The awareness of model risk has increased due to the increased use of models to valuate financial instruments and their increasing complexity and regulators now require financial institutions to manage it. Despite this, there is still no industry or market standard when it comes to the quantification of model risk. The objective with this project is to find and implement a method that may be used to quantify model risk and evaluate it based on accuracy, efficiency and generalizability. Several approaches to model risk in the literature are explored in this thesis and it is concluded that existing methods are generally not efficient, accurate or generalizable. However, by combining two of the existing methods in the literature and using data on counterparty valuations, another method to quantify model risk can be constructed. This method is implemented and backtested and it is found to be accurate, general and more efficient than alternative approaches. Furthermore, this method may also serve in model validation as a mean to judge the quality of valuations and compare valuation models to each other. One limitation of the method is that if there are few counterparties for a valuation model, say 1 or 2, the method used in this thesis is not suitable. / Medvetenheten kring modellrisk har ökat på grund av ökad användning av modeller vid värdering av finansiella instrument samt deras ökande komplexitet. Dessutom begär nu regulatorer att institutioner ska beräkna samt redogöra för modellrisk. Trots detta finns ännu ingen bransch eller marknadsstandard när det kommer till hur modellrisk bör kvantifieras. Syftet med projektet är att hitta och implementera en metod som kan användas för att kvantifiera modellrisk samt utvärdera denna baserat på effektivitet, noggrannhet och generaliserbarhet. I den här uppsatsen har flera olika tillvägagångssätt i litteraturen för att kvantifiera modellrisk utvärderats med slutsatsen att befintliga metoder i allmänhet varken är effektiva, korrekta eller generaliserbara. Däremot, genom att kombinera två av de befintliga metoderna i litteraturen och använda data om motpartsvärderingar kan en annan metod för att kvantifiera modellrisken konstrueras. Denna metod implementeras och backtestas och den visar sig vara noggrann, generaliserbar och effektivare än de alternativa metoderna vilket var vad som eftersöktes. Vidare kan denna metod också tjäna i modellvalidering som ett medel för att bedöma hur väl värderingar från en viss modell överensstämmer med marknadens värderingar samt för att jämföra värderingsmodeller med varandra. En begränsning som kan identifieras för denna metod är att om det finns få motparter till en värderingsmodell, säg 1 eller 2, är metoden som används i denna uppsats inte lämplig för att kvantifiera modellrisk.

There is a desire both from the patient and the society to have efficient tools for differential diagnostics. Mathematical relationships between diseases and observable consequences are defined in the thesis. Specifically artificial neural networks are considered in the modeling of the doctor’s methodology. To suggest further lab tests or symptoms to look for the network is inverted by looking at a minimization problem where the objective function gradient can be analytically calculated. Due to difficulties in obtaining real life medical data a program was constructed to generate artificial patient data sets. These data sets will be used to establish proof of concepts. Some data set quality measures are defined and used to model the network accuracy and training time. It is then estimated that a problem with 4000 diagnoses and 20 000 observable consequences would require 200 000 patients to obtain a classification accuracy of 99% with a training time of 50 hours depending on the computational power. Overall the solution strategy seems promising but studies on real life data is required for definitive answers. / Det finns ett behov från både patienten och samhället att ha effektiva verktyg för differentialdiagnostik. Matematiska förhållanden mellan sjukdomar och ob-serverbara konsekvenser definieras i uppsatsen. Specifikt så används artificiella neuronnät i modelleringen av läkarens metodik. För att föreslå ytterligare labprover eller symptom att leta efter inverteras nätverket genom att studera ett minimeringsproblem där målfunktionens gradient kan beräknas analytiskt. På grund av svårigheter i att erhålla verklig medicinsk data konstruerades ett program för att generera artificiell patientdata. Denna patientdata kommer att användas för att etablera bevis på koncept. Några mått på kvalitén av patientdata definieras och används för att modellera nätverkets noggrannhet och träningstid. Det uppskattas sedan att ett problem med 4000 diagnoser och 20 000 observerbara konsekvenser skulle kräva 200 000 patienter för att uppnå en klassificeringsnoggrannhet på 99%med en träningstid på 50 timmar beroende på beräkningskraften. I helhet verkar lösningsstrategin lovande men studier på verklig data krävs för definitiva svar.

Optimization problems are widespread in everyday life and engineering science. In the engineering optimization domain, the problems are usually modelled with an objective function. To solve these kinds of optimization problems, there are two main classes of optimization algorithms that are used: gradient-based algorithms and gradient-free algorithms. We will focus on gradient-based algorithms where the computation of derivatives is a critical step in the process. In this thesis, we present five different methods for computing the derivatives. These are the finite-differences method (FD), the complex-step method (CS), the automatic-differentiation method (AD), and two analytical methods – the direct and adjoint methods. We demonstrate the procedures involved in these methods in a test case and show their implementation using NASA’s Open source framework for Multidisciplinary Analysis and Optimization (OpenMDAO). Finally, we test and assess their performance in OpenMDAO by modelling a real airfoil problem. / Test och bedömning av derivatberäkningsarkitekturer som använ-der OpenMDAO och dess tillämpning i ett verkligt problem för flygplansoptimering. Optimeringsproblemen är utbredda i vardagsliv och ingenjörsvetenskap. I ingenjörsoptimeringsteknik modelleras problemen vanligtvis med en objektiv funktion. För att lösa dessa slags ingenjörsoptimeringsproblem finns två huvudkategorier av optimeringsalgoritmer: gradientbaserade algoritmer och gradientfria algoritmer. Vi kommer att fokusera på gradientbaserade algoritmer där beräkningen av derivatan är ett kritiskt steg i processen. I denna avhandling presenterar vi fem olika metoder för att beräkna derivatan. Dessa är så kallade Finita differensmetoden (FD), komplexa stegmetoden (CS), den automatiska differentieringsmetoden (AD) och två analytiska metoder - direkt och så kallade adjoint - metoder. Vi demonstrerar hela proceduren med dessa metoder på testfall och visar deras genomförande med hjälp av NASA:s mjukvara Open Source Framework MultiDisciplinary Analy-sis and Optimization (OpenMDAO). Slutligen testar och utvärderar vi deras prestanda i OpenMDAO genom att modellera ett verkligt problem med flygblad.

An online simulated model of the routine at a rehab clinic was produced. Even if the model would be used only for long-term planning some results could still be relevant. It is also useful for simulating the response of the system when testing alternative scenarios. The subject of this thesis cannot be easily modeled or defined as any standard operations research problem. It belongs to the very general category of scheduling. Some subproblems include employee scheduling and a variant of the bin packing decision problem. Related processes and practices are queuing theory, resource allocation, model building and simulation. The main problem was to schedule a number of activities, part of assessments or rehab programs, that were to be allocated resources in the form of personnel and locations. Each of the referrals and patients were to be assigned to assessments or programs belonging to a certain rehab team. A regression model was developed to predict the arrival rate of the referrals to the clinic. The scheduling of programs was solved by the use of metaheuristics. The purpose of the simulation modeling was to study the effect of certain scheduling strategies. The results are open to interpretation since almost all measures have tradeoffs. Only the management could decide what should be put into practice. The special cases investigated in this work could be part of the decision. / En realtidsanpassad simuleringsmodell framställdes, vilken beskriver verksamheten på en rehabiliteringsklinik. Även om modellen enbart skulle avändas för långtidsplanering skulle vissa resultat fortfarande kunna vara relevanta. Den är också användbar för att simulera systemets uppförande när alternativa scenarion testas. Det går inte att beskriva den framtagna matematiska modellen som ett standardproblem inom operationsanalys. Det tillhör den övergripande kategorin schemaläggningsproblem. Delproblem inbegriper tilldelning av anställda och ett beslutsproblem närbesläktat med flera olika packningsproblem. Andra läror och områden som utnyttjats är köteori, resursfördelning, modellbygge och simulering. Kärnproblemet utgjordes av att schemalägga ett antal aktiviteter, som i sin tur tillhörde bedömningsfasen eller ett rehabiliteringsprogram, och som skulle tilldelas resurser i form av anställda och lokaler. Varje remiss och patient går igenom bedömning eller rehabiliteringsprogram tillhörande ett visst rehabiliteringsteam. En regressionsmodell togs fram för att förutse mängden remisser till kliniken en given dag. Vid schemaläggningen av rehabiliteringsprogram användes en metaheuristisk metod. Syftet med simuleringen var att analysera resultaten av olika schemaläggningsstrategier. Resultaten är flertydiga eftersom i princip alla åtgärder leder till både förbättringar och försämringar. Enbart ledningen bestämmer vad som ska tillämpas i praktiken. Specialfallen som behandlas i denna avhandling skulle kunna vara en del av beslutsprocessen.

Engineering products ranging from simple components to complex systems should be designed optimally with high level of reliability. The challenge here is to ensure that manufacturing costs are reduced while achieving requirements for safety and reliability. Simulation based design plays an important role in designing almost any kind of aerospace and consumer products under the competitive conditions. Single discipline simulations used for analysis are coupled together to create complex coupled simulation tools. This investigation focuses on the safety analysis for first order reliability method in a simulation-based design environment. / Tekniska produkter från enkla komponenter till komplexa system bör utformas optimalt med hög tillförlitlighet. Utmaningen här är att säkerställa att tillverkningskostnaderna sänks samtidigt som krav på säkerhet och tillförlitlighet uppnås. Simulationsbaserad design spelar en viktig roll vid utformningen av nästan alla slags flyg och konsumentprodukter under konkurrensförhållandena. Enkla disciplin-simuleringar som används för analys kopplas samman för att skapa komplexa kopplade simuleringsverktyg. Denna undersökning fokuserar på säkerhetsanalysen för första ordningens tillförlitlighet i en simuleringsbaserad designmiljö.

This thesis applies deep neural networks with complex feature inputs in an attempt to predict extreme price movements of up to 20 seconds in the EUR/USD exchange rate. The results show that neural networks do have predictive power in this application, and could potentially be used in con-junction with other models to predict the movements of the FX-market in ahigh-frequencytrading environment. Resultsalsoindicate thatextreme movements commonly happen in clusters, and predicting the initial jump is harder than predicting the succeeding movements. / Denna uppsats applicerar djupa neuronnät med komplexa features för att prediktera extrema prisrörelser på upp till 20 sekunder på valutamarknaden för EUR/USD. Resultaten visar att neuronnät har prediktionsförmåga i denna tillämpning, och att modellen potentiellt kan användas i kombination med andra modeller för att prediktera rörelser på en högfrekvenshandlande valutamarknad. Resultaten visar också att extremrörelser ofta sker i kluster, samt att prediktering är svårare för den initiala rörelsen jämfört med efterföljande.

This report presents the work conducted at Safran Electronics & Defense in the context of my master thesis-internship. Vision-hybridisation with inertial systems has great potential in navigation systems. This master thesis investigates this potential and evaluates it on real data of trajectories for one specific hybridisation: loosely-coupled via an Extended Kalman Filter. The vision hybridisation is developed in order to limit the drift of position of the state-of-the-art GPS-hybridisation when the GPS is not available. This thesis presents hybridisation tests on different trajectories that were either simulated from scratch or reconstructed from real vehicle route (stimulation). Using real data for research work brings technical challenges. Some are presented, as well as the proposed solutions to tackle them. / Denna rapport presenterar det arbete som utförs på Safran Electronics & Defense I samband med mitt masterprojekt-praktik. Visionshybridisering med tröghetssystem har stor potential I navigationssystem. Detta examensarbete undersöker denna potential och utvärderar den på reella uppgifter om banor för en specifik hybridisering: Löst kopplat via ett ”Extended Kalman Filter”. Visionshybridiseringen utvecklas för att begränsa driften av positionen för den senaste GPS-hybridiseringen när GPS inte är tillgänglig. Avhandlingen presenterar hybridiseringstester på olika banor som antingen simulerades från början eller rekonstruerades från reell fordonsledning (stimulering). Att använda verkliga data för forskningsarbete innebär tekniska utmaningar. Vissa presenteras, liksom de föreslagna lösningarna för att hantera dem.

An electric site project is being developed by Volvo Construction Equipment with the goal to transform the quarry and aggregate industry by reducing carbon emissions by up to 95 % and total ownership cost up to 25 %. The goal is achieved by using electrical autonomous vehicles as the work force. In an effort to reduce lead times, from design to reality, the objective of this thesis was to develop a logical architecture of a quarry using the Systems Modelling Language. The logical model contains all the essential elements existent in a quarry and describes core behavior to reflect the requirements needed in an electric site. The value of the logical model lies in its ability to aid the development process, complementing it with an executable simulation further show-cases that value. The simulation was used to analyze the performance of the electrical autonomous transporter HX02 that is instructed by an algorithm for optimal routing and scheduling. The algorithm incorporates traffic to reduce congestion at vertices with high level of activity. Its robustness is evaluated by varying the number of transporters and the weight on the traffic cost in the cost function. It was found that applying the traffic cost helped reduce the congestion significantly and increased production, but at the cost of more battery usage. The effect of incorporating traffic was most noticeable when there were more than 10 transporters operational. But when the weight on the traffic cost was too large, the production declined instead. The observed time complexity of the algorithm was O(n2), which was feasible due to a small input size n. / Ett elektriskt stenbrottsprojekt drivs av Volvo Construction Equip-ment med målet att omvandla hela gruvindustrin. Målet är att minska koldioxidutsläppen med upp till 95% och det totala ägarskapskostnaden upp till 25%. För att uppnå målet ska elektriska autonoma maskiner användas i stenbrotten. I syfte att minska ledtiden från design till verklighet, var målet med denna avhandling att utveckla en logisk arkitektur av stenbrottet med Systems Modelling Language. Den logiska modellen innehöll väsentliga element som återfinns i ett stenbrott och beskriver kärnbeteenden för att återspegla de krav som uppstår i ett elektriskt stenbrott. För att ytterligare påvisa värdet som den logiska modellen besitter och framföra dess betydelse i rollen att stödja utvecklingsprocessen, skapades en exekverbar simulering som ett komplement. Simuleringen användes för att analysera prestandan hos den elektriska autonoma dumpern HX02 som fick instruktioner av en algoritm för optimal ruttplanering. Algoritmen tog hänsyn till trafiken på området för att minska trafik-stockning vid noder med hög aktivitetsnivå. Dess robusthet utvärderades genom att variera på antalet dumprar och vikten på trafikkostnaden i kostnadsfunktionen. Det visade sig att introducera trafik bidrog till avsevärt minskad trafikträngsel och ökade produktionen, men på bekostnaden av en högre batteriåtgång. Trafikkostnadens påverkan var som tydligast när antalet verk-samma dumprar var högre än 10. Men när trafikkostnaden viktades för högt, minskade produktionen istället. Tidskomplexiteten hos algoritmen är O(n2) vilket är acceptabelt då mängden indata n är liten.

Responsible investing consists of buying more sustainable stocks, or green stocks, and selling the controversial ones. As a pension fund, and with the current climate regulations, it is a concern for Första AP-fonden to know if responsible investing is a plus value for financial aspects. Since our commissioner also has interests in factor strategies, rule-based systematic investment strategies, and possesses some, we will study and explain what are factor strategies. Financial benefits from responsible investing could be explained by savings made on carbon taxes, if a company has a strong environmental policy. On the other hand, factor strategies have proven to work well historically, like the Fama-French value strategy which performed more than decently during the 80s, growing up to around 10 times the initial budget. By using an optimization approach, that maximizes ESG and factor scores with equal importance, we observed that half of the factors had lower performance when combined with ESG. Moreover, the factor portfolios lost their initial characteristics after ESG integration. We concluded that quality was the most promising candidate for a potential new systematic strategy. / Hållbart värdeskapande kan definieras som ett sätt att skaffa en mer hållbar portfölj, genom att investera i hållbara företag, som bidrar till att använda naturresurser, humankapital och finansiellt kapital mer ansvarsfullt än andra. Som allmän pensionsfond med de pågående diskussionerna om klimatförändringar gör det intressant att undersöka om integration av ESG-(miljöansvar, socialt ansvarstagande, bolagsstyrning) aspekter i investeringsbesluten kan bidra till att leverera en långsiktigt hög avkastning i linje med Första AP-fondens uppdrag. Dessutom är regelbaserade systematiska strategier (så kallade faktor strategier) av stort intresse för Första AP fonden. Hållbart värdeskapande skulle kunna förbättra dessa strategier genom att tillföra mer robust information än den som vanligtvis finns i de mest bolagens balansräkningar. Därför är det naturligt att undersöka effekterna av integrering av ESG i mest vanliga systematiska aktie strategierna. Genom att lösa ett optimeringsproblem får vi portföljer som maximerar både ESG och traditionella riskfaktorer. Analysen har visat att efter ESG integreringen, förlorade faktorportföljerna delvis sina egenskaper. Det går att konstatera att Quality factor portfölj är den bästa kandidaten för ESG integrering.

I denna studie jämförs ISDA SIMM initiala säkerhetskrav för ej centralt clearade OTC-derivat med en traditionell riskmätningsmetod vid namn value-at-risk. Resultatet antyder att ISDA SIMM för enklare swap-portföljer uppfyller kraven satta i form av att vara mer stabil och transparent än en 10 dagars value-at-risk på en 99%ig konfidensnivå. SIMM-modellen kräver dock att marknadsaktörerna kontinuerligt blir givna kalibreringsparametrarna som återspeglar marknadsförhållanden av ISDA. / In this study the ISDA SIMM and the initial margin requirements for non-centrally cleared over the counter derivatives is investigated and compared with the traditional risk measure value-at-risk. The empirical results suggest that for swap portfolios the ISDA SIMM achieves its set out purpose of being less volatile and more transparent than the 10-day value-at-risk on a 99% confidence level. However, the SIMM framework will re-quire market participants to be continuously updated and provided calibration parameters which reflect current market conditions from ISDA.