金融工程讲义

1第一章绪论1.1为什么要学习金融工程1.2什么是金融工程1.3金融工程与风险管理1.4金融工程工具1.5金融工程与无套利分析法（定价方法）1.6金融工程与积木分析法（应用方法）1.1为什么要学习金融工程目前中国许多高等院校的经济或管理学院都开设了《金融工程》这门课。同学们最关心的问题就是，《金融工程》的老师是不是教给他们在金融市场赚钱的本领？或者说，学习金融工程有什么用？能不能赚钱呢？要回答这些问题，实际上就是解答金融工程的基本用处或基本功能。我们认为：金融工程至少有两个基本的功能：（1）尽量让你少输钱或者不输钱——市场风险的规避和管理我们知道，金融市场处处充满风险。有买卖股票经历的同学都清楚，今天你的股票还赚钱，可能到了明天你持有的股票就亏本了。如果你还有幸炒过期货的话，那么你对市场风险的体会可能就更深刻。期货的杠杆作用，会让手头本来赚来的100元到最后却变成输掉500元（具体的事例我们还会在后面的学习中向大家详细讲解）。在这时时刻刻都可能让你惊心动魄的市场里，没有比能少输钱或不输钱更重要的了。在进入金融市场开始投资时，没有一个人认为自己会输钱的，否则就不投资了。但是我们知道，天下没有免费的午餐，你不可能毫无代价地赚钱。你想赚钱的同时，也很可能会输钱。这种输钱的可能即使我们平常所说的风险。而金融工程就是要帮你减少输钱的可能性，实际上也就是帮你规避市场风险。那么，有人就会想，我不参与股票的买卖，也不参与期货等其他金融产品的交易，我也不在银行、证券、保险等金融部门就职，那么我是不会碰到金融市场风险的。未必！如果你是一家进出口公司的雇员，你可能就要跟外汇打交道，你就会碰到外汇汇率波动的风险。如果你所在的公司是一家生产性企业，那么就可能会碰到石油燃料的价格波动，也可能会碰到金属产品的价格波动等。而金融工程就能帮你去规避外汇汇率、石油燃料、金属产品等价格波动的风险，让你少蒙受这些价格波动所引起的损失。即使你碰不到上面所说的各种市场奉贤，但你的公司肯定会有融资的需要，会有去银行贷款、到股票市场上市、发行企业债券、发行可转换债券等的需要。那么，金融工程也有用武之地，它可帮助你用最少的成本融资，帮助你规避融资过程中的利率风险。（2）帮你寻求市场漏洞或者对手的漏洞而赚钱——发现套利机会仅仅让你少输钱，你肯定还不满意。金融工程的第二个用途就是帮你去寻求市场或对手的漏洞，由此而赚钱。市场存在漏洞，是因为市场总是不完美的，它始终处于发展之中，而许多金融衍生工具的创新都是在解决市场漏洞的过程中发展起来的。在这里，寻求市场漏洞的含义是非常广泛的。比如采取新的金融工具降低交易成本就是解决市场漏洞的一个手段，通过金融工程的手段进行合理的避税也是一种套利过程，由两个市场或两种产品之间的差价而获得套利的手段也是金融工程的一项重要应用。另外，对手的漏洞，就是市场上其他参与者犯下的错误，而这就是你赢利的机会。金融工程就能帮你识别对手的漏洞，因而获得套利机会。1.2什么是金融工程在了解什么是金融工程之前，先看一下金融产品所具有的许多与一般的商品完全不同的2特点。这些特点也是现在很多人把金融学从经济学中独立出来的原因。了解金融产品的独特性，也有助于我们理解金融学与金融工程的学科特点。1.2.1金融产品的特点提到金融产品，大家会联想到什么？有的同学会想到股票、外汇、期货等日常生活中碰到的这些金融产品，也可能会想到期权、远期、互换等不多见的金融衍生产品。然后，你们可能还会想，好象金融产品都是用来“炒作”的，炒股票，炒外汇，炒期货。确实如此，与普通产品体现的“使用”功能相比，金融产品在生活中更多地被用于“投资”或“投机”。那么，到底金融产品有哪些特殊的地方呢？下面，我通过与普通产品的对比来简单阐述一下金融产品的特点。（1）金融产品供给的特殊性（生产需要智力，可以瞬时产生，供给无限）。（2）金融产品需求的特殊性（与人的基本需求无关，体现“投资”或“投机”功能，需求易变，P5）（3）金融产品定价的特殊性（金融产品的供给与需求的特殊性，很难用供求关系直接定价，而是通过风险/收益的均衡或者无套利定价原则进行定价）。（4）金融产品获得长期稳定收益的困难性（普通产品要获取长期的稳定收益还是可能的，但金融产品要获得长期稳定的收益则是非常困难的。因为金融产品的“投资”具有“钱生钱，利滚利”的特点，这种增长将随着时间的延长而变成指数爆炸式增长。）例：唐朝1元钱，如今为多少？唐朝的1元历经一千多年，按年利率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是多么的困难。（5）金融产品的巨大价格波动性（普通产品的供给与需求在短时间内的变化幅度一般比较小，但金融产品的供求却在短时间内可以产生很大的变化。这导致了金融产品的价格波动特别的大。）1.2.2金融工程的含义金融工程（FinancialEngineering）是80年代末，90年代初在金融创新的基础上发展起来的一门新兴学科。“新兴”使该学科具有了很强的生命力，同样，“新兴”也造成了人们对这门学科从整体上进行把握的困难性。人们对金融工程的界定正处在探索和深化过程中。总的来说，金融工程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（如数学建摸、数值计算、网络图解、仿真摹拟等）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。因此，金融工程又被称为是“金融领域的高科技”。金融工程在许多方面与机械工程具有类似的含义。“工程”一词原来是指机械工程。机械工程离不开工具。它是指将某一个工具单独使用来解决某一个问题，或是将一个工具与另一个工具组合起来，更有效地解决某一问题。同样，金融工程正是利用金融工具与机械工具的相似性而借用了机械工程的概念。金融工程师所采用的金融工程工具，既包括各种现货金融工具，也包括那些近20年来所产生的新型衍生工具。现货金融工具有外汇市场交易、货币市场交易、债券市场交易和股票市场交易等。而衍生金融工具主要有远期、期货、互换、以及期权等。这些工具既可以单独进行交易，有可以被用来“建造”一个更为复杂的系统。与机械工程上的工具一样，金融工程工具既有现成的标准化规格或形式可以为我们所采用，也可以按照特定的需求单独定制，还可以应用种种不同的方法加以组合。例如：货币期权既可以用来形成一个远期的合约，又可以用另一种方式组成一个“参与式远期”。如果一种金融工程的结构不令人十分满意，我们还可以对金融工具加以调整，直至取得理想的结果为止。3那么，究竟什么样的金融目标是理想合意的的，完全取决于人们所持的看法。有时候，同样的一种目标，有人认为是合意的的，另有人可能认为是不可接受的。例如（准备化10元购买某公司股票的投资者也许认为这个价格正是他所希望的价格，而卖出的交易商也许会认为以此价格继续持有该公司的股票是不合算的。在这个交易中，尽管双方观点不一致，但交易双方都对这笔交易的完成感到非常满意，因为双方都达到了某种金融目标。）当然，金融工程技术不可以达到人们根本达不到的金融目标。（用负利率筹资等）综上所述，我们将金融工程定义为：金融工程指创造性地运用各种金融工具和策略来解决人们所面临的各种金融与财务问题。对这一定义，我们着重强调以下几点：其一是金融工程的创造性。从某种意义上讲，金融工程就是要运用金融工具和金融策略来进行金融创新。换言之，金融工程是要系统地研究金融创新的基本原理和各种技术。金融工程偏爱的，是那些具有创造性思维的人。（例如；木头和尼龙丝）在金融工程师眼里，所有的金融工具都是一个一个的道具，而金融工程师就是要将这些道具进行排列和组合，创造出新的产品，这也是我们后面积木分析法所要讲到的内容。其二是金融工程的应用性。（概念）对于从事金融工程的金融工程师来说，他们必须熟悉和了解各种金融工具的基本特点和用途，然后，像机械工程师将零部件装配成具有各种用途的机器一样，将各种金融工具：装配“成各种金融措施和办法，去解决现实中的金融财务问题。其三是金融工程的目的性。目的是要解决金融财务问题。什么是金融财务问题？最大的金融财务问题是经营者必须盈利。因此有时它可以称为“盈利工程”。1.2.4金融工程的研究内容(Finnerty,1988)新型金融产品和工具的开发.包括面向大众的金融产品（如新型银行帐户，新型共同基金等）和面向企业的金融工具（如期货、期权、新型可转换债券、新型优先股等）。新型金融手段的开发。主要目的是为了降低交易成本。典型例子有电子化证券交易。创造性地解决金融问题.例如现金管理策略的创新、公司融资结构的创造等。1.2.5金融工程的应用领域(Marshall,1992)公司理财方面.（用于保证并购所需要的垃圾债券和过渡性融资等）金融工具及交易策略（开发具有套利性质的交易工具和交易策略；不同市场套利；指数套利，利用股票市场与指数期货的价差进行套利。如索罗斯的量子基金对香港股市的套利，1997）投资与货币管理方面.（如开发出高收益共同基金、货币市场基金、回购/反向回购协议等投资方式，通过再包装和再抵押的手段将高风险的投资工具变成低风险的投资工具）。风险管理技术与手段.（风险的规避与防范是金融工程的一个基本功能，所以风险管理技术已经成为了金融工程的最重要内容，在下一节中我们会详细学习）。我们在前面已经讨论过，金融工程的目的是为了盈利，因此有时它可以称为“盈利工程”。而我们知道，经营者的盈利过程中时时刻刻伴随着损失的可能性。损失的可能性就是风险。所以，金融财务问题必须包括风险管理问题。因此，我们要讨论一下：金融工程与风险管理。1.3．金融工程与风险管理我们知道，金融工程的产生是与金融风险的增大密切相关的，在过去的20多年的时间里，金融业已经变成了一个风险较大的领域。汇率从固定汇率制度变为浮动汇率制度，以及相应的利率变动，都给金融业的从业者带来了极大的风险。特别是东南亚金融危机发生以后，人们更加关心和重视金融风险问题。4那么，什么是风险呢？直觉上，我们都知道风险是什么：通常将风险与没有预测到的和不希望发生的事情联系在一起。例如，假定我的上课有学生50人，但每一节课能来多少人我事先不知道，可能30，20，也可能上得好能来60，70人。在这里学生人数就具有不确定性。如果我的课时费是以学生人数确定的，且学校规定20人以下不上课，且我即使后来知道能来的学生人数也不能改变计划。那就存在风险，但如果我能改变计划就不存在风险.以我上面的例子为例，我可以采取几种方式来对我面临的风险进行管理：(1)每次上课点名(2)对每次来的同学进行激励。问还有那些方法能让同学们来听课？但是，我们确实需要一个更为可靠的定义，也就是从既从质的方面又从量的方面对风险进行定义：风险是指结果的任何变化。这个定义是很有用的，因为它既包括了不希望发生的结果（不利风险），也包括了希望发生的结果（有利风险）。这在日常生活中看起来是很奇怪的——我们不能说一个人赢了六合彩是一种风险，但是在现实的金融世界中，确实存在有交易双方，对于同一种交易，他们的观点是截然相反的。利率的突然上升对于借款人而言是不希望看到的（他的筹资成本增加了），但对于贷款人而言，则可以获得较为吸引人的结果。同样，利率的下降会给贷款人带来不利的风险，对借款人带来有利的风险。因此，把利率的任何变化——上升还是下降，有利还是不利——都看作是风险是非常有意义的。面临风险，金融工程通常有两种选择（Powerpoint）。第一个选择是，用确定性来代替不确定性（风险）。第二个选择是，仅替换掉不利风险，而保留有利风险。下面我们通过举例来说明这两种选择。假定你是某一外资公司的财务经理。你公司正向美国出口一批货物。计价货币为美元。假定美元对人民币的现行汇率为1美元等于8元人民币。收到这笔货款的期限为4个月。从现在到4个月后的这段时间，人民币的汇率是不确定的，有可能上升，也有可能下降，那么对于你来说，就有了人民币对美元的汇率风险。这种汇率风险可以用图1来表示。从图1中可以看出，如果美元对人民币的汇率在4个月后为8元的话，你没有任何损失。如果汇率低于8元，你承受损失；汇率高于8元，你可以得到美元汇率上升的好处。那么，为了对