2022年风险分析系统的原理与应用 .pdf

风险分析系统的原理与应用本站实名:油藏描述,油藏管理,决策分析,风险分析2003.5.16.建模是一个包罗万象的短语，它通常指的是当设法建立现实生活情况的表示，以至可以进行分析时的各种行为。这种表示或模型能用来调查情况，并且有希望帮助理解将来可能会发生什么。如果在工程中玩过假定推测的游戏，即改变各种项目的值，就很好的理解了建模中不确定性的重要性。本文讨论的内容如下:什么是风险,它是如何在数量上进行估计的。风险分析的特性,和在风险分析系统中使用的技术。蒙得卡罗模拟分析。解释风险分析系统的结果风险分析系统可以做、不可以做什么。应用。1.什么是风险？1.1 什么是风险？由于承认了未来存在着不确定性，才会出现风险的概念。对今天一个动作的反应，很可能没有能力知道未来会发生什么。风险意味着特定的行为有着多个可能结果。每个行为都是“危险”的，小到行人过马路，大到修建大坝。通常，这种发生“危险”的大小，对各个行为是不一样的。然而，重要的是，每个行为发生的危险结果都有一定范围的。普通的行为，如行人过马路通常是没有危险的，然而，修建大坝可能潜伏着重大的风险。在这两者中的某一点，行为从没有风险过渡到了具有风险。这个差别，尽管模糊，但是很重要。如果判定情况时有风险的，风险就变成了一个标准来决定，将采取什么行为和方针。针对这种情况，风险分析系统的出现，就很有必要。1.2 风险的特征风险是由于人们没有能力预见未来所产生的，它还能指出那些很重要足以引起注意的不确定性的程度。这个模糊的定义可以通过提及风险的几个重要的特征，使发现的风险变得更形象化。首先，风险既是客观的，又是主观的。抛硬币是客观的风险，因为它的几率是众所周知的。即使结果是不确定的，客观的风险还是能在理论、试验、或常识的基础上精确描述的。每个人都同意对客观风险的描述。对下星期四下雨几率的描述不是非常清楚的判定，这就表现出主观风险。给定同样的信息、理论、计算机等，气象员A 可能认为下雨的几率是30%，然而气象员B 可能认为下雨的几率是65%。两者都没有错。在感觉上描述主观风险是自由回答的，因为你可以不断利用新的信息、更深一步的研究，或综合其他人的观点来提炼你的痼疾。大多数风险是主观的，这对任何一个人在风险分析系统基础上分析风险，或制定决策都是有重大意义的。其次，决定某事是有风险的需要个人的判断，甚至对于客观的风险。例如，想象一下扔硬币，正面朝上你就赢$1,背面朝上就输$1。在$1 和-$1 的范围内，对于大多数人并不是很重要的。如果赌金分别是$100,000 和-$100,000，大多数人会认为这种情况是相当有风险的。通常，这种发生“危险”的大小，各个行为是不一样的。然而，重要的是，每个行为发生的危险结果都有一定范围的。再次，有风险的行为和因此产生的风险，通常是能选择或避免的。个人在他们能自愿承受风险的量是不同的。例如，两个有相等资本净值的人，对上述赌注为$100,000的抛硬币的赌博的反应是完全不同的，或许一个人以接受它，而另一个人则会拒绝。他们个人对风险的偏爱的程度是不同的。1 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -2 1.3 风险分析的需要在风险分析和建模的第一步，是确认对它的需要。在人们感兴趣的情况中，有没有涉及到重大的风险。这里有几个例子可以帮助在出现重大风险时估计一些情况。在更新了新的生产装置后，要花费多长时间达到满意的处理水平？用多少小时用于一个新产品的开发？一个产品的交货日期？一个政府的政策将怎样影响生产？1.4 风险的估计和量化意识到处在风险的情况当中仅仅是第一步。对于给定的不确定的情况，怎样量化所意识到的风险？量化风险意味着，确定一个风险变量可能获得的所有可能的值，并且确定每个值的相对概率。假设不确定情况是抛硬币的结果。可以重复抛硬币很多次直到你确定了这个事实-正面朝上和背面朝上的次数各是一半。另一种方法，还可以在对概率统计的基本理解上计算出结果。在大多数现实生活的情况中，不能用像抛硬币那样进行试验的方法来计算风险。怎样计算与引进的新设备相联系的大概的学习曲线（probable learning curve）呢？也许可以考虑以往的试验，但是一旦已引进了新设备，这个不确定性就没有了。没有可利用的数学公式来解答与可能结果相联系的风险。人们不得不利用所获得的全部信息来估计风险。如果能用像抛硬币那样的方法来计算风险，这个风险就是客观的。这就意味着每个人都会同意正确地能够对风险进行量化。然而，大多数风险的量化涉及到最佳的判断。可能没有关于这种情况的可利用的完整信息，这种情况也不能像抛硬币那样是可重复的，或者它太复杂了以至于不能提出一个含糊的回答。这种风险量化是主观的，意味着某些人不会同意这种评估。当获得更多的有关这种情况的信息时，主观的风险估价可能会发生变化。如果主观地得出风险估价，必须一直问是否可利用额外的信息帮你做出更好的评估。如果这种信息是可以利用的，得到它有多困难、多昂贵？它将在多大程度上改变已做出的评估？这些变化在多大程度上影响正在分析的模型的最后结果。1.5 利用概率分布描述风险如果已经量化了风险-确定了结果和出现的概率，就可以使用概率分布描述风险。概率分布是一种对于一个变量呈现量化风险的图形。风险分析系统在项目中利用概率分布描述不确定的值并表示有关的结果。概率分布可以有许多形式和种类，其中的每一种都描述了可能值的范围和出现的可能性。许多人听说过正态分布：传统的“铃形曲线”。但是有广泛种类的分布类型从均匀分布和三角分布，到更复杂的形式，例如伽马分布和韦伯分布。所有种类的分布都使用一组参数来指定实际值的范围和概率分布。例如，正态分布使用中值(mean)和方差作为它的参数。中值定义了“铃形曲线”在中心所围绕的值，而方差定义的是围绕中值的其他值范围。在风险分析系统中，可以使用30 多种分布来描述项目中的不确定值的分布。2.什么是风险分析?2.1 什么是风险分析?在广义上说，风险分析是一种方法，定性的和定量的估计，风险对于决策情况的影响。使用的大量技术都是混合了定性和定量两种技术。在给定了对可能出现的结果较好理解后，这些方法的中任何一种的目的是帮助决策者选择行动方针。风险分析系统中的风险分析是一种定量的方法，这种方法探索了把决策情况的结果确定为概率分布。大体上，风险分析系统的过程包括如下4 步：开发模型：在项目的格式中定义所遇到的问题和情况。辨别不确定性：在项目中以个数并用概率分布指定它们可能的值，确定要分析的不确定的项目结果。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -3 利用蒙得卡罗模拟分析模型：确定你的项目的所有可能结果的范围和概率。制定决策：基于提供的结果。风险分析系统在前三步有帮助，它提供了与项目协同工作的强大的、灵活的工具。它们使建模和风险分析更加容易。然后，决策者就可以利用风险分析系统产生的结果帮助选择行动方案。幸运的是，风险分析系统采用的技术非常直观。因此，就不必单凭信仰接受风险分析的作用。下面的讨论将给对在建模方面需要什么，和风险分析系统的风险分析怎样进行的理解。3.为项目模型开发风险分析系统3.1 为项目模型开发风险分析系统如果项目管理人员面对的问题要遭受风险，那么用于项目管理的风险分析系统能帮助构建完整的逻辑模型。风险分析系统和所面对的项目模型一起工作，允许项目管理人员已经熟悉的环境下构建风险分析系统。3.1 变量变量是所管理的项目中的一个基本的方面，它们成要分析的重要成分。这些变量中的一部分的值是不确定的。这些不确定的变量可能是持续时间，预定的起始日，标准的速率等。每种情况都有所确定的它自己的不确定的变量。在项目中任何可编辑的、数字的任务或资源都可以被认为不确定的变量。在项目的进行的过程中，可以知道一些变量将获得的值，这些变量是确定的或确定性的。相反的，不能知道的另一些变量将获得的值，那些变量是不确定的或随机的。如果变量是不确定的，就要描述它们不确定的性质。这就需要概率分布。它将给出变量的取值范围，从最小值到最大值，并且给出在这个范围内每个值出现的概率。在风险分析中，输入不确定的变量作为概率分布函数，例如：RiskNormal(100,10)；RiskUniform(4/5/97,4/12/97)；RiskTriang(4,7,11)。3.2 输出变量结果是可能出现值的概率分布。这些结果通常是项目相同的方面。这些方面给出了项目分析的结果：实际的结束时间，实际的花费等。4.利用模拟分析项目一旦定义了项目中的不确定量并且选择了分析的输出，就可用风险分析系统可以分析的项目模型。4.1 模拟(Simulation)风险分析系统运用蒙特卡罗模拟运行风险分析。模拟是一种方法，利用这种方法，让计算机反复地计算相应的模型，每一次都使用为单元格和公式中的概率分布随机选择的不同的一组值。利用输入变量的所有有效组合来模拟所有可能的结果。这就好像在项目中运行了成百上千次的假设分析模拟，所有的这些都在一次计算中完成。4.2 模拟的工作过程在风险分析系统中，模拟有两种截然不同的操作：1）对于给定的概率分布函数选择成组的数值,用以定义项目中的不确定量。使用新的值重新计算项目。2）为概率分布选择值被称作“取样”，每一次重新计算项目叫“反复”。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -4 4.3 模拟方法的选择定量的风险分析有两种基本的方法。两者都有同样的目标：得出描述不确定情况的可能结果的概率分布，并且两者都产生有效的结果。第一个方法就是以前描述的，即模拟。这种途径依靠计算机快速的处理大量工作的能力，用大量的输入变量值的可能组合反复地解答工作表。第二种风险分析的方法是分析法。分析方法要求模型中所有不确定变量的分布状态要以数学的方法描述。然后，这些变量的等式以数学方式组合到一起产生另一个等式，这个等式描述的是可能结果的分布。这种方法对于大多数应用和应用者并不实用。像等式那样描述分布状态并不是一个简单的工作，而且对于在模型中给定的中等复杂度的分布，把它们用分析方法组合起来更加困难。此外，大多数对风险分析感兴趣的人不会采用的对实现分析技术所必需的数学技巧。5.制定决策：解释结果风险分析系统所给的分析结果是概率分布的形式。决策者的工作是解释这些概率分布，并且在这些解释的基础上制定决策。你怎样解释这些概率分布呢？5.1 解释传统的分析让我们说先看看决策者是怎样解释从传统分析得出的单值结果-期望值。大多数决策者获得期望的结果并把它和标准的或最小的可以接受的值相比较。如果这个结果至少和边准的值一样，那么他们认为结果是可以接受的。但是大多数决策者认为期望的结果不能显示不确定性的影响。他们不得不以某种方式处理期望的结果以确保他们已经为风险留有余地。他们可能武断的最小可以接受的结果，或者他们可能并没有严格地考虑实际结果超过或低于期望结果的几率。最多分析可能被扩展到包括其他几个结果-例如，除期望值之外还有最坏情况和最好情况。那么决策者就可以决定期望值和最好情况的值是否足够好到超过了最坏情况的值。5.2 解释风险分析系统分析的结果在风险分析系统中，输出的概率分布给了决策者所有可能结果一个完整的图形。这是一个关于上面所提到的“最坏情况-期望情况-最好情况”方法的巨大的苦心经营的结果。但是概率分布所作的要比仅仅填充这三个之间空隙多得多：确定正确的范围：因为你已经精确的定义了与每个输入变量相关的不确定性，结果概率范围可能与“最坏-最好的情况”的范围十分不同-不同，并且更正确。显示出现的概率：概率分布显示的是每个可能结果的相对似然。因此，你不再是仅仅把满意的结果和不满意的结果相比较。而是，你可以认为一些结果比另一些结果更容易出现，并且可以为你的评估获得更多的权重。这种处理方式也比传统的分析更容易理解，因为概率分布是图形-你可以看到概率就可以摸索到所涉及的风险。5.3 个人的偏爱你个人必须解释从风险分析系统获得的结果。同样的结果给了不同的人可能解释的也不同，就导致不同的行动方案。这并不是技术上的弱点，而是一个事实的直接结果，即不同的人对可能的选择、时间和风险有不同的偏好。你可能会感觉输出分布的形状显示出，不满意结果的概率要远远的超过满意结果的概率。而比你较少回避风险的同事可能会作出相反的结果。5.4 分布的伸展范围范围和出现的概率是与特别事件的风险水平直接相关的。通过观察可能结果的概率和伸展范围，在你所愿意承担的风险水平上作出有见识的决策。回避风险的决策者较偏好可能结果有较小伸展范围，大部分概率与满意结果相关联。但是如果你是风险接受者，那么你将接受更大范围的伸展范围，或在结果分布中的可能变异。此外，风险接受者会被所谓“幸运”结名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -5 果的影响即使它们出现的概率很小。5.5 偏斜度模拟输出的分布也可以显示偏斜度 可能结果的分布与对称的偏离多少。假设你的分布有很大的正数的“尾部”。如果你看到的仅仅是期望结果的单个数字，你也许不会认识到可能发生在这个尾部范围的很肯定结果的概率。例如这样，偏斜度对于决策是很重要的。通过呈现所有的信息，风险分析系统向你展现所有的可能结果来“揭露”一个决策。6风险分析系统能/不能做什么近几年定量分析技术在决策制定者和分析家中得到广泛的普及。不幸的是，许多人错误地认为这些技术是很神奇的“黑匣子”，可以很明确的得出正确的答案或决策。没有任何技术，包括在风险分析系统中使用的那些，能做这样的声明。这些技术是用来帮助制定决策和得出解决方案的工具。就像任何工具，在如熟练的技术人员的手里可以充分发挥优势，而在不熟练人员手里可能造成严重的破坏。在风险分析的上下文中，定量的工具是永远不能作为个人判断的替代品的。最后，你应该认识到风险分析不能保证你所选择从事的方案 即使巧妙的选择适合你的个人偏好 从事后的观点看来是最好的方案。事后聪明意味着完整的信息，那是在你做决策时永远得不到的。然而，能向你保证对能获得的给定信息你选择的是最好的个人策略。那并不是一个糟糕的保证。7应用风险分析方法，风险分析系统主要用于金融业,保险业,政府部门,农业,制造业，石油勘探开发。具体地讲，金融业方面的应用包括，投资组合风险分析,金融模型分析,股票价格分析,投资组合最优化,实值期权价格分析,银行信用分析,价格模型分析,市场模型分析,投资管理,投资项目选择,现金管理政策制定等。保险业方面的应用：包括保险模型分析。政府部门方面的应用:现金管理政策制定,农业生产和管理,税收结构分析。农业:方面的应用农业生产和管理。制造业方面的应用包括：新产品开发,投资管理,项目管理,生产计划制定,厂址选定,价格风险,石油勘探开放,报价决策,投资管理,项目管理,生产计划制定,厂址选定,税收结构分析,价格模型分析,市场模型分析,投资项目选择,商业预测风险,价格风险。发展基于风险理论就是为了帮助人们拨开迷雾以便做出更佳决策来。当风险决策分析得到越来越广泛应用的时侯，在石油工业中引入了实值期权分析方法（real options analysis）和投资组合最优化方法（portfolio optimization）。在石油勘探开放决策时，它们可以作为对以前老方法的补充和改进。在过去四十多年中，风险理论已得到长足的发展。按现值计算的现金流量方法(discounted cash flow methods)很久以前取代了在其他一些工业领域广泛使用的决算方法（accounting-type measure）。.明确的风险分析已取代了已有的直观方法。多项目透视法（multiple-project perspectives）取代了特别决策（ad hoc decisions）。实值期权分析和使用日益增多的投资组合最优化方法，是最近得到的两种改进方法。这些风险理论的主要优点在于改变了石油勘探开放项目管理决策的框架。风险分析在油田工业上的应用得到飞速发展。在过去的四十年里，有关风险分析应用的SPE 论文的数量几乎成指数增加。它在石油工业上的第一次应用是关于勘探井钻井的风险决策。现在风险分析的应用已经扩展到产出水管理，防垢，钻井泥浆选择，侧钻，测井信息的评价，油田综合调整方案的选定，成熟油田的评价,补孔、改层、压裂和酸化等增产措施,老区完善井网,提高储量的动用程度,区块综合调整,井网调整,加密井的井位,井别调整,产液结构调整(堵水,化堵,超细水泥封堵,补孔,注水结构调整)等等,总之，风险分析可以运用到油藏管理的各个方面。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -6 风险分析可以视为执行综合油藏管理的一个框架。它在投资回报最大基础上，可以把油藏工程，环境规划，环境影响评估，地球化学，地质研究，工艺流程设计，风险分析，质量控制和财政评估等诸多方面结合起来。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -