Técnicas de Sistemas Automáticos de Soporte Vectorial en la Réplica del Rating Crediticio

Abstract

La correcta qualificació de risc de crèdit d'un emissor és un factor crític en l’economia actual. Aquest és un punt d’acord entre professionals i acadèmics. Actualment, des dels mitjans de comunicació s’han difós sovint notícies d'impacte provocades per agències de ràting. És per aquest motiu que treball d'anàlisi realitzat per experts financers aporta importants recursos a les empreses de consultoria d'inversió i agències qualificadores. Avui en dia, hi ha molts avenços metodològics i tècnics que permeten donar suport a la tasca que fan els professionals de la qualificació de la qualitat de crèdit dels emissors. Tanmateix encara queden molts buits per completar i àrees a desenvolupar per tal què aquesta tasca sigui tan precisa com cal.

D'altra banda, els sistemes d'aprenentatge automàtic basats en funcions nucli, particularment les Support Vector Machines (SVM), han donat bons resultats en problemes de classificació quan les dades no són linealment separables o quan hi ha patrons amb soroll. A més, al usar estructures basades en funcions nucli és possible tractar qualsevol espai de dades, ampliant les possibilitats per trobar relacions entre els patrons, tasca que no resulta fàcil amb tècniques estadístiques convencionals.

L’objectiu d'aquesta tesi és examinar les aportacions que s'han fet en la rèplica de ràting, i alhora, examinar diferents alternatives que permetin millorar l'acompliment de la rèplica amb SVM. Per a això, primer s'ha revisat la literatura financera amb la idea d'obtenir una visió general i panoràmica dels models usats per al mesurament del risc de crèdit. S'han revisat les aproximacions de mesurament de risc de crèdit individuals, utilitzades principalment per a la concessió de crèdits bancaris i per l'avaluació individual d'inversions en títols de renda fixa. També s'han revisat models de carteres d'actius, tant aquells proposats des del món acadèmic com els patrocinats per institucions financeres. A més, s'han revisat les aportacions dutes a terme per avaluar el risc de crèdit usant tècniques estadístiques i sistemes d'aprenentatge automàtic. S'ha fet especial èmfasi en aquest últim conjunt de mètodes d'aprenentatge i en el conjunt de metodologies usades per realitzar adequadament la rèplica de ràting. Per millorar l'acompliment de la rèplica, s'ha triat una tècnica de discretització de les variables sota la suposició que, per emetre l'opinió tècnica del ràting de les companyies, els experts financers en forma intuïtiva avaluen les característiques de les empreses en termes intervalars.

En aquesta tesi, per fer la rèplica de ràting, s'ha fet servir una mostra de dades de companyies de països desenvolupats. S'han usat diferents tipus de SVM per replicar i s'ha exposat la bondat dels resultats d'aquesta rèplica, comparant-la amb altres dues tècniques estadístiques àmpliament usades en la literatura financera. S'ha concentrat l'atenció de la mesura de la bondat de l'ajust dels models en les taxes d'encert i en la forma en què es distribueixen els errors.

D'acord amb els resultats obtinguts es pot sostenir que l'acompliment de les SVM és millor que el de les tècniques estadístiques usades en aquesta tesi, i després de la discretització de les dades d'entrada s'ha mostrat que no es perd informació rellevant en aquest procés. Això contribueix a la idea que els experts financers instintivament realitzen un procés similar de discretització de la informació financera per lliurar la seva opinió creditícia de les companyies qualificades.

La correcta calificación de riesgo crediticio de un emisor es un factor crítico en nuestra actual economía. Profesionales y académicos están de acuerdo en esto, y los medios de comunicación han difundido mediáticamente eventos de impacto provocados por agencias de rating. Por ello, el trabajo de análisis del deudor realizado por expertos financieros conlleva importantes recursos en las empresas de consultoría de inversión y agencias calificadoras. Hoy en día, muchos avances metodológicos y técnicos permiten el apoyo a la labor que hacen los profesionales en de calificación de la calidad crediticia de los emisores. No obstante aún quedan muchos vacíos por completar y áreas que desarrollar para que esta tarea sea todo lo precisa que necesita.

Por otra parte, los sistemas de aprendizaje automático basados en funciones núcleo, particularmente las Support Vector Machines (SVM), han dado buenos resultados en problemas de clasificación cuando los datos no son linealmente separables o cuando hay patrones ruidosos. Además, al usar estructuras basadas en funciones núcleo resulta posible tratar cualquier espacio de datos, expandiendo las posibilidades para encontrar relaciones entre los patrones, tarea que no resulta fácil con técnicas estadísticas convencionales.

El propósito de esta tesis es examinar los aportes que se han hecho en la réplica de rating, y a la vez, examinar diferentes alternativas que permitan mejorar el desempeño de la réplica con SVM. Para ello, primero se ha revisado la literatura financiera con la idea de obtener una visión general y panorámica de los modelos usados para la medición del riesgo crediticio. Se han revisado las aproximaciones de medición de riesgo crediticio individuales, utilizadas principalmente para la concesión de créditos bancarios y para la evaluación individual de inversiones en títulos de renta fija. También se han revisado modelos de carteras de activos, tanto aquellos propuestos desde el mundo académico como los patrocinados por instituciones financieras.

Además, se han revisado los aportes llevados a cabo para evaluar el riesgo crediticio usando técnicas estadísticas y sistemas de aprendizaje automático. Se ha hecho especial énfasis en este último conjunto de métodos de aprendizaje y en el conjunto de metodologías usadas para realizar adecuadamente la réplica de rating. Para mejorar el desempeño de la réplica, se ha elegido una técnica de discretización de las variables bajo la suposición de que, para emitir la opinión técnica del rating de las compañías, los expertos financieros en forma intuitiva evalúan las características de las empresas en términos intervalares.

En esta tesis, para realizar la réplica de rating, se ha usado una muestra de datos de compañías de países desarrollados. Se han usado diferentes tipos de SVM para replicar y se ha expuesto la bondad de los resultados de dicha réplica, comparándola con otras dos técnicas estadísticas ampliamente usadas en la literatura financiera. Se ha concentrado la atención de la medición de la bondad del ajuste de los modelos en las tasas de acierto y en la forma en que se distribuyen los errores.

De acuerdo con los resultados obtenidos se puede sostener que el desempeño de las SVM es mejor que el de las técnicas estadísticas usadas en esta tesis; y luego de la discretización de los datos de entrada se ha mostrado que no se pierde información relevante en dicho proceso. Esto contribuye a la idea de que los expertos financieros instintivamente realizan un proceso similar de discretización de la información financiera para entregar su opinión crediticia de las compañías calificadas.

Proper credit rating of an issuer is a critical factor in our current economy. Professionals and academics agree on this, and the media have spread impact events caused by rating agencies. Therefore, the analysis performed by the debtor's financial experts has significant resources on investment consulting firms and rating agencies. Nowadays, many methodological and technical exist to support the professional qualification of the credit quality of issuers. However there are still many gaps to complete and areas to develop for this task to be as precise as needed.

Moreover, machine learning systems based on core functions, particularly Support Vector Machines (SVM) have been successful in classification problems when the data are not linearly separable or when noisy patterns are used. In addition, by using structures based on kernel functions is possible to treat any data space, expanding the possibilities to find relationships between patterns, a task that is not easy with conventional statistical techniques.

The purpose of this thesis is to examine the contributions made in the replica of rating, and, to look at different alternatives to improve the performance of prediction with SVM. To do this, we first reviewed the financial literature and overview the models used to measure credit risk. We reviewed the approaches of individual credit risk measurement, used principally for the lending bank and the individual assessment of investments in fixed income securities. Models based on portfolio of assets have also been revised, both those proposed from academia such as those used by financial institutions. In addition, we have reviewed the contributions carried out to assess credit risk using statistical techniques and machine learning systems. Particular emphasis has been placed on learning methods methodologies used to perform adequately replicate rating. To improve the performance of replication, a discretization technique has been chosen for the variables under the assumption that, for the opinion of the technical rating companies, financial experts intuitively evaluate the performances of companies in intervalar terms.

In this thesis, for rating replication, we used a data sample of companies in developed countries. Different types of SVM have been used to replicate and discussed the goodness of the results of the replica, compared with two other statistical techniques widely used in the financial literature. Special attention has been given to measure the goodness of fit of the models in terms of rates of success and how they errors are distributed.

According to the results it can be argued that the performance of SVM is better than the statistical techniques used in this thesis. In addition, it has been shown that in the process of discretization of the input data no-relevant information is lost. This contributes to the idea that financial experts instinctively made a similar process of discretization of financial information to deliver their credit opinion of the qualified companies.