第1章-金融工程概述

金融工程概述金融工程是上世纪90年代初西方国家出现的一门新兴金融学科。它运用工程技术的方法（数学建模、数值计算、网络图解、仿真模拟等）设计、开发和实施新型金融产品，创造性地解决金融问题。金融工程学将工程思维引入金融科学的研究，融现代金融学、信息技术与工程方法于一体，迅速发展成为一门新兴的交叉性学科，在把金融科学的研究推进到一个新的发展阶段的同时，对金融产业乃至整个经济领域产生了极其深远的影响。本章将从金融工程产生和发展的背景入手，逐步介绍金融工程的概念、基本思想、基本方法和基本工具，为深入学习掌握金融工程的核心知识打下良好基础。金融工程利用工程技术来解决金融业的实际问题，这种工程技术包括理论，工具和工艺方法。工艺方法是结合相关理论和工具来构造和实施一项操作的过程中的布置和过程本身。支持金融工程的工艺方法有组合和成，新创，剥离（本金和利息），分割（风险和收益）等，本章介绍了金融工程的4种基本分析方法：无套利定价法，风险中性定价法，状态价格定价法和积木分析法。价格上涨，经济滞胀1973年爆发石油危机，油价暴涨本位货币彻底与黄金脱钩，各国货币间的兑换比例根据外汇市场上的供求状况和国家的适当干预而确定。以美元为基础的固定汇率制度（布雷顿森林体系）的崩溃1.1金融工程产生和发展的背景1.1.1全球经济环境的变化20世纪70年代经济环境发生剧变对金融领域造成的影响：物价总体水平的波动，使得通货膨胀变得难以预测，名义利率与实际利率相脱节，利率不能真实反映借贷市场上的资金供求状况金融管制已经不能同经济环境相适应。全球经济环境的变化为金融工程的产生提供了外部环境。西方各国做出应对：纷纷放松金融管制、鼓励金融机构业务交叉经营、平等竞争，形成了一股金融自由化的改革潮流和金融创新的浪潮，为金融工程的产生提供了外部环境。根据熊彼特的“创新理论”，金融自由化的纵深发展成为金融创新活动的直接导火索。在19世纪80年代的金融创新活动中，一些旨在规避各类价格风险（物价、利率、汇率、股价等）、提高流动性的衍生金融产品的问世特别引人注目，举例如下：金融创新的突出表现是金融产品的创新。1.1.2金融创新的影响浮动利率债券和浮动利率贷款：合同利率能够随着市场利率的变动而定期调整，以便使合同能够真实地反映借贷市场的资金供求状况；远期利率协议：一方希望防范利率未来上升的风险，而另一方则希望化解未来利率下降的风险。于是双方签定协议，对一定金额的货币在未来某一时刻的利率进行约定。期满时，根据约定利率和期满时的市场实际利率之间的差额进行结算。如果期满时的市场利率高于约定利率，表明市场利率上升了，卖方向买方支付利差，反之，买方向卖方支付利差。远期利率协议的意义是为利率变动受损的一方提供现金补偿。外汇期货：把外汇的交易用标准化的期货合约来表示。买卖双方在规定的时期按照事先规定的汇率履行合约（或交割、或现金结算）。预计将来收到外汇的出口商可以通过卖出外汇期货，弥补将来外汇汇率下跌的损失；进口商则通过买进外汇期货，在一定程度上避免将来外汇汇率上涨的风险。股指期货：把股票指数通过乘数转化为一定面值的资产，也就是股指期货的交易标的物。同其他任何期货的功能一样，通过开展同现货市场（股票市场）方向相反的交易，股指期货可以为股票二级市场的投资人提供规避股票价格风险的有效工具。利率互换：双方以交换一定的现金流为目的而达成的协议，互相交换双方承担的利息。普通的利率互换是，一方愿意对名义上的本金以固定利率支付利息，而另一方愿意对同一名义本金支付浮动利息。互换的基本目的是为了锁定融资成本，并利用不同市场间的风险溢价谋取互换利益。期权交易：这种交易赋予期权购买方在规定的时间内按照规定的价格购买或出售指定资产的权利，以防止该资产的价格未来发生不利于他的变动。作为拥有该选择权的代价，期权的购买方必须支付期权出卖方一笔费用。期权是应用比较广泛的防范各类价格风险的金融衍生工具。•金融衍生产品本质•衍生产品（Derivatives）是指价值依赖于其标的资产（UnderlyingAssets）的金融工具。•衍生产品的用途•套期保值（Hedge）•套利（Arbitrage）•投机（Speculate）金融工程在设计这些金融产品的过程中，运用先进的技术手段，对客户面临的收益和风险进行评估、分解、取舍和组合，并通过其有法律效力的契约予以规范，使越来越多的独特的金融产品被创造出来。因此，金融工程的问世是金融创新持续发展的技术动力，从而使金融业在新的形势下焕发勃勃生机。金融创新例子•案例A法国Rhone-Poulenc公司的员工持股计划I•1993年1月，当该公司部分私有化时，法国政府给予员工10%的折扣来购买公司股票，公司除了允许在12个月之内付款之外，还额外给予15%的折扣。尽管如此，只有不到20%的员工参与购买，分配给员工的配额也只认购了75%。1993年底，该公司在全面私有化时发现难以进一步推进员工持股。•案例A法国Rhone-Poulenc公司的员工持股计划II•美国信孚银行的金融工程方案：员工持股者在未来的4.5年内获得25%的最低收益保证加上2/3的股票超额收益；作为交换，在此期间持股者不可出售股票，但拥有投票权，4.5年后可自由处置股票。•具体收益为：25%+23max(R4.5-25%;0)案例A法国Rhone-Poulenc公司的员工持股计划III•案例B美国大通银行的指数存单I•1987年3月18日，美国大通银行发行了世界上首个保本指数存单。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：0%-75%、2%-60%和4%-40%。•max(60%R;2%)=max(60%R-3.3%;0)+2%案例B美国大通银行的指数存单II首先，运用计算机软件开发出的各种计算和分析软件包，为金融工程提供了开发和实施各种新型金融产品、解决财务金融问题的有效手段。其次，计算机和现代通讯技术的应用，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。第三，信息技术的发展还通过影响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了深远的影响。信息技术的进步为金融工程的发展提供了技术上的支持、物质条件、研究手段和新的发展空间。1.1.3信息技术进步的影响交易者在追逐利润和防范风险的过程中，常常会产生暂时无法满足的市场需求。金融机构在追求自身利益的驱使下，将工程技术方法大规模运用到金融产品的开发、设计和定价，开发出新的金融产品和新的融资技术。于是，企业在投资、融资过程中对效率的追求、金融机构在满足客户需求方面对自身效率的追求，推动了金融工程不断向前发展。反过来，金融工程的广泛应用又切实提高了金融市场的效率。1.丰富了投资者的选择，吸引资金，减少资源闲置。2.满足多元化的资金需求，降低融资成本。3.提高金融机构的运行效率。4.降低交易成本，提高金融市场活跃程度。市场效率金融工程互相促进相辅相成1.1.4市场追求效率的结果1.全球经济环境的变化为金融工程的产生提供了外部环境。2.金融创新使金融业焕发勃勃生机，促使金融工程加速发展。3.信息技术的进步为金融工程的发展提供了技术上的支持、物质条件、研究手段和新的发展空间。4.市场参与者在追求市场效率的过程中推动了金融工程的产生。金融工程产生和发展的外部条件金融工程产生和发展的内在动因风险作为遭受损失的可能性，是指经济结果的任何变化，其本质在于经济结果的不确定性。金融学把风险管理的重点放在各类价格风险上。金融工程提供两种选择思路进行风险管理：转移风险和分散风险。1.转移风险例1．一家企业半年后将收到一笔美元外汇，该企业现在打算通过远期外汇市场按照固定的汇率（比如1美元：8.27人民币）把美元卖出，换成人民币。这样，无论半年后的美元实际汇率如何，该企业的财务状况都不会受到影响。如果半年后美元贬值（比如1：8.22）,则该企业通过买卖远期外汇避免了0.05元人民币的损失。假如半年后美元升值（比如1：8.32），该公司少收了每美元0.05元人民币的利润。1.2金融工程与风险管理在现实中，有些企业并不想把全部不确定性排除掉，根据其长年的交易经验和对市场的判断，这些企业愿意保留一部分不确定性，以期获取些许风险利润。如：例2．在上例中如果企业没有卖出远期美元，而是购买了一份期权合约，合约赋予企业半年后可以按照1：8.27的价格卖出美元的权利，但企业没有义务必须卖出。作为获取这个权利的代价，企业需要支付期权卖方每美元0.02元人民币。当美元贬值为1：8.22时，企业行使期权按外汇汇率1：8.27把美元卖出，扣除0.02元人民币期权费后，可以按照1：8.25的汇率确定收益；当美元升值到1：8.32时，企业可以放弃期权，按照该价格接受美元，在扣除了0.02元人民币的期权费后，可以按照1：8.30的价格确定收益。远期和期权同样都是用于防范汇率风险。所不同的是，该企业通过期权交易，在支付了一笔费用的条件下，把对自己不利的价格变动带来的损失限制在一定的范围内，把对自己有利的价格变动保留下来。期权是人们运用工程方法创造的典型金融衍生品。金融工程设计的期权以及其他的衍生工具，在风险转移中为人们提供了多种选择：交易者可以将全部风险转移出去，也可以根据自己的交易技巧和偏好，对风险和收益作出调整。2.分散风险传统投资理论的缺陷：这个说法有其合理成分，但只是基于一种经验判断。虽然人们已经认识到分散投资的必要性，却不知道如何分散投资。传统的投资理论中的经典口号是“不要把所有的鸡蛋放在一个篮子里”。马柯维茨的证券投资组合理论运用数学模型确定了选择证券种类的方法，即解决了一笔投资分散到什么程度、每一种组合中包含几种证券、每种证券占多大比例以及如何选定这些证券等问题。马柯维茨模型以及后来以此为基础发展起来的资本资产定价模型和套利定价模型在上世纪60-70年代广泛应用于投资基金的投资决策中，并使投资基金获得很大发展。缺陷：理论就不能完全适应形势发展的需要。一是模型本身有缺陷，如假设前提不符合现实（投资者并不全是风险厌恶者，有时他们甘愿冒一定的风险获取较高利润）；模型计算比较困难，数据难以获取等。二就是组合投资只能降低非系统风险，而对系统风险无能为力。因此，为了弥补传统的保险服务和证券组合投资手段的不足，金融工程这种新兴的风险管理手段就应运而生了。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，使套期保值者通过一定方法规避营业中的大部分风险，不承担或只承担极少一部分风险。金融衍生品交易控制金融风险的特点是并不改变原有基础业务的风险暴露，而是在表外建立一个风险暴露与原有业务刚好相反的头寸，从而达到表外业务与表内业务风险的完美中和。金融工程与传统的风险管理手段相比具有三个方面比较明显的优势。一是它具有更高的准确性和时效性。金融工程通过对衍生品精确定价和交易匹配准确地抵消相当一部分系统风险。成熟衍生品市场上的流动性可以对市场价格变化作出灵活反映，解决了传统风险管理工具处理风险时的时滞问题。二是它的成本优势。可以减少交易者套期保值的成本，降低了寻找交易对手的信息成本，交易的标准化和集中性又极大地降低了交易成本。三是它的灵活性。金融机构以金融工程为素材，随时根据客户需要为其“量身订造”金融新产品，这种灵活性是传统金融工具无法相比的。理解金融工程•为各种金融问题提供创造性的解决方案：金融工程的根本目的•设计、定价与风险管理：金融工程的三大主要内容•基础证券与金融衍生产品：金融工程的主要工具•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前所未有的创新与加速度发展：金融工程的作用•变幻无穷的新产品：市场更加完全；促进合理定价；降低市场交易成本、提高市场效率•更具准确性、时效性和灵活性的低成本风险管理•风险放大与市场波动•如何理解衍生产品与风险、金融危机的关系？虽然金融工程是20世纪80年代才开始成为一门独立的金融学科的，但它的思想早在两三千年前就开始出现，其实践活动自那时起就一直在持