1、FINANCIAL ENGINEERING 财务工程I. Overview of Financial Engineering 财务工程概述1. 财务工程是一个系统公司理财 金融市场学 投资学国际金融 固定收益证券 货币银行学 衍生金融工具 财务/金融工程 金融经济学2. 教材及参考书：1.金融工程宋逢明等译，清华大学出版社出版2.金融工程唐旭等译，经济科学出版社 1998年8月 3. John F. Marshall, Vipul K. Bansal FINANCIAL ENGINEERING A Complete Guide to Financial Innovation by New Yo
2、rk Institute of Finance, 1992 4. Lawrwncw C. Galitz FINANCIAL ENGINEERING Tools and Techniques to Manage Financial Risk by arrangement with Pitman Publishing Company, London, 1995 5.金融工程原理无套利均衡分析宋逢明著，清华大学出版社1999年10月3. 课程目标： 财务工程是从企业的角度考虑怎样使用金融工程师开发的产品为企业财务管理服务。该课程介绍了金融产品交易的市场，解释了每种产品是怎样定价和套期保值的。采用例证
3、和数据分析表明金融设计师所推荐的“战术”和技术以及其结果。通过学习该课程可以获得以下知识： * 有关金融工具，如FRAs，金融期货，期权，货币和利率互换等； * 最新金融产品； * 金融工程技术怎样用于货币、利率、权益和商品的风险管理； * 实施风险管理计划的各种工具。本课程注重分析问题和解决问题能力的培养，积极参与课堂讨论非常重要。因此，在学习该课程中，还将分小组进行案例分析，各小组成员的参与程度与小组成绩呈正相关。小组案例分析评分标准：分析报告格式规范；分析内容合理及逻辑性强；陈述报告简洁、明了；回答问题注意技巧；小组成员参与度高；小组成员积极提问题。4、教学内容主要安排： 1）财务工程简
4、介 2）风险和收益分析 3）公司财务主管的看法 4）财务工程中基本产品的开发 远期利率协议 互换 期权 5）财务工程技术的应用 6）管理利率风险 利率期货的运用 7）管理外汇风8）股权风险管理4、成绩评定 案例分析（课堂参与） 30期末考试 70 总成绩 100%1.An Introduction to Financial Engineering 财务工程简介1)财务工程与金融工程的关系a. 运用财务工程提高供货能力b. 运用财务工程增强股东信心c. 运用财务工程分散投资风险2)什么是财务工程（金融工程）？广义的定义： Financial engineering involves the de
5、sign, the development, and the implementation of innovative financial instruments and processes, and the formulation of creative solutions to problems in finance.财务/金融工程包括创新金融工具与金融过程的设计、开发与实施，以及对金融问题给予创造性地解决。狭义的定义： Financial engineering is the use of financial instrument to restructure an existing f
6、inancial profile into one having more desirable properties.财务/金融工程是应用金融工具，将现在的金融结构进行重组已获得人们所希望的结果 “创造”和“创新”是关键 创新就是对他的客户的特定财务问题找出较好解决方法的系统过程。这一过程体现如下： 诊断、分析、产品、定价以及量身定做。 常用的模型：承销（Underwriting） 合成（Synthesizing） 课堂案例讨论分析1：金融工具的创新问题的提出：如何使得客户的收益保持不变？即问题转化为：如果客户能拥有X公司1000股、价值为每股$100的股票，若两年后最低价值为$100,000
7、（确保其头寸价值，股票价格不变），则可以解决客户的问题。 金融工程师即要推出这样一种产品：确保收益证券。该产品具有这种支付性能，2年后到期时，股票价格最大或每股等于$100。假设：X公司未来股票价格0年 $1001年 $90 或 $1152年底 $70 $110 $90 $1401. 承销方法：设计：创造出一种单位信托（或称“X信托”）组合=1,000股X股票+ 面值为$100,000的2年期美国国库券该信托包含两类债务证券： A类：2年底，若X公司股票高于$100，债权人则可以收到X公司1,000股股票的全部价值；若公司股票价格低于$100，则可收到$100,000。在此期间，A类证券持有者
8、可收到A公司支付的所有股利，并具有投票权。B类：是“剩余索偿”证券，收到的是信托在清偿了A类证券债务后的剩余资产。 这样，X信托可以通过出售A类证券满足客户的需要，见下表： 2年后可能支付的情况：X公司股票价格A类确保收益证券B类剩余索偿证券X信托$ 7090110140$ 100,000100,000110,000140,000$ 70,000 90,000100,000100,000$ 170,000190,000210,000240,000因此，一旦建立了这种信托，金融中介就可以出售A类证券来实现客户的目标。成本：$190,700(股票价值+国库券价值（以5%贴现的价值为$90,700)
9、推销：这种方法适用于具有买方需求（买方驱动）的承销活动。2.“合成”或“动态交易”（Dynamic-trading） 基本思想：a. 创建一种精致的投资组合，即最初投资等于不用再注入资本又能保证此策略充分实施的最小数额，这里即为：X股票+国库券；b. 如果X股票价格上升，出售国库券来购买更多的股票；如果X股票价格下跌，则股票头寸下降，其差额由国库券来代替。（每年根据股票价格的变化进行调整，使其总价值不能低于$100,000。动态交易过程： 0年 $ 70,400 买X公司股票704股，每股$100 35,915 以5%进行短期现金投资（涉及复制理论，后面介绍） $106,315 总投资额 1年
10、后若X股票价格是$90：卖出454股股票，价格$90卖出前的价值 卖出后的价值$ 63,360 704股X股票$90 $ 22,500 250股X股票$90 37,711 现金和利息 78,571 现金投资5%$101,071 $101,071若X股票价格$115：买进96股股票，价格$115购买前的价值 购买后的价值$ 80,960 704股X股票$115 $ 92,000 800股X股票$115 37,711 现金和利息 26,671 现金投资5%$118,671 $118,671 如果1年后X股票价格是$90，并且 2年后若股票价格是$70:$ 17,500 250股X股票$90 82,
11、500 现金和利息$100,000 投资组合的价值（$100/股）若股票价格是$110:$ 27,500 250股X股票$110 82,500 现金和利息$110,000 投资组合价值（$110/股）如果1年后X股票价格是$115，并且 2年后若股票价格是$90:$ 72,000 800股$90 28,000 现金和利息$100,000 投资组合价值（$100/股）若股票价格是$140:$112,000 800股$140 28,000 现金和利息$140,000 投资组合价值（$140/股） 成本：$106,3153)财务工程与财务分析“分析”被定义为研究事物本质、以确定其基本特征及相互关系的
12、过程或方法。而“工程”则是使一种新的金融工具、一种新的金融手段成型，或者对某个金融问题给予创造性解决的过程。课堂讨论2：财务分析与财务工程的职能一家公司近一段时间的现金流量很不稳定，公司希望了解：1)现金流量不稳定的根源；2）如何消除这种不稳定的因素。讨论：分析家做什么？工程师做什么？2. The Growth of Financial Engineering 财务工程的发展 1）现代金融/财务理论的诞生a、现代财务/金融理论的开创者马柯维茨 （Harry Markowitz）贡献：证券组合理论 在非确定性的基础上，探讨证券收益与风险以及投资决策问题l 提出利用收益率的访查来度量证券投资的风险
13、l 借助冯伊诺曼(John Von Neuman)的期望先用理论，为证券组合提供收益率与风险的度量l 利用运筹学中的最优化方法，研究是投资者的期望效用最大化的证券组合1990年获诺贝尔经济学奖（同时获得者还有夏普，米勒） b、现代金融理论的奠基人托宾 （James Tobin） 贡献：l 非确定条件下的各种资产选择理论金融与实物资产的全局均衡理论 确定性资产 证券资产资产 动产 非确定性资产 非证券资产 不动产l 关于金融市场与实物市场之间的传导机制理论金融市场变化对消费者、厂商，进而对生产、就业以及一般价格水平的影响是现代金融领域里获得诺贝尔经济学奖的第一人 2) 现代金融/财务理论的发展a
14、、莫迪格莱尼的储蓄生命周期理论 贡献：l 与英年早逝的理查德布伦伯格（Richard Brumberg）合作，于1963年左右提出了关于消费函数理论中的生命周期理论l 与米勒合作，于1958年提出了非确定性条件下决定公司及资本成本的市场价值的MM理论1985年莫迪格莱尼被授予诺贝尔经济学奖b、米勒- 莫迪格莱尼的公司资本成本定理 贡献：与莫迪格莱尼提出资本结构理论和股利政策理论 1990年获诺贝尔经济学奖c、马柯维茨的后继者夏普（William F. Sharpe） 贡献：资本资产定价模型CAPM 1990年获诺贝尔经济学奖d、现代金融/财务理论的先行者线索 1900年，法国数学家路易斯巴歇尔
15、提出了股票价格可能遵从随机游动的假定 1938年，马卡雷提出久期和免疫 1944年，纽曼和摩根斯顿提出期望效用理论来描述投资者的风险偏好，为马科维茨的证券组合理论奠定了基础1958年，莫迪利亚尼和米勒共同创建了关于公司资本成本的双M定理，告诉了大家在一个完全的市场中融资方式是与公司价值无关的。1959年，美国海军实验室的物理学家奥斯本（MF，M。Osborne）在对股票价格数据进行模拟时，发现了股票价格服从的是对数正态分布，纠正了大家关于股票价格服从正态分布的认识 Osbome，MFM（1959，“Brownian Motion in the Stock Market”，Operational
16、 Research， Vol7， March-April， pp145173.。1960年代，夏普 （William F，Sharpe）（1964年）、林特尔 （John Linter）（L965）以及摩斯因 （Jan Mossin）（1966）建立并完善了著名的资本资产定价模型CAPM，该模型向人们揭示了证券投资的收益与风险取决于其与证券市场最佳资产组合市场组合的收益与风险的相关系数。1967年，在美国芝加哥大学举行的一次证券价格讨论会上，哈里罗伯兹（Harry Roberts）首先提出了证券市场弱式效率、半强式效率与强式效率的区分方法，并得到了一致的认同 。 3) 金融/财务工程学的开拓者
17、a、火箭科学向金融科学转移的先锋布莱克b、布莱克的合作者斯科尔斯c、期权理论的“淘金者”默顿 4) 当前金融/财务理论的发展 a The Environmental Factorsi.Tax Asymmetries 课堂讨论3： 税收不对称的影响？(1) 支付利息 A B讨论：考虑税收对不同公司的影响？(2) 如果A公司的边际税率为40%，公司可按10%的成本借入资金，假如A借入1000万美元用来购买B公司股利为8%的优先股。讨论：A公司这样做是否可行？(3) 假如B享受政府给予的税收优惠，税率为12%，讨论：i）A公司会以10%的利率向B公司借钱，并且购买B公司股利为8%的优先股吗？ii)
18、此例怎样体现风险的？ii. Technological Advancesiii. Regulatory Change and Increased Competition b. Intrafirm Factors 流动性的需要、风险的厌恶程度、代理成本、熟悉定量化技术和管理能力、以及会计方面的好处。II. Analysis of Risk and Return 风险与收益分析 1. Measuring Return 收益的度量1)Utility讨论：a. 效用对研究风险和收益的意义？ 总效用 A B1016 C 2500 5000 7500 美元（财产）财产与效用之间的关系c. 对三条曲线A,B
19、,C, 我们感兴趣的是哪条？为什么？d. 结论？课堂讨论4：如何使用效用理论评价投资政府债券是无风险证券，这种证券能提供5%的收益率。因此，购买5000美元国债、持有一年的投资者，一年后的结果是5250美元，利润是250美元。假定相同投资者好有一个可供选择的投资机会，即用5000美元投资于有风险的石油钻井业务。如果钻井成功，投资者在年末将有7500美元；如果失败，投资者可变现现有物品，弥补得到2500美元。而发现石油有60%的可能性，发现枯井则有40%的可能性。如果投资者只有5000美元可用于投资，那么更为明智的选择是去购买无风险的政府债券还是投资于冒风险的钻井业务呢？2) Profit ve
20、rsus Rates继续前面讨论4：a. 利润与收益率的区别？b. 在衡量风险时哪个更好？c. 使用收益率是应注意的问题：* 以年度为基础；* 用百分比表示的收益率就是一年的持有期报酬率（HPY-holding period yield）* 有效持有期报酬率(the effective holding period yield)其中相对收益率为* 考虑连续复利持有期限报酬率HPYcd. 考虑收益率与IRR的关系：3) Rates of ReturnBefore and After Taxes例1：有两种债券均以面值销售，一种是公司债券，息票率为12%，另一种是市政债券，息票率为10.5%，为讨
21、论方面，假设两种债券有相同的到期日和同样的信用等级， 讨论：a. 如果不考虑税收，应投资于哪种债券？ b. 如果考虑税收，税收对两个不同的投资者持有这两种债券的收益如何影响？假设：第一位投资者处于30%的边际税收等级第二位投资者处于10%的边际税收等级 税前收益 税后收益 投资者1 投资者2 （T=30%） (T=10%) 公司债券 12.00% 8.40% 10.80%市政债券 10.50% 10.50% 10.50%课堂讨论5： 你有何建议？某人支付单一税率，其税率为25%，他面临每年将其毛利中的2000美元投资于收益率为8%的普通储蓄账户，或投资于收益率同样为8%的个人退休金账户(Ind
22、ividual Retirement AccountsIRA)，在IRA账户的存款在个人把钱提出来之前是延迟纳税的。为了简化起见，假设这个人在21岁至65岁期间，每年在他生日那天向自己的退休计划进行一年一次的储蓄，到65岁生日那天又将钱全部取走。对于以上两种形式的储蓄，税法规定，普通储蓄账户用税后收益储蓄，储蓄终了时不再纳税；而对于IRA则延迟纳税，即储蓄时不纳税，最终取钱才纳税。你对此有何建议？4) Investment Horizons The investment horizon is defined as the period of time until the planned liq
23、uidation of a position and the use of the proceeds.投资注资期定义为：有计划地将头寸变现和将净值使用的一段时间。 2Measuring Risk 风险的度量Risk is ANY variation in an outcome1)Financial Engineering and Risk 课堂案例分析讨论6：用确定性来代替风险或替换与己不利的风险，而将对己有利的风险留下有一家美国，3个月后将面临支付一笔德国马克。 Effective DM/$ Rate 1.70 opportunity costs through hedge 1.60 str
24、onger DM 1.50 1.40 weaker DM 1.30 savings through hedge 1.20 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 Spot DM/$ in three months Unhedged Hedged Hedging Currency Risk Using a Forward Deal Effective DM/$ Rate 1.70 1.60 stronger DM 1.50 1.40 weaker DM 1.30 savings through hedge 1.20 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70
25、Spot DM/$ in three months Unhedged Hedged The Perfect Hedge Effective DM/$ Rate 1.70 opportunity costs through hedge 1.60 stronger DM 1.50 1.40 weaker DM 1.30 savings through hedge 1.201.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 Spot DM/$ in three months Unhedged Hedged Hedging Currency Risk Using a currency Opti
26、on2) The Riskless Asset3) The Role of Leverage 计算持有期报酬率的通用方法： r(T) = DLR(T) 1- C 其中：R(T):相对收益率W(t+1)/W(t)L: 杠杆乘数（是使用杠杆后与单纯进行现货投资相比收益被放大的倍数） D：虚变量（多头为+1，空头为-1） C: 以全部投资的百分比形式表示的持有某种头寸的成本（当借款购买证券而生成的杠杆时，持有成本为正，用期货合约生成的杠杆时，其值为负）例：某种股票当前售价为20美元，而某投资者用50%的借款购买了它。借款来自经纪人，须付年息10%。假设6个月后，投资者以23.50美元的价格将股票出售
27、，计算持有期报酬率。 3. Measuring Risk: Advanced Topics 1) Measuring Exposure to Price Risk 2) Managing Riski.Insurance例：火灾保险讨论：为什么保险可作为一种风险管理的方法？提示：从投保企业看保险从保险公司看保险是否所有风险都可投保？ PFR = IFE/ N 其中：PFR: per firm risk IFE: individual firms exposure N: 被保的同类企业的数量ii. Asset/Liability Managementa.GICguaranteed investme
28、nt contractsGIC保证付给其所有者即保单持有人一项固定的未来收入现金流，从而形成养老基金的负债；出售保险单的所得由基金投资于金融资产以获取收益。b. Dedicated portfolioc. Portfolio immunizationd. Duration 久期：是债务工具利率敏感性的相对度量 久期衡量的是投资者需要平均等待多长时间才能收到报酬。它是收到支付报酬时间的加权平均数，权数是单个现金流量的现值除以总现金流量的现值，用W(t)表示。 一个以年为单位的久期值如下： W(t):单个现金流量的现值/总现金流量的现值 t : 现金流量的序次数 m : 每年发生现金流量的次数 修
29、正后的久期值为： D D* = 1 + y/m y : 此债务工具的收益率 组合久期等于各个单项资产的久期的加权平均数课堂案例分析讨论7：运用免疫策略管理养老基金风险假定一家养老基金出售一种新的保险单，这种保险单承诺在今后15年内基金将每年支付100美元。若贴现率为10%，修正后的久期为： 久期修正值的计算 时期 现金流 现金流的现值 权重 乘积 1 100 90.909 0.120 0.120 2 100 82.645 0.109 0.217 3 100 75.131 0.099 0.296 : : : : : . . . . . 15 100 23.939 0.031 0.472 总数 7
30、60.608 1.00 6.279 D = 修正久期值 = 6.279/(1+10%/1)= 5.708基金如何把出售保险单所得的760.61美元进行投资、每年至少获得10%的收益，以保证在未来每一时点投资的资产价值至少和负债的价值相等？假设基金由两种可投资的金融工具：30年期的长期国库券，年利率为12%，按面值出售；D1=8.0806个月的短期国库券，年利率为8%，按面值出售。D2=0.481投资的基本思想：收益率的波动会导致基金的资产和负债价值发生变化，为使免疫策略完全起作用，资产组合的价值变动必须精确地和负债组合的价值变动匹配。这就意味着将两种国库券按某种比例加权组合，使得组合后的久期精
31、确地等于负债久期值。若W1和W2分别为长期国债和短期国债的权重； D1和D2分别为长期国债和短期国债的久期； DL为负债的总久期，则 W1D1+W2D2 =DL W1 + W2 =1 将D1=8.080, D2= 0.481代入W18.080 + W20.481= 5.708W1 + W2 =1 计算得：W1=68.79% W2=31.21% 结论：？ 免疫方法存在的问题？课堂案例分析讨论8：资产/负债管理在外汇风险管理中的作用 一家银行为世界范围的公司提供贷款，贷款通常用借款人所在国货币发放（记入资产）。.，该银行通过在美国借入美元来为他提供贷款筹措资金（记入负债）。该银行存在的风险是什么？
32、某营业日结束时银行记录这一天业务的资产负债表如下： Global Banks Balance Sheet (one day activity) ( all values in millions ) Assets Liabilities Loans(sterling) 2.50 Demand deposits (dollars) 3.51Loans(lira) 1480.00 CDs(dollars) 11.48Loans(dollars) 12.40 Other time deposits(dollars)2.70 Total liabilities 17.69 exchange rate:
33、USD/GBP = 1.6550 USD/ITL = 0.0007785 USD/USD = 1.0000 采用资产负债管理后： Global Banks Balance Sheet (by currency) (one day activity) ( all values in millions ) Assets Liabilities Loans(sterling) 2.50 Sterling Demand deposits 1.30Total GBP assets 2.50 Time deposits 1.20 Total GBP liability 2.50Loans(lira) 14
34、80.00 Lira Demand deposits 330.00 Total ITL asstes1480.00 Time deposits 1150.00 Total ITL liabilities 1480.00 Loans(dollars) 12.40 Dollar Demand deposits 3.56 Total USD assets 12.40 Time deposits 8.84 Total USD liabilities 12.40 通过这种方式是否完全消除了汇率风险？ iii. Hedging 套期保值需要考虑以下三个问题： (1) Size of the Hedge (
35、2) Measuring Hedge Effectiveness (3) Cost of Hedge III. The Corporate Treasurers Perspective: Reading Between The Lines 公司财务主管的看法：读懂字里行间隐含的意思风险管理涉及4个步骤： 1) identify the risks to which the firm is exposed 2) quantify the exposures 3) determine the form of the outcomes sought 4) design or engineer a s
36、trategy to transform the risk exposures to the desired form1. Speculation, Arbitrage, and Market Efficiency1) Speculation price without speculation with speculation Time harvest harvest harvest harvest Temporal Pattern of Price 2) Arbitrage 地点间套利空间套利或地理套利 时点间套利时间套利 例： t t+T 0 3-mons 即期：买入玉米 远期：3个月后交割的玉米 远期交割日 (仓储成本，利息费用) 可能因拥有玉米实物而带来 的便宜收益 持有成本 多种货币套利 Pi(T) = Pj(t)Ei,j + G(t,T) + Zi (- Wi,j Zi Wi,j) Pi(T):资产在i市场的远期价格（用i货币标价） Pj(t)：资产在j市场的即期价格 Ei,j：货币i兑j的即期汇率 G
