第1章-金融工程概论课件

金融工程概论2024年7月12日2金融工程本章主要内容本章主要内容金融工程产生和发展的背景金融产品定价1 什么是金融工程？什么是金融工程？2024年7月12日金融工程3【案例案例1】美国大通银行的指数存单美国大通银行的指数存单l1987年美国股市飙升，大量资金流出银行，为了吸引客户存款，防止大量资金流出银行，美国大通银行发行了世界上首个保本指数存单。l该存单与S&P500指数未来一年的表现挂钩，存款者可以在三档结构中选择4%40%2%60%075%2024年7月12日金融工程4用R表示S&P500指数收益率，则2%60%，选择该档利率水平的存款者，最终可获得的利率为：l传统的模式：n1938年之前，美国的住房按揭贷款、消费信贷市场跟我们类似，商业银行等金融机构，基本都是自己吸收存款资金、自己放贷、自己收账，当然也自己承担坏账风险，放贷者和风险承担者是同一家银行。银行对放贷行为自然不会随意，会对借款方的还贷能力严格审查，只要其内部激励机制合理，一般情况下,坏账概率一般会很低。l这样做不足：n银行愿意提供的按揭贷款资金会很有限，因为如果提供的按揭贷款期限是15年、30年，这种贷款对银行来讲流动性太差。n面对这种流动性风险，金融机构的贷款供应量非常有限，意味许多家庭贷不到钱,买不起房子,对美国社会非常不利。2024年7月12日5金融工程【案例案例2】住房抵押贷款证券化住房抵押贷款证券化l创新1：n1938年推出半政府机构联邦住房按揭贷款协会(FannieMae)，它专门买那些银行想转手的按揭贷款.银行需要资金时，就把放出去的按揭贷款合同卖给FannieMae。n这些15年、30年期限的按揭贷款就被变成“活钱”了，具有了充分的流动性，大大减轻银行为放贷所要承担的流动性风险，也增加银行放贷的倾向性。n总体效果是，银行的风险小了，社会能得到的住房按揭贷款资金多了，所要支付的贷款利息也低了。2024年7月12日6金融工程【案例案例2】住房抵押贷款证券化住房抵押贷款证券化l创新2：nFannieMae资金供应也不是无限的，不可能无限地从银行买下按揭贷款。为了进一步增加按揭贷款资金的供应量，也为了分摊FannieMae风险，1970年成立另一个半政府机构GinnieMae，专门将从美国各地买来的各种住房按揭贷款打成包，然后将贷款包分成股份，以可交易证券的形式向资本市场投资者出售。2024年7月12日7金融工程【案例案例2】住房抵押贷款证券化住房抵押贷款证券化l这种按揭贷款证券（简称MBS）好处很多，其中较为重要的好处是：n进一步增加住房按揭贷款的流动性、使按揭贷款资金的供应量增加；n按揭贷款风险不再只由银行和FannieMae等承担，而是通过证券化分摊到成千上万个资本市场投资者的手中，分摊到全球各地的投资者手中。2024年7月12日8金融工程【案例案例2】住房抵押贷款证券化住房抵押贷款证券化【案例案例3】利用衍生工具管理标的资利用衍生工具管理标的资产价格变动风险产价格变动风险l若现在我们知道某一信息，会对上市公司的股票价格产生较大影响，但不能确定该消息对股票价格的影响方向。这时我们可通过期权来管理该风险。持有具有相同协议价格、相同期限的一份看涨期权和一份看跌期权构成组合。2024年7月12日金融工程9l解决金融问题：金融工程的根本目的n管理金融风险n实现收益最大化n增加产品的流动性2024年7月12日10金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念111979-2007.11.02日元走势日元走势JPY/USD122007.10.29-2008.08.29 JPY/USDl 132008.2-2010.3.18美元兑日元日线1411月月03日分钟日分钟151999-2007.11月月 USD/EURl 162006.7-2008.11.12 USD/EURl 172006.6-2009.9.15 日线图日线图181984-2007.11月月 USD/GBP192007.1-2008.4.25 USD/GBP202007.10-2009.9.15 GBP/USD211979-2008.11.12 USD/AUD222008.11-2009.9.15 AUD/USD23国际原油国际原油1947-2007年价格年价格l241998.07.01-2008.08.29 NYMEX252007.03-2008.11.12 NYMEX262008.5-2009.9.15 NYMEX27中国航油股份有限公司中国航油股份有限公司 于于2004年亏年亏 5.5亿美元亿美元l 28金融市场波动性大金融市场波动性大长期稳定收益困难长期稳定收益困难29S&P 500指数指数30Nasdaq指数的走势指数的走势l 31DOW JONES指数走势指数走势l 32约约12年。对于个股来说，则需要更长时间。年。对于个股来说，则需要更长时间。l例1：Standard&Poor500指数平均每年收益为10%，年度标准差为17%（月度为5%），则需要有多少年长才能达到以97.7%的置信度水平下有非负的平均收益。33如果无风险收益为年度如果无风险收益为年度6%6%，Standard&Poor500指数平均每年收益为指数平均每年收益为10%10%，年度标准差为年度标准差为17%17%（月度为（月度为5%5%），则需），则需要有多少年长才能达到以要有多少年长才能达到以9 97.7%的置信的置信度水平下有比度水平下有比6%6%无风险收益更高的平无风险收益更高的平均收益。均收益。l约72年34例例2 2 唐朝的一元历经一千多年,按年利率5 5计算，至今本息可达天文数字：这表明要获得长期稳定收益很困难这表明要获得长期稳定收益很困难35 例例3.股神巴菲特股神巴菲特2008年致股东信：年致股东信：别对股市期望太高别对股市期望太高l2007年我们的净资本增长为123亿美元，在过去的43年里，我们的股票价格从19美元增长到了78008美元，年复合增长率为21.1%。让我们通过数字来看，两年前我也曾经提及过：在过去的20世纪中，道琼斯工业指数从66点上升至11497点。这个成果似乎很大，年复合增长率为5.3%。一个投资道琼斯工业指数的投资者，在不同的时期收益会不同，但最后的几年却只有2%的年复合增长率，那是一个多么好的世纪啊。36l但再看看我们这个世纪。几乎没有投资者再能获得5.3%的增长率了。道琼斯工业指数最近降到了13000点之下，如果想以5.3%的增长率发展，那么在2099年它需要达到200万点，我们刚刚步入这个世纪八年，这意味着我们未来还有198.8万点的路需要走。虽说什么都有可能，但真的有人相信这样的事能发生吗?37很自然的，每个人都期盼着超越平凡，超越平均收益。基金经理人以及擅长说谎的顾问肯定也会不断地激励他们的客户们，给他们灌输这个观念。但是基金经理们以及顾问们给顾客带来的收入肯定是平均线之下的。为什么?38原因很简单：1、投资者，一般都能追逐到平均收益的水平，再减去他们的花费。2、消极被动的只会看指数的投资者，能看出来，平均的收益减去花费，剩余的利润就已经很小了。3、非常积极的投资者，他们找顾问咨询，找基金经理，也是只能赚到平均收益的钱，但是他们花费要远远高于别人，所以收入还是在平均线之下。因此，消极和被动的投资者必定胜利，因为他们的花费比积极的投资者少。39l我必须一提的是，那些指望着从本世纪的股市中每年收益10%的人-2%的收益来自红利，从价格变动上赢得另外8%-就是在不切实际的期盼着道琼斯工业指数能在2100年达到2400万点。如果你的股票经理人向你吹嘘着每年两位数的股市收益率时，讲这个故事给他，一定让他狼狈不堪。一定要对巧舌如簧的经理人和顾问保持清醒，他们在往你手中塞满幻想的同时，也往自己的钱包里塞满了咨询费。40l巴菲特是人还是神?l设计、定价与风险管理：金融工程的主要内容2024年7月12日41金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念风险管理设计定价l设计、定价与风险管理：金融工程的主要内容2024年7月12日42金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念转移风险分散风险l【例】我国一家出口企业半年后将收到一笔美元外汇n该企业面临什么风险？n应该如何管理？u远期外汇协议（100美元=640人民币，六个月）2024年7月12日43金融工程100美元=650人民币100美元=630人民币l【例】我国一家出口企业半年后将收到一笔美元外汇n该企业面临什么风险？n应该如何管理？u外汇期权（100美元=640人民币，六个月）2024年7月12日44金融工程100美元=650人民币100美元=630人民币l据国外一些专家测算，在发达的证券市场上，系统性风险约占总的证券投资风险的一半以上；在不发达的证券市场上，系统性风险约占70%以上。这就意味着即使耗费了大量资金与精力作了十分有效的证券组合，也无法回避大部分市场风险。l金融工程以金融衍生工具的应用作为风险管理的主要手段，将分散在社会经济各个角落里的市场风险、信用风险等集中到衍生品交易市场中集中匹配，然后分割、包装并重新分配2024年7月12日45金融工程非系统风险系统风险系统风险l具有成本优势l具有更高的准确性和时效性l具有更大的灵活性2024年7月12日46金融工程利用衍生证券进行风险管理的优势：利用衍生证券进行风险管理的优势：l根据世界互换和衍生品协会（InternationalSwapsandDerivativesAssociation）最近一次调查(2003年)的统计，世界500强公司中有超过90的公司使用衍生品来管理它们的风险。l其中500强中有85的公司用于管理利率风险，78的公司用于管理汇率风险，23.5的公司用于管理商品价格风险，11用于管理股权证券风险。500强中196家美国公司的94，89家日本公司的91，37家法国公司的92，35家英国公司的100，34家德国公司的94使用衍生品来管理风险。2024年7月12日47金融工程国际调查情况国际调查情况2024年7月12日金融工程48500强公司使用衍生品管理风险的比例（风险源角度）强公司使用衍生品管理风险的比例（风险源角度）2024年7月12日金融工程49500强公司使用衍生品管理风险的比例（地域角度）强公司使用衍生品管理风险的比例（地域角度）2024年7月12日金融工程50商业银行越来越多用金融衍生产品商业银行越来越多用金融衍生产品2024年7月12日金融工程51商业银行越来越多用金融衍生产品（续）商业银行越来越多用金融衍生产品（续）l基础证券与金融衍生产品：金融工程运用的主要工具2024年7月12日52金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念原材料原材料基基础性性证券券股票股票债券券金融衍生金融衍生证券券远期期期期货期期权互互换l基础证券与金融衍生产品：金融工程运用的主要工具2024年7月12日53金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念组合方合方式式结构构比重比重头寸寸市市场要要素素54国内衍生产品的可能应用前景及事件国内衍生产品的可能应用前景及事件l2009年我国外贸依存度仍高达约45%,比上年下降15%l2009年底外汇储备突破2.399万亿美元大关。l股票市场系统风险目前还无法完全规避?l房地产市场从热浪滚滚到开始降温，将产生新的风险，将直接影响银行业?l许多原材料涨价很猛、震荡很大，严重影响制造业l另一方面：据我国有关期刊2005年调查显示90%以上的企业没有做好汇率、利率等市场化的准备?55l2005年5月份开始推出股改计划l6月15日推出银行间债券市场债券远期交易l7月21日汇率制度改革l8月22日推出宝钢认购权证（看涨期权）l2006年8月28日（亚洲时间），CME推出人民币对美元、人民币对欧元及人民币对日元的期货和期权l9月5日新加坡推出新华富时A50股指期货l9月8日成立中国金融期货交易所l11月07日马钢推出可分离交易转债56l2007年3月外资法人银行l2007年3月26日推出锌期货合约l2007年10月29日推出棕榈油期货合约l2007年11月1日批准推出远期利率协议l2008年1月推出黄金期货l2009年加强国际间货币互换l2009年3月推出螺纹钢和线材期货l2009年4月推出早籼稻期货l2009年7月日中行正式启动首笔跨境贸易人民币结算业务。l2010年融资融券l2010年股指期货l银行、基金、证券、信托积极进行金融创新l金融业是目前限制最多的行业，也就是可能面临最需要改革的行业,需要大量的金融创新，提供更多的机会57历年外汇储备情况历年外汇储备情况l年份Year储备Reserves年份Year储备Reserves年份Year储备Reserves年份Year储备Reserves19501.5719672.15198482.2020012121.6519510.4519682.46198526.4420022864.0719521.0819694.83198620.7220034032.5119530.9019700.88198729.2320046099.3219540.8819710.37198833.7220058188.7219551.8019722.36198955.50200610663.4419561.171973-0.811990110.932007.0312020.3119571.23197401991217.122007.0613326.2519580.7019751.831992194.432007.0914336.0019591.0519765.811993211.992007.1215282.0019600.4619779.521994516.202008.0316821.7719610.8919781.671995735.972008.0618088.0019620.8119798.4019961050.492008.0919055.8519631.191980-12.9619971398.902008.1219460.3019641.66198127.0819981449.592009.0319537.4119651.05198269.8619991546.752009.0621316.0619662.11198389.0120001655.742009.1223992582006.08-2008.08.29 CNY/USD592008.4.28-8.29 CNY/USD602008.5-2009.9.156112月期限人民币月期限人民币NDF和即期汇率走势和即期汇率走势99年年1月月13日日06年年4月月13日日 621月、月、6月和月和12月期限人民币月期限人民币NDF汇率走势汇率走势02年年10月月17日日06年年4月月17日日 63NDF、远期结售汇和即期汇率趋势图、远期结售汇和即期汇率趋势图03年年4月月7日日06年年4月月7日日 64实证分析实证分析-NDF 和境内远期结售汇报价关系和境内远期结售汇报价关系数据描述：自2005年7月22日至2007年4月16日的汇率报价，除去节假日共为421个交易日数据数据来源：Bloomburg&CEIC单位根及协整检验：所有序列均为一阶单整且存在协整关系65300指数指数2005.09-2008.11.1266300指数指数2005.01.04-2010.3.18670 04年年1 1月月-0-07年年1月中房上海住宅指数月中房上海住宅指数681995年2月-2009年8月中房上海住宅指数69SHME(3M)2004.11-2010.3.18l现代金融学、工程方法与信息技术：金融工程的主要技术手段n现代金融学思想：无套利定价n工程方法：数学建模、数值计算、网络图解和仿真模拟n信息技术：需要借助计算机网络及时获取和发送信息外，还需要先进的计算机硬件和软件编程技术的支持，以满足大量复杂和模拟与计算的需要。2024年7月12日70金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念71通讯技术和计算机技术的发展，信息传播和处理的速度大大加快，原先需要一个星期或一个月才会对市场造成显著影响的信息，现在只是几天、几个小时，甚至是几秒钟时间就能使市场感受到，从而信息对市场造成冲击的作用越来越大。72科学技术科学技术发展提供技术支持发展提供技术支持l科学技术作为第一生产力同样推动着金融产业的发展，而对金融工程则起着根本性的支撑作用。科学技术成果为金融工程提供了物质条件、研究手段，使金融工程的迅速发展成为可能。事实上，现代科学技术在金融工程的应用即是金融工程的重要内容之一。技术因素通过影响其它环境因素，对金融工程的发展产生综合、深远的影响。73 对对金融工程的发展起作用的技术：金融工程的发展起作用的技术：l计算机信息处理技术（包括硬件和计算机软件）和远程通讯技术，以及自动化和人工智能技术、网络系统和先进的数据输入技术等应用于金融领域，引起了一系列的深刻变革。l例如 通讯和网络技术的发展则使得全球范围内的迅速传播成为现实，使世界市场，包括金融市场，通过信息联成一体。74几个方面应用几个方面应用l电子资金划拨系统、电子化证券交易等的开发与实施，既是上述技术在金融领域的应用工程，也是金融工程的重要内容之一新型金融手段的开发和过程。l由于利用了计算机与证券分析表软件，使得复杂的涉及多边的金融交易成为可能，促进了货币与利率互换等金融工具的发展。75l在进行股票指数期货交易时，金融工程师将复杂的运算关系编成程序，并通过计算机系统和通讯端口获取实时数据和交易信息，利用指数期货，现价和期货的合理价格（由根本资产股票的价格决定）之间的偏差获取利润，这种交易策略被称为“程 式 化 交 易（program-program-tradingtrading）”。76l许多专家认为，这种程式化交易提高了价格形成的有效性。此外，各种新型技术与通讯技术已渗透在金融工具、金融手段和金融策略的开发、实施过程中，成为金融工程不可分割的组成部分。而自动化和人工智能技术，则在信用技术、市场模拟、证券定价和风险管理等方面取得了巨大的的成功，成为金融工程研究的前沿领域。77l以计算机软、硬件技术和通讯技术为主的多种技术综合应用于金融系统，形成了规模巨大的、高效率的金融信息和交易系统。金融信息系统的发展与完善为金融的进一步发展创造了条件，同时也是金融工程本身的重要内容。78 现代科学技术的发展及其在金融系统的广泛应用，大大地降低了交易成本和信息成本，为金融工程创造了新的机遇和发展空间。例如一宗1 1万股交易，交易价格为100100美元的股票，其交易成本在七十年代初约为每股1 1美元，到九十年代初则已降至2 2美分。假设某股票在两个市场上存在0.100.10美元的价差，那么在七十年代初则不存在套利机会，而对九十年代的金融工程师来说却存在重要的套利机会，并需要开发出相应的交易策略。79l技术因素还通过影响其它环境因素而间接地影响金融工程的发展。l例如，通讯技术的进步使市场获取信息的速度和数据大大增加，从而加剧了市场价格的波动性，因此对风险防范提出了更高的要求。l技术进步也与金融理论的发展有密切的关系(如现代计算机技术的发展可使原来没有办法解决的金融问题用数值方法来解决)，两者的共同作用极大地推动着金融工程的发展。l前所未有的创新与加速发展：金融工程的作用n变化无穷的新产品n更具准确性、时效性和灵活性的低成本风险管理n风险放大与市场波动2024年7月12日80金融工程1.1 金融工程的概念金融工程的概念l衍生证券市场上的三类参与者n套期保值者（hedgers)n套利者(arbitrageurs)n投机者(speculators)2024年7月12日81金融工程1.2 金融工程的定价原理金融工程的定价原理现货现货期货期货今年买了一套100万元的房屋与他人签订一远期交易协议。约定：五年后以100万元的价值出售给他人。5年后该房屋的价值增值为200万元，则获利100万元该房屋的价值贬值为50万元，则亏损50万元若房价增值，则亏损100万元若房价贬值，则获利50万元交易的最终结果该投资最终的盈亏为0。2024年7月12日82金融工程套期保值套期保值2024年7月12日金融工程83其参与衍生证券市场的目的是通过衍生证券的相反头寸进行风险转移和管理。l通常指某种实物资产或金融资产（在同一市场或不同市场）拥有两个价格的情况下，以较低的价格买进，较高的价格卖出，从而获取无风险收益。2024年7月12日84金融工程套利套利高价卖出低价买入2024年7月12日金融工程85如果参与者认为标的资产现货价格与其衍生证券价格之间存在不合理的相对关系，同时进入现货和衍生市场交易，从事套利活动，以获取无风险或低风险的套利收益，此类参与者就属于套利者。2024年7月12日金融工程86单纯进入衍生证券市场，根据自己的预期，利用衍生证券的高杠杆性质进行操作，通过承担风险获取相应的预期风险收益，在市场变动与预期一致时获利，不一致时亏损，此类参与者就属于投机者。l两种定价方法2024年7月12日87金融工程1.2 金融工程的定价原理金融工程的定价原理绝对定价法相对定价法2024年7月12日金融工程88根据金融工具未来现金流的特征，运用恰当的贴现率将这些现金流贴现成现值，该现值就是绝对定价法要求的价格。股票和债券定价大多使用绝对定价法。0123564555510552024年7月12日金融工程89利用基础产品价格与衍生产品价格之间的内在关系，直接根据基础产品价格求出衍生产品价格。该方法并不关心基础产品价格的确定，它仅仅把基础产品的价格假定为外生给定的，然后运用风险中性定价法或无套利定价法为衍生产品定价。衍生产品定价主要运用相对定价法。优点点缺点缺点绝对定价法比较直观便于理解一是金融工具（特别是股票）未来的现金流难以确定；二是恰当的贴现率难以确定，它既取决于金融工具风险的大小，还取决于人们的风险偏好，而后者是很难衡量的。相对定价法一是在定价公式中没有风险偏好等主观的变量，因此比较容易测度；二是它非常贴近市场。较为复杂2024年7月12日90金融工程绝对定价法绝对定价法VS相对定价法相对定价法l衍生金融产品定价的基本假设n市场不存在摩擦。n市场参与者不承担对手风险n市场是完全竞争的n市场参与者厌恶风险n市场不存在套利机会2024年7月12日91金融工程1.2 金融工程的定价原理金融工程的定价原理2 金融工程产生和发展的背景金融工程产生和发展的背景2024年7月12日金融工程92l1973年爆发的石油危机l1971-1973年间布雷顿森林体系的崩溃2024年7月12日93金融工程2.1 全球经济环境的变化全球经济环境的变化l金融自由化l西方各国纷纷放松金融管制l税收制度的改变也在一定程度上促进了金融工程的发展2024年7月12日94金融工程2.2鼓励金融创新的制度环境鼓励金融创新的制度环境1896年年欧文欧文费雪雪“资产价价值=未来未来现金流金流贴现值之和之和”1934年年本杰明本杰明格格兰罕罕姆姆证券券分析分析1952年年马克克维茨茨证券券组合分析合分析1958年年莫迪利莫迪利安尼安尼&米勒米勒MM定理定理20世世纪60年代年代威廉威廉夏夏普等普等CAPM&APT模型模型20世世纪70年代年代罗伯特伯特默默顿奠定了奠定了坚实的的数学基数学基础1973年年布莱克布莱克&舒舒尔斯斯期期权定定价模型价模型20世世纪80年代年代达莱达莱尔大大飞金融工金融工程可提程可提高市高市场效率和效率和创造造实际的价的价值2024年7月12日95金融工程2.3金融理论和技术的发展金融理论和技术的发展l为金融工程提供了产品创新和解决问题的手段l创造了全球性金融市场，促进了各类金融机构开展金融工程活动l通过其他环境因素或与其他因素共同作用，对金融工程的发展产生影响。2024年7月12日96金融工程2.4 信息技术进步的影响信息技术进步的影响l金融工程创造的新型金融工具，丰富了投资者的选择l企业运用金融可以满足多元化的资金需求，降低融资成本l金融工程提高了金融机构运行效率2024年7月12日97金融工程2.5 市场追求效率的结果市场追求效率的结果