Change in web publishing of Aalto publication series for Aalto University Business School from beginning of 2014

Information and pdf-files of Business School publications in the Aalto series are now located in the Aaltodoc publication archive

eDiss - School of Business dissertations

Author:

Koivu, Matti

Title:

A Stochastic Optimization Approach to Financial Decision Making

Series:

Acta Universitatis oeconomicae Helsingiensis. A, ISSN 1237-556X; 234

Series no:

A-234

Year:

2004 Thesis defence date: 2004-05-25

Discipline:

Management Science

Electronic dissertation:

» dissertation in pdf-format

[2838 KB]

Index terms:

Decision making; Econometrics; Ekonometria; Financial markets; Mallit; Models; Päätöksenteko; Rahoitusmarkkinat

Language:

eng

Bibid:

603538

ISBN:

951-791-841-0

Abstract (eng):

Stochastic optimization is an effective tool for analyzing decision problems under uncertainty. In stochastic optimization a decision problem is formulated as an optimization problem, where the objective is to find an optimal decision, while considering all the possible scenarios for the uncertain factors and dependencies between the decision variables through time. In stochastic optimization the decision problem is solved numerically and there are only minor limitations for decision criteria, constraints and distributions of random factors that can be used in the formulations. This thesis consists of an introductory section and four articles. The introduction summarizes the contents and findings of the four articles and provides an introduction to the main issues in stochastic optimization: formulation of the decision problem as a stochastic program, econometric modeling of the stochastic factors and discretization of the problem for numerical solution. The first two articles are related to Asset-Liability Management (ALM) problem of a Finnish pension company. Article 1 develops a stochastic model for assets and liabilities of a pension company. The model is used for producing long term forecasts for asset returns as well as company’s liabilities and cash-flows. The model is utilized in Article 2, where a stochastic optimization model for ALM of a Finnish pension company is developed. The model is used as a decision support tool for finding long-term dynamic investment decisions in an uncertain environment, where the aim is to cover the uncertain future liabilities with dynamic investment strategies. The last two Articles address the problem of discretization of stochastic programs for numerical solution. New scenario generation techniques based on deterministic and randomized integration quadratures, more precisely Quasi Monte Carlo methods, are developed and applied to financial portfolio optimization problems. Conditions that guarantee the convergence of the objectives and solutions of the discretized problems to the original one are derived for both, Quasi-Monte Carlo and Randomized Quasi-Monte Carlo methods.

Thesis defence announcement:

Eläkevakuutusyhtiöiden sijoitusriskit hallintaan

KTM Matti Koivun liikkeenjohdon systeemien alaan kuuluva väitöskirja “A Stochastic Optimization Approach to Financial Decision Making” tarkastetaan Helsingin kauppakorkeakoulussa (HKKK) tiistaina 25.5.2004. Väitöstilaisuus alkaa klo 12 Chydenia-rakennuksen PRICEWATERHOUSE-COOPERS –salissa (Runeberginkatu 22-24). Vastaväittäjänä toimii professori, PhD William T. Ziemba (University of British Columbia) ja kustoksena professori Markku Kallio (HKKK).

Suomalaiset eläkevakuutusyhtiöt hallinnoivat yhteensä kymmenien miljardien eurojen arvoisia sijoitussalkkuja. Niiden tavoitteena on sijoittaa varat siten, että niillä voidaan alentaa tulevien eläkemaksujen nousupainetta vuosikymmenien ajan ennalta tuntemattomissa talouden tilanteissa.

Tarkastettavassa väitöskirjassa on kehitetty stokastisen optimoinnin malli suomalaisten eläkevakuutusyhtiöiden pitkän aikavälin sijoitustoiminnan ja vakavaraisuuden hallintaan. Malli kuvaa tyypillisen eläkevakuutusyhtiön sijoitusomaisuuden ja vastuiden kehittymistä yli vuosikymmenten mittaisen suunnitteluhorisontin, jossa tulevien sijoitustuottojen ja eläkevastuiden epävarmuus nousee merkittävään asemaan.

Suomalaisissa eläkevakuutusyhtiöissä päätöksenteon apuvälineenä yleisimmin käytetyt mallit, kuten Markowitzin portfolio-optimointimalli tai Value At Risk, eivät huomioi lainkaan sijoitusstrategioiden dynamiikkaa tai vakavaraisuusmääräyksiä. Siksi nämä lähestymistavat eivät pitkällä aikavälillä johda tuottavuuden, eivätkä turvallisuuden kannalta parhaaseen lopputulokseen.

Sijoitusprosessin dynamiikan sekä sijoitustuottojen ja eläkevastuiden epävarmuuden vuoksi tuottavan ja turvallisen sijoitusallokaation löytäminen on jo sellaisenaan erittäin vaikea päätösongelma. Eläkevakuutusyhtiöiden kohdalla tehtävää vaikeuttavat lisäksi monitasoiset vakavaraisuusmääräykset, jotka heidän on otettava toiminnassaan huomioon. Tutkimuksessa on onnistuttu kuvaamaan matemaattisesti sijoitusongelman dynamiikkaa, epävarmuutta ja vakavaraisuussäädösten vaikutusta tavalla, jota ei eläkevakuutusyhtiöiden aiemmin käyttämissä menetelmissä ole onnistuttu toteuttamaan. Koska monimutkaista päätösongelmaa ei pystytä analyyttisesti ratkaisemaan, sijoitusongelman epävarmuustekijöiden kehitys kuvataan skenaarioina. Syntyvä stokastisen optimoinnin ongelma ratkaistaan numeerista laskentaa käyttäen.

Väitöksessä kehitetyillä numeerisilla menetelmillä tehtävän ratkaisu ja optimaalinen sijoitusstrategia löydetään nopeammin kuin aikaisemmilla ratkaisumenetelmillä. Uuden lähestymistavan mukaisilla sijoitusstrategioilla pystytään huomattavasti alhaisemmilla riskitasoilla saavuttamaan samat tuotot kuin perinteisillä menetelmillä.

Opponents:

Ziemba, William T.
professor
University of British Columbia, USA

Chairperson:

Kallio, Markku
professor

Aaltodoc:

https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11213

» List all School of Business dissertations | Search dissertations