術上的原因和原理上的模糊,CAPM是無法檢驗的。

  對於 CAPM唯一合適的檢驗形式應當是檢驗包括所有風險資產在內的市場資產組合是否具有均值-方差效率,但如果檢驗是基於某種作為市場資產組合代表的股票指數,可能因恆等變形而無實際意義;若基於無效率的指數,則風險資產收益的任何情形都有可能出現。


  FAMA自 92年後不再支持 CAPM:Fama和 French (1992)研究美國市場 1963 - 1990年間的數據發現,市值(ME)、帳面市值比(BE/ME)、財務槓桿(leverage)、市盈率(E/P)這四個因子都有很強的解釋能力,而β則沒什麼解釋能力。

  隨後進行多變量回歸,ME和 BE/ME因子表現出很強的解釋能力,β對股票平均收益率橫截面數據的解釋能力很弱。

  在法馬和佛倫奇觀察發現市值較小、市值帳面比較低的兩類公司更有可能取得優於市場水平的平均回報率的現象之後,撤回了對 CAPM的支持。

  美國長期資本管理公司破產:美國長期資本管理公司成立於 1994年 2月,是一家主要從事定息債務工具套利活動的對沖基金。

  LTCM將金融市場的歷史資料、相關理論學術報告及研究資料和市場信息有機結合,通過計算機進行大量數據處理,形成一套較為完整的電腦數學自動投資系統模型,建立起龐大的債券及衍生產品的投資組合,進行投資套利活動。

  然而,LTCM的數學模型基於歷史數據,在數據統計過程中一些概率很小的事件常常被忽略,一旦這個小概率事件發生,其投資系統將產生難以預料的後果。

  例如,LTCM的核心策略是收斂交易,賭在相關股票或債券的價格向常態收斂上,但亞洲和俄國的金融危機使一些投資出現價格發散而非收斂,1998年金融危機降臨亞洲金融市場,LTCM做錯方向,最終瀕臨破產。

  實際應用中的風險

  模型假設前提基於歷史統計,難以完全涵蓋未來現象:金融工程中的很多模型假設前提和計算結果都是在歷史統計基礎上得出的,但歷史統計永不可能完全涵蓋未來現象。

  例如美國長期資本管理公司的模型基於歷史數據進行投資決策,但在實際中,小概率事件的發生使得模型無法準確預測未來市場走勢。

  投資策略建立在正相關基礎上,一旦不成立則風險巨大:一些金融工程的投資策略是建立在投資組合中兩種證券的價格波動正相關的基礎上。

  一旦這種正相關關係不成立,就會面臨巨大風險。

  如美國長期資本管理公司的投資策略在市場波動超出模型設置範圍時,正相關關係被打破,導致兩邊交易都與市場方向相反,損失慘重。

  電腦數學自動投資模型存在致命之處:電腦數學自動投資模型存在一些致命之處。首先,歷史統計的局限性使得模型難以完全適應未來市場變化。

  其次,模型可能會放大風險與市場波動,如美國長期資本管理公司利用高槓桿進行投資,放大了收益的同時也放大了虧損。當市場出現不利變化時,損失巨大,瀕臨破產。

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