The need to account for potential losses in rare events is of utmost importance for corporations operating in the financial sector. Common measurements for potential losses are Value at Risk and Expected Shortfall. These are measures of which the computation typically requires immense Monte Carlo simulations. Another measurement is the Advanced Internal Ratings-Based model that estimates the capital requirement but solely accounts for a single risk factor. As an alternative to the commonly used time-consuming credit risk methods and measurements, Michael Pykhtin presents methods to approximate the Value at Risk and Expected Shortfall in his paper Multi-factor adjustment from 2004. The thesis’ main focus is an elucidation and investigation of the approximation methods that Pykhtin presents. Pykhtin’s approximations are thereafter implemented along with the Monte Carlo methods that is used as a benchmark. A recreation of the results Pykhtin presents is completed with satisfactory, strongly matching results, which is a confident verification that the methods have been implemented in correspondence with the article. The methods are also applied on a small and large synthetic Nordea data set to test the methods on alternative data. Due to the size complexity of the large data set, it cannot be computed in its original form. Thus, a clustering algorithm is used to eliminate this limitation while still keeping characteristics of the original data set. Executing the methods on the synthetic Nordea data sets, the Value at Risk and Expected Shortfall results have a larger discrepancy between approximated and Monte Carlo simulated results. The noted differences are probably due to increased borrower exposures, and portfolio structures not being compatible with Pykhtin’s approximation. The purpose of clustering the small data set is to test the effect on the accuracy and understand the clustering algorithm’s impact before implementing it on the large data set. Clustering the small data set caused deviant results compared to the original small data set, which is expected. The clustered large data set’s approximation results had a lower discrepancy to the benchmark Monte Carlo simulated results in comparison to the small data. The increased portfolio size creates a granularity decreasing the outcome’s variance for both the MC methods, and the approximation methods, hence the low discrepancy. Overall, Pykhtin’s approximations’ accuracy and execution time are relatively good for the experiments. It is however very challenging for the approximate methods to handle large portfolios, considering the issues that the portfolio run into at just a couple of thousand borrowers. Lastly, a comparison between the Advanced Internal Ratings-Based model, and modified Value at Risks and Expected Shortfalls are made. Calculating the capital requirement for the Advanced Internal Ratings-Based model, the absence of complex concentration risk consideration is clearly illustrated by the significantly lower results compared to either of the other methods. In addition, an increasing difference can be identified between the capital requirements obtained from Pykhtin’s approximation and the Monte Carlo method. This emphasizes the importance of utilizing complex methods to fully grasp the inherent portfolio risks. / Behovet av att ta hänsyn till potentiella förluster av sällsynta händelser är av yttersta vikt för företag verksamma inom den finansiella sektorn. Vanliga mått på potentiella förluster är Value at Risk och Expected Shortfall. Dessa är mått där beräkningen vanligtvis kräver enorma Monte Carlo-simuleringar. Ett annat mått är Advanced Internal Ratings-Based-modellen som uppskattar ett kapitalkrav, men som enbart tar hänsyn till en riskfaktor. Som ett alternativ till dessa ofta förekommande och tidskrävande kreditriskmetoderna och mätningarna, presenterar Michael Pykhtin metoder för att approximera Value at Risk och Expected Shortfall i sin uppsats Multi-factor adjustment från 2004. Avhandlingens huvudfokus är en undersökning av de approximativa metoder som Pykhtin presenterar. Pykhtins approximationer implementeras och jämförs mot Monte Carlo-metoder, vars resultat används som referensvärden. Ett återskapande av resultaten Pykhtin presenterar i sin artikel har gjorts med tillfredsställande starkt matchande resultat, vilket är en säker verifiering av att metoderna har implementerats i samstämmighet med artikeln. Metoderna tillämpas även på ett litet och ett stor syntetiskt dataset erhållet av Nordea för att testa metoderna på alternativa data. På grund av komplexiteten hos det stora datasetet kan det inte beräknas i sin ursprungliga form. Således används en klustringsalgoritm för att eliminera denna begränsning samtidigt som egenskaperna hos den ursprungliga datamängden fortfarande bibehålls. Vid appliceringen av metoderna på de syntetiska Nordea-dataseten, identifierades en större diskrepans hos Value at Risk och Expected Shortfall-resultaten mellan de approximerade och Monte Carlo-simulerade resultaten. De noterade skillnaderna beror sannolikt på ökade exponeringar hos låntagarna och att portföljstrukturerna inte är förenliga med Pykhtins approximation. Syftet med klustringen av den lilla datasetet är att testa effekten av noggrannheten och förstå klustringsalgoritmens inverkan innan den implementeras på det stora datasetet. Att gruppera det lilla datasetet orsakade avvikande resultat jämfört med det ursprungliga lilla datasetet, vilket är förväntat. De modifierade stora datasetets approximativa resultat hade en lägre avvikelse mot de Monte Carlo simulerade benchmark resultaten i jämförelse med det lilla datasetet. Den ökade portföljstorleken skapar en finkornighet som minskar resultatets varians för både MC-metoderna och approximationerna, därav den låga diskrepansen. Sammantaget är Pykhtins approximationers noggrannhet och utförandetid relativt bra för experimenten. Det är dock väldigt utmanande för de approximativa metoderna att hantera stora portföljer, baserat på de problem som portföljen möter redan vid ett par tusen låntagare. Slutligen görs en jämförelse mellan Advanced Internal Ratings-Based-modellen, och modifierade Value at Risks och Expected shortfalls. När man beräknar kapitalkravet för Advanced Internal Ratings-Based-modellen, illustreras saknaden av komplexa koncentrationsrisköverväganden tydligt av de betydligt lägre resultaten jämfört med någon av de andra metoderna. Dessutom kan en ökad skillnad identifieras mellan kapitalkraven som erhålls från Pykhtins approximation och Monte Carlo-metoden. Detta understryker vikten av att använda komplexa metoder för att fullt ut förstå de inneboende portföljriskerna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-210435 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Zanetti, Michael, Güzel, Philip |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för matematik och matematisk statistik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0021 seconds