《金融工程概论》PPT课件.ppt

FinancialEngineering金融工程金融工程主讲：孙晋众主讲：孙晋众电话：Email：FinancialEngineering主要参考教材主要参考教材1.1.陈石清，黄颖利陈石清，黄颖利金融工程金融工程，东南大学出版社，东南大学出版社，200520052.2.金融工程学金融工程学 周洛华著周洛华著 上海财经大学出版社上海财经大学出版社,2004,2004 3.3.宋宋逢逢明明：金金融融工工程程原原理理无无套套利利均均衡衡分分析析，清清华华大大学学出版社，出版社，199919994.4.John John C.C.Hull:Hull:Option,Option,Futures Futures and and other other Derivatives Derivatives Securities,Prentice Hall.Inc.Securities,Prentice Hall.Inc.FinancialEngineering 考试方式考试方式作业与日常考勤占作业与日常考勤占3030分分期末考试占期末考试占7070分分考试方式：闭卷考试方式：闭卷第一讲第一讲 金融工程概述金融工程概述一、为什么要学习金融工程？一、为什么要学习金融工程？（1 1）规避和管理市场风险）规避和管理市场风险尽量让你少赔钱尽量让你少赔钱或不赔钱。或不赔钱。例例1 1 一家企业半年后将收到一笔美元外汇，该企业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现在打算通过远期外汇市场远期外汇市场按照固定的汇率（比如按照固定的汇率（比如1 1美元美元：8.278.27人民币人民币）把美元卖出，换成人民币。这）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（比务状况都不会受到影响。如果半年后美元贬值（比如如1 1：8.228.22）,则该企业通过买卖远期外汇避免了则该企业通过买卖远期外汇避免了0.050.05元人民币的损失。假如半年后美元升值（比如元人民币的损失。假如半年后美元升值（比如1 1：8.328.32），该公司少收了每美元该公司少收了每美元0.050.05元人民币的利元人民币的利润。润。例例2 2 在在上例中上例中如果如果企业没有卖出远期美元，而是购买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了一份期权合约，合约赋予企业半年后可以按照1 1：8.278.27的价格卖出美元的权利，但企业没有义务必须卖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方每美元0.020.02元人民币。当美元贬值为元人民币。当美元贬值为1 1：8.228.22时，时，企业行使期权按外汇汇率企业行使期权按外汇汇率1 1：8.278.27把美元卖出，扣除把美元卖出，扣除0.020.02元人民币期权费后，可以按照元人民币期权费后，可以按照1 1：8.258.25的汇率确的汇率确定收益；当美元升值到定收益；当美元升值到1 1：8.328.32时，企业可以放弃期时，企业可以放弃期权，按照该价格接受美元，在扣除了权，按照该价格接受美元，在扣除了0.020.02元人民币的元人民币的期权费后，可以按照期权费后，可以按照1 1：8.308.30的价格确定收益。的价格确定收益。（2 2）发现套利机会）发现套利机会帮你寻求市场或对手帮你寻求市场或对手的漏洞而赚钱。的漏洞而赚钱。二、金融及其衍生产品二、金融及其衍生产品 1 1、金融产品的特点：、金融产品的特点：（1 1）金融产品供给和需求的特殊性；）金融产品供给和需求的特殊性；（2 2）金融产品定价的特殊性；）金融产品定价的特殊性；（3 3）金融产品获得长期稳定收益的困难性；）金融产品获得长期稳定收益的困难性；（4 4）金融产品巨大价格波动性。）金融产品巨大价格波动性。（1）金融产品供给和需求的特殊性金融产品供给和需求的特殊性普通产品普通产品金金融融产产品品（尤尤其其是是金金融融衍生产品）衍生产品）主要成本主要成本制造时间制造时间供给量供给量需求的影响因素需求的影响因素需求量需求量功能功能原材料、资本、劳动力。原材料、资本、劳动力。必要的劳动时间。必要的劳动时间。有限。有限。与与人人的的生生活活、生生产产紧紧密密相关。相关。短短时时间间内内有有限限，且且变变化化幅度小。幅度小。使用。使用。智智力力，生生产产过过程程几几乎乎无无成本。成本。几乎可以瞬时生产。几乎可以瞬时生产。如如果果允允许许卖卖空空，而而且且保保证证金金允允许许，供供应应量量几几乎乎可以达到无穷大。可以达到无穷大。脱脱离离人人的的基基本本需需求求，更更容容易易受受个个人人信信心心和和预预期期的影响。的影响。短短时时间间内内变变化化幅幅度度大大，瞬瞬时时可可以以达达到到无无穷穷大大，也可以变为零。也可以变为零。投资或投机。投资或投机。普通产品普通产品一般金融产品一般金融产品金融衍生产品金融衍生产品定价方法定价方法定价难易定价难易价格波动性价格波动性获得稳定收益获得稳定收益供需均衡供需均衡较简单较简单较小较小相对容易相对容易收收益益/风风险险的的均均衡衡风风险险难难以以准准确确度度量量大大困难困难无套利定价原则无套利定价原则受受标标的的资资产产价价格格波动的影响波动的影响大大困难困难（2）金融产品定价的特殊性金融产品定价的特殊性（3）金融产品获得长期稳定收益的困难性金融产品获得长期稳定收益的困难性 普普通通产产品品要要获获取取长长期期的的稳稳定定收收益益还还是是可可能能的的，但但对对金金融融产产品品来来说说则则非非常常困困难难。因因为为金金融融产产品品的的“投投资资”具具有有“钱钱生生钱钱，利利滚滚利利”的的特特点点，这这种种增增长长将将随随着着时时间间的的延延长长而而变变成成指指数数爆爆炸炸式式增增长长。例例如如，唐唐朝朝的的1 1元元钱钱，到到今今天天经经历历了了一一千千多多年年，如如果果按按年年利利率率5%计计算算的的话话，至至今的本息和可达天文数字：今的本息和可达天文数字：（4 4）金融产品巨大价格波动性金融产品巨大价格波动性 普普通通产产品品的的供供给给与与需需求求在在短短时时间间内内的的变变化化幅幅度度一一般般比比较较小小，但但金金融融产产品品的的供供求求却却在在短短时时间间内内可可以以发发生生很很大大的的变变化化。这这导导致致了了金金融融产产品品的的价价格格波动特别的大。波动特别的大。例例如如，19921992年年6 6月月至至20012001年年6 6月月共共1010年年中中，日日元元汇汇率率最最高高时时为为147147日日元元/美美元元，而而最最低低为为8383日日元元/美美元元，相相差差高高达达6464日日元元；又又美美国国的的NasdaqNasdaq指指数数在在19981998年年1 1月月至至20022002年年1212月月的的走走势势更更是是跌跌宕宕起起伏伏。最高达到最高达到47004700点，最低为点，最低为900900点。点。2 2、什么是金融衍生产品？、什么是金融衍生产品？是是指指价价值值依依附附于于原原生生资资产产（标标的的资资产产）价价值值的的变变化化，它它包包括括远远期期、期期货货、期期权权、互互换换等等四四种种基基本本的的衍衍生生产产品品，以以及及由由这这些些基基本本衍衍生生产产品品复复合合而而成成的的更更为为复复杂杂的的衍衍生生产品，如期货期权、互换期权等。产品，如期货期权、互换期权等。远期（远期（forwardsforwards）。）。是指交易双方约是指交易双方约定在未来指定的某一特定日期，按照约定在未来指定的某一特定日期，按照约定价格进行交易的合同。与即期交易不定价格进行交易的合同。与即期交易不同，远期的交易时间被推迟到以后某个同，远期的交易时间被推迟到以后某个固定日期进行，而交易的价格则在签订固定日期进行，而交易的价格则在签订交易合同时即固定下来，不随市场波动。交易合同时即固定下来，不随市场波动。期货（期货（futuresfutures）。）。是标准化的远期合约，是标准化的远期合约，指一份合法的有约束力的合同，规定以确定指一份合法的有约束力的合同，规定以确定的价格在未来特定的一个日期交割一定数量的价格在未来特定的一个日期交割一定数量的资产。期货合约中所约定的需要交割的资的资产。期货合约中所约定的需要交割的资产称为根本资产或标的资产。按照期货合约产称为根本资产或标的资产。按照期货合约中的根本资产的不同，可以把期货分为商品中的根本资产的不同，可以把期货分为商品期货和金融期货。期货和金融期货。期期权权（optionsoptions）。是是一一种种特特殊殊的的合合约约协协议议，它它赋赋予予持持有有人人在在某某给给定定日日期期或或该该日日期期之之前前的的任任何何时时间间以以固固定定价价格格购购进进或或售售出出一一种种资资产产的的权权利利。对对于于期期权权的的买买方方而而言言，他他只只有有权权利利而而没没有有义义务务，但对于卖方而言，他却有着绝对的义务。但对于卖方而言，他却有着绝对的义务。最最常常见见的的一一种种期期权权是是股股票票期期权权，它它使使得得持持有有人人拥拥有有购购买买或或出出售售股股票票的的权权利利。除除了了股股票票期期权权外外，以以其其它它资资产产作作为为根根本本资资产产的的期期权权也也被被广广泛泛交交易易，包包括括外外汇汇及及其其期期货货、农农产产品品期期货货、金、银、固定收益证券、行业指数等。金、银、固定收益证券、行业指数等。互换（互换（swapsswaps）。）。是交易双方签订的是交易双方签订的一种合约，彼此同意在合约规定的期间一种合约，彼此同意在合约规定的期间内互相交换一定的现金流，以不同货币内互相交换一定的现金流，以不同货币计算和支付，计算方式可能相同也可能计算和支付，计算方式可能相同也可能不同。互换包括利率互换和货币互换两不同。互换包括利率互换和货币互换两种基本形式。种基本形式。（2 2）金融衍生产品的功能：）金融衍生产品的功能：金金融融衍衍生生产产品品是是金金融融工工程程的的重重要要工工具具之之一一，可可以以从从金金融融工工程程的的两两种种基基本本功功能能来来理理解解金金融融衍衍生产品的主要功能。生产品的主要功能。规规避避市市场场风风险险。许许多多金金融融衍衍生生产产品品的的产产生生都都是是与与当当初初投投资资者者需需要要规规避避某某一一种种市市场场风风险险有有关关。有有了了衍衍生生产产品品，投投资资者者可可以以更更好好地地规规避避和和管管理理市市场场的的风风险险。例例如如，利利率率远远期期、利利率率期期货货、利率期权等都可以用于规避利率波动的风险。利率期权等都可以用于规避利率波动的风险。套套利利。金金融融衍衍生生产产品品大大大大丰丰富富了了市市场场的的套套利利机机会会，这这使使得得套套利利成成为为它它的的一一个个功功能能。比比如如，利利率率互互换换就就是是一一种种利利用用双双方方比比较较优优势势的的套套利利产产品。品。投投机机。规规避避市市场场风风险险和和套套利利都都是是针针对对风风险险厌厌恶恶的的投投资资者者来来说说的的，而而对对于于投投机机者者而而言言，金金融衍生产品则增加了市场的投机机会。融衍生产品则增加了市场的投机机会。以以上上的的三三种种功功能能是是从从投投资资者者的的角角度度来来看看的的，如如果果从从整整个个市市场场的的角角度度来来看看，金金融融衍衍生生产产品品还还具有如下的功能：具有如下的功能：提提高高交交易易效效率率。衍衍生生产产品品提提高高了了市市场场的的流流动动性性，降降低低了了交交易易成成本本，从从而而提提高高了了整整个个市市场场的交易效率。的交易效率。促促进进金金融融市市场场的的完完善善。衍衍生生产产品品补补充充和和丰丰富富了了金金融融市市场场的的交交易易品品种种，衍衍生生产产品品和和根根本本产产品品的的组组合合可可以以为为投投资资者者提提供供任任何何收收益益和和风风险险特特性相匹配的产品。性相匹配的产品。（3 3）我国金融衍生产品的发展状况）我国金融衍生产品的发展状况 中中国国内内地地的的股股票票市市场场成成立立于于19901990年年，期期货货市市场场与与股股票票市市场场同同步步成成立立于于19901990年年底底，目目前前的的期期货货交交易易品品种种有有上上海海期期货货交交易易所所的的铜铜和和铝铝金金属属期期货货、天天然然橡橡胶胶期期货货，大大连连商商品品交交易易所所的的大大豆豆和和豆粕期货，豆粕期货，郑州商品交易郑州商品交易所的绿豆和小麦期货。所的绿豆和小麦期货。20102010年年4 4月月，中中金金所所开开始始交交易易沪沪深深300300股股指指期期货。货。我我国国的的远远期期、互互换换和和期期权权等等金金融融衍衍生生产产品品基基本本上上仍仍处处于于未未开开发发阶阶段段。但但值值得得一一提提的的我我国国股股票票市市场场早早期期开开发发出出的的认认股股权权证证和和目目前前仍仍在在发发展的可转换公司债券就具有期权的特点。展的可转换公司债券就具有期权的特点。4 4、金融工程及其应用、金融工程及其应用（1 1）金融工程的定义）金融工程的定义 最早提出金融工程学科概念的学者之一最早提出金融工程学科概念的学者之一约翰约翰.芬尼迪（芬尼迪（John FinnertyJohn Finnerty，19881988）认为，）认为，金融工程金融工程就是就是对创新型金融工具与金融手段的对创新型金融工具与金融手段的设计、开发与实施，以及对金融问题给予创造设计、开发与实施，以及对金融问题给予创造性的解决。性的解决。所谓金融工程，就是将工程思维引入金融所谓金融工程，就是将工程思维引入金融领域，综合地采用各种工程技术方法（主要有领域，综合地采用各种工程技术方法（主要有数学模型、数值计算、网络图解、仿真模型等）数学模型、数值计算、网络图解、仿真模型等）设计、开发和实施新型的金融产品，创造性地设计、开发和实施新型的金融产品，创造性地解决各种金融问题。解决各种金融问题。注意：注意：（1 1）在定义中提到的金融产品是）在定义中提到的金融产品是广义广义的，的，它包括所有在金融市场交易的它包括所有在金融市场交易的金融工具金融工具，比如股票、债券、期货、期权、互换等比如股票、债券、期货、期权、互换等金融商品，也包括金融商品，也包括金融服务金融服务，如结算、，如结算、清算、发行、承销等。而设计、开发和清算、发行、承销等。而设计、开发和实施新型的金融产品的目的也是为了创实施新型的金融产品的目的也是为了创造性地解决金融问题，因此金融问题的造性地解决金融问题，因此金融问题的解（解（solutionsolution）也可看作是金融产品。）也可看作是金融产品。（2 2）定义中的关键在于）定义中的关键在于“创新创新”和和“创创造造”这两个词。这里的这两个词。这里的“创新和创造创新和创造”包括包括三个层次三个层次的涵义：的涵义：指金融领域中思想的跃进，其创新程指金融领域中思想的跃进，其创新程度最高；度最高；是对已有的观念做重新的理解和运用；是对已有的观念做重新的理解和运用；指对已有的金融产品和手段进行分解指对已有的金融产品和手段进行分解和重新组合。和重新组合。（2 2）金融工程的研究内容）金融工程的研究内容 金金融融工工程程的的研研究究内内容容主主要要包包括括三三个个方方面面（FinnertyFinnerty，1988 1988）：）：新新型型金金融融产产品品和和工工具具的的开开发发。包包括括面面向向大大众众的的金金融融产产品品（如如新新型型银银行行帐帐户户，新新型型共共同同基基金金等等）和和面面向向企企业业的的金金融融工工具具（如如期期货货、期期权权、新型可转换债券、新型优先股等）。新型可转换债券、新型优先股等）。新新型型金金融融手手段段的的开开发发。主主要要目目的的是是降降低低交交易易成成本本。典典型型实实例例有有证证券券发发行行的的存存架架登登记记方方式式、电子化证券交易等。电子化证券交易等。创创造造性性地地解解决决金金融融问问题题。例例如如现现金金管管理理策策略的创新、公司融资结构的创造等。略的创新、公司融资结构的创造等。（3）金融工程的应用）金融工程的应用n金融工程的主要应用领域金融工程的主要应用领域q融资融资q投资与现金管理投资与现金管理q风险管理风险管理q套利套利应用领域应用领域融资融资融资融资1.在融资方面，一种类型的金融工程活动是：在各种约在融资方面，一种类型的金融工程活动是：在各种约束条件下设计成本最低的创造性融资方案束条件下设计成本最低的创造性融资方案2.约束条件可能来自监管要求、公司的资本结构、公司约束条件可能来自监管要求、公司的资本结构、公司未来的现金流状况、税收特征等方面。如果不是为了未来的现金流状况、税收特征等方面。如果不是为了降低融资成本，常规的融资方案也是可行的。但是，降低融资成本，常规的融资方案也是可行的。但是，在某些情况下，金融工程师们能够设计出复杂的低成在某些情况下，金融工程师们能够设计出复杂的低成本方案本方案应用领域应用领域融资融资融资融资4.另一种类型的金融工程活动与公司并购有关，在并购另一种类型的金融工程活动与公司并购有关，在并购交易中，资金成本虽然是需要考虑的因素之一，但有交易中，资金成本虽然是需要考虑的因素之一，但有时不是最重要的因素。由于收购方常常在短时间内需时不是最重要的因素。由于收购方常常在短时间内需要筹集大量资金，因此，通过什么方式筹集资金成为要筹集大量资金，因此，通过什么方式筹集资金成为并购融资的核心问题。这个问题在杠杆收购中尤其突并购融资的核心问题。这个问题在杠杆收购中尤其突出，因为杠杆收购需要的债务资金数量非常庞大出，因为杠杆收购需要的债务资金数量非常庞大应用领域应用领域投资与现金管理投资与现金管理投资与现金管理投资与现金管理1.在投资方面，金融工程师开发出了各种各样的中长期在投资方面，金融工程师开发出了各种各样的中长期投资工具，用以满足不同投资群体、具有不同风险投资工具，用以满足不同投资群体、具有不同风险-收收益偏好的投资者的需求益偏好的投资者的需求q共同基金品种日益丰富共同基金品种日益丰富q资产证券化资产证券化通过重新包装现金流、信用强化等手段，通过重新包装现金流、信用强化等手段，打造出满足市场需求的打造出满足市场需求的“收益收益-风险风险”模式模式应用领域应用领域风险管理风险管理风险管理风险管理管理投资者的风险与管理发行人的风险迥然不同管理投资者的风险与管理发行人的风险迥然不同1.管理发行人的风险针对的是某个具体的发行人，开发管理发行人的风险针对的是某个具体的发行人，开发出来的产品是定制产品，生产过程的风险相对较低出来的产品是定制产品，生产过程的风险相对较低2.管理投资者的风险针对的则是一个特定的投资者群体，管理投资者的风险针对的则是一个特定的投资者群体，开发出来的产品则多为通用产品，生产过程中蕴含了开发出来的产品则多为通用产品，生产过程中蕴含了较大的风险较大的风险3.当然，风险当然，风险-收益的关系也适用于金融工程活动。通用收益的关系也适用于金融工程活动。通用产品一旦开发成功，带来的利润也非常可观产品一旦开发成功，带来的利润也非常可观 应用领域应用领域套利套利套利套利1.开发交易策略来利用不同地点、不同时间、不同工具开发交易策略来利用不同地点、不同时间、不同工具以及税收不对称性方面的套利机会是金融工程师工作以及税收不对称性方面的套利机会是金融工程师工作的一项重要内容的一项重要内容q指数套利：利用股指期货与股票指数的背离指数套利：利用股指期货与股票指数的背离q风险套利：利用收购方出价与被收购方股价的背离风险套利：利用收购方出价与被收购方股价的背离q许多金融工程产品本质上都包含套利的成分：利率互换、许多金融工程产品本质上都包含套利的成分：利率互换、资产证券化、零息票债券，等等资产证券化、零息票债券，等等 2.在理论上，套利是没有风险的。但是，实践中的套利在理论上，套利是没有风险的。但是，实践中的套利总存在一定风险，完全没有风险的纯粹套利根本不存总存在一定风险，完全没有风险的纯粹套利根本不存在。因此，金融工程师在开发、利用套利策略时，考在。因此，金融工程师在开发、利用套利策略时，考虑的首要问题是如何管理风险虑的首要问题是如何管理风险 四、金融工程产生的理论基础：四、金融工程产生的理论基础：18961896年：欧文年：欧文.费雪（费雪（Irving FisherIrving Fisher）净现值法。净现值法。19441944年：年：NeumannNeumann和和MorgensternMorgenstern效用效用理论，描述了投资者的风险态度，开启了人理论，描述了投资者的风险态度，开启了人们更广泛地描述收益与风险的方法。们更广泛地描述收益与风险的方法。19521952年：哈里年：哈里.马柯维茨（马柯维茨（Harry.MarkowitzHarry.Markowitz）资产组合理论，提出用方差来描述投资风资产组合理论，提出用方差来描述投资风险的概念。在此之前，投资者对金融问题（包险的概念。在此之前，投资者对金融问题（包括投资风险）的认识几乎是定性的，括投资风险）的认识几乎是定性的，MarkowitzMarkowitz的理论使得人们对金融问题的认识开始了从定的理论使得人们对金融问题的认识开始了从定性到定量的转变。性到定量的转变。19581958年：莫迪利安尼和米勒（年：莫迪利安尼和米勒（ModiglianiModigliani，MillerMiller）资本结构的资本结构的 MMMM定理，表明在一个定理，表明在一个完全市场，融资方式（发行股票和债券）与公完全市场，融资方式（发行股票和债券）与公司价值无关。司价值无关。19631963年：威廉年：威廉.夏普（夏普（William.SharpeWilliam.Sharpe）、）、约翰约翰.林特纳（林特纳（John.LintnerJohn.Lintner）和简）和简.莫辛莫辛（Jan.MossinJan.Mossin）资本资产定价模型（资本资产定价模型（CAPM CAPM）。）。19701970年：费马（年：费马（FamaFama）系统地提出有效系统地提出有效市场理论（目前还存在较大争议）。市场理论（目前还存在较大争议）。19731973年：费雪年：费雪布莱克（布莱克（Fisher BlackFisher Black）和）和麦隆麦隆舒尔斯（舒尔斯（Myron ScholesMyron Scholes）提出期权提出期权定价公式（基于固定利率，无红利等完全市定价公式（基于固定利率，无红利等完全市场）；默顿（场）；默顿（MertonMerton）把两个条件放宽；）把两个条件放宽；ThorpeThorpe发展到允许卖空的情况。发展到允许卖空的情况。19761976年：罗斯（年：罗斯（RossRoss）套利定价套利定价APTAPT模型。模型。19791979年：年：KahnemanKahneman和和TverskyTversky期望期望效用理论，认为投资者对盈利的效用函效用理论，认为投资者对盈利的效用函数是凹函数，而对损失的效用函数是凸数是凹函数，而对损失的效用函数是凸函数。这一理论被认为是行为金融理论函数。这一理论被认为是行为金融理论（behavioral financebehavioral finance）发展的一个里）发展的一个里程碑。程碑。