JP4989254B2 - 信用リスク計算装置、および、信用リスク計算方法 - Google Patents

信用リスク計算装置、および、信用リスク計算方法 Download PDF

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Description

本発明は、信用リスク計算装置、および、信用リスク計算方法に関する。
銀行などの金融業をはじめ、企業にとって取引先の信用リスクを正確に推定することが重要である。信用リスクは取引先の当期売上高などの財務値から推定する。企業や個人などが債務不履行に陥ることを「デフォルト」とよび、デフォルトとなる確率をデフォルト率という。信用リスクとして、取引先のデフォルト率を用いる場合が多い。特許文献1に記載された発明は、信用リスクを計算する一例である。
特開2004−334737号公報
特許文献1に記載された発明は、デフォルト率を計算するために使用する変数値について、財務値など用意された変数値を全て使用している。しかし、財務値によっては、デフォルト率と相関が低く、計算に使用することでかえってデフォルト率の推定精度が低くなってしまう。換言すると、ノイズとなる財務値の影響で、低信頼のデフォルト率が計算されてしまう。そこで、本発明は、前記した問題を解決し、推定精度の高いデフォルト率を信用リスクの一つとして計算することを主な目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は、取引先の財務値をもとに、取引先のデフォルト率を信用リスクの一つとして計算する信用リスク計算装置であって、
前記財務値を導出式に代入して導出値を計算する導出値計算部と、
前記財務値および前記導出値から選択用フラグ列に基づいて、2項ロジットモデルにおける説明変数値を選択する説明変数選択部と、
選択された過去の前記説明変数値および過去の取引先のデフォルト結果値から、2項ロジットモデルにおける前記説明変数値にかかる前記係数を計算する係数計算部と、
選択された推定時の前記説明変数値および2項ロジットモデルにおける前記説明変数値にかかる係数から、前記デフォルト率を計算するデフォルト率推定部と、
前記デフォルト率推定部により計算された前記デフォルト率および過去の取引先の前記デフォルト結果値を比較することで、前記デフォルト率の精度を評価する推定精度評価部と、
前記説明変数選択部が選択に使用する前記選択用フラグ列の候補を個体とする遺伝的アルゴリズムを実行し、前記推定精度評価部の評価結果をもとに遺伝子を選択することで、前記選択用フラグ列を決定する選択用フラグ列最適化部と、を有することを特徴とする。その他の手段は、後記する。
本発明により、説明変数値の選択を行うことで、推定精度の高いデフォルト率を信用リスクの一つとして計算することが可能となる。
以下に、本発明が適用される信用リスク計算装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態の信用リスク計算装置の構成について、図1および図2を参照して説明する。
図1は、信用リスク計算装置の構成図である。なお、信用リスク計算装置は、演算処理を行う際に用いられる記憶部としてのメモリと、前記演算処理を行う演算処理装置とを少なくとも備えるコンピュータとして構成される。なお、メモリは、RAM(Random Access Memory)などにより構成される。演算処理は、CPU(Central Processing Unit)によって構成される演算処理装置が、メモリ上のプログラムを実行することで、実現される。
信用リスク計算装置は、財務値12、導出値14、導出式16、導出式候補18、選択用フラグ列20、選択用フラグ列候補22、説明変数値24、係数26、デフォルト率28、および、デフォルト結果値30を、それぞれ記憶部に格納する。なお、デフォルト率28は、信用リスクを示す指標であり、デフォルト率28の値が高いほど、信用が低い。以下、各データの詳細について、説明する。
一般化線型モデル(generalized linear model)とは、個体が反応を起こす確率pを、n個の説明変数とその説明変数にかかる係数26とを含む式により定義する回帰モデルである。一般化線型モデルは、例えば、文献「木島正明、小守林克哉著、“信用リスク評価の数理モデル”、朝倉書店」に、詳細が記載されている。
この文献によると、一般化線型モデルの式は、例えば、以下のものが挙げられる。
・線型モデル(linear model)
・2項ロジットモデル(binomial logit model)
・2項プロビットモデル(binomial probit model)
・対数モデル(logarithm model)
一般化線型モデルにおける個体が反応を起こす確率pを、デフォルトが発生するデフォルト率pの推定に活用する。以下、一般化線型モデルの一例として、以下の(式1)に示すロジットモデルをもとに説明する。なお、(式1)において、x,…,xは説明変数値24であり、b,…,bは説明変数値24の係数26である。説明変数値24は、財務値12または導出値14である。
Figure 0004989254
Figure 0004989254
表1は、取引先ごとのデフォルト結果値30を示す表である。例えば、デフォルトが発生していない「○○商事」には正常を示す値「0」が、デフォルトが発生してしまった「××商事」にはデフォルトを示す値「1」が、それぞれ設定されている。このデータは、ユーザにより入力される。表1は、2004年までのデフォルト結果値30を示している。
Figure 0004989254
表2は、取引先ごとの財務値12を示す表であり、デフォルト結果値30が確定した過去のデータを示している。まず、財務値12とは、取引先に関する財務データであり、例えば、流動資産額、当期売上高などが挙げられる。この財務値12は、例えば、公開された有価証券報告書、貸借対照表、損益計算書、キャッシュフロー計算書から入手できる。このデータは、ユーザにより入力される。
Figure 0004989254
表3は、取引先ごとの財務値12を示す表であり、デフォルト結果値30が未確定である推定時のデータを示している。表2との違いは、既にデフォルトが発生してしまった「××商事」、「××製作所」のレコードが存在しないことである。また、表2と表3との共通点は、データの個数Nであり、例えば、10年分の財務データをもとに作成される。例えば、表2は1995年から2004年までの10年分のデータであり、表3は、1996年から2005年までの10年分のデータである。このデータは、ユーザにより入力される。
Figure 0004989254
表4は、導出式16を示す。導出式16は、複数の財務値12を代入することにより、導出値14を計算するための式である。例えば、導出式「1」は、財務値「1」(表2における1995年の流動負債、表3における1996年の流動負債)と財務値「2」(表2における1995年の流動資産、表3における1996年の流動資産)との和を、財務値「3」(表2における1995年の当期売上、表3における1996年の当期売上)で除算する旨を示している。
Figure 0004989254
表5は、導出値14を示す。導出値14は、複数の財務値12を導出式16によって演算することにより得られた計算結果である。例えば、取引先「○○商事」の導出値「1」は、導出式「1」を用いた計算結果である。
Figure 0004989254
表6は、K個の導出式候補18を示す表である。1行が1つの候補である。各導出式候補18はそれぞれM個の導出式16を持つ。なお、K個の導出式候補18それぞれについて、後記する推定精度の評価が計算される。この計算結果により、最も高評価となる1つの導出式候補18が選択される。
1つの導出式16は、7つの導出式要素で表される。導出式要素は、H(1,2,3,4のいずれかの値であり、導出式種別を示す)、X1〜X4(財務値12の項目番号)、および、P1〜P2(加減算符号)である。定数K(導出式候補18の個数)、および、定数M(導出式候補18ごとの導出式16の個数)は、あらかじめユーザが設定する。また、導出式候補18の初期化とは、全ての導出式要素について、取りうる値の範囲内でランダムな値を設定することである。
Figure 0004989254
表7は、導出式種別と、導出式16との対応表である。例えば、表6の候補番号「1」の導出式「1」は、導出式要素「H=2、X1=1、X2=2、X3=3、X4=5、P1=+、P2=+」である。H=2なので、表7を参照することにより、導出式「(X1 P1 X2)÷X3」となる。この導出式16に導出式要素を代入すると、「([1]+[2])÷[3]」となる。各財務値12について、[1]は流動負債、[2]は流動資産、[3]は当期売上なので、表6の候補番号「1」の導出式「1」は、「(流動負債+流動資産)÷当期売上」となる。
このように、本実施形態は、4つ以下の財務値12を使った比率(商)をもとに、導出値14を計算する。この導出式16は単純であるが、信用リスクの計算には必要十分な導出式16を作成できる。
また、導出式種別により選択される導出式16のテンプレートは、どれも1回の除算、および、2回以下の加減算で構成されている簡単な式である。このテンプレートは、専門家やコンサルタントの経験や試行錯誤によって決定される導出式16をもとに作成されている。よって、冗長性のある計算をするような非効率な式とはならず、人間が直感的に理解できる導出式16が作成できる。
また、導出式16は、経済状況の変化などにより変更を頻繁に行う必要がある。専門家やコンサルタントなどの人手で導出式16を変更することに比べ、計算機によって容易に導出式16を変更することができる。
なお、説明変数値24となりうる財務値12と導出値14をあわせると、推定に用いる説明変数値24の数は非常に多くなる。よって、説明変数値24を全て用いるのではなく、説明変数値24を選択して用いるほうが、デフォルト率の推定精度を低めるためにノイズとなる説明変数値24が計算に使用されないため、推定精度が高まる。
Figure 0004989254
表8は、各説明変数値24について選択または未選択を示す選択用フラグ列20を示す表である。値「1」が選択を、値「0」が未選択をそれぞれ示す。この場合、財務値12の項目番号「1,3」および導出値14の項目番号「1,2」が選択されている。そして、N個の財務値12とM個の導出値14とから選択された値が説明変数値24としてデフォルト率28の計算に使用される。
Figure 0004989254
表9は、J個の選択用フラグ列候補22を示す表である。1行が1つの候補である。なお、J個の選択用フラグ列候補22それぞれについて、後記する推定精度の評価が計算される。この計算結果により、最も高評価となる1つの選択用フラグ列候補22が表8の選択用フラグ列20として選択される。選択用フラグ列候補22の初期化とは、全ての説明変数値24の選択「1」または未選択「0」をランダムに設定することである。
Figure 0004989254
表10は、表8の選択用フラグ列20によって説明変数値24が選択された取引先ごとの説明変数値24である、財務値12は表2から、導出値14は表5から、それぞれ選択されている。
Figure 0004989254
表11は、係数26を示す表である。係数26は、デフォルトしたか否かが既に確定された過去の情報(過去の説明変数値24、過去のデフォルト結果値30)をもとに、計算される。この計算は、例えば最小2乗法や、最尤推定法により行われる。
なお、最小2乗法よりも、最尤推定法を用いるほうが望ましい。最小2乗法では、2項ロジットモデルを用いる場合などに、デフォルト率28が0や1に近い場合には、大きな誤差が発生することが知られているからである。最尤推定法は、例えば文献「「信用リスク評価の数理モデル」木島正明、小守林克哉著、朝倉書店」などに記載されているように大きな誤差を発生しない。
Figure 0004989254
表12は、取引先ごとのデフォルト率28の計算結果を示す表である。デフォルト率28は、推定時の説明変数値24(表10参照)および計算した係数26(表11参照)をもとに、(式1)に示すロジットモデルによって計算される被説明変数の値である。
なお、計算されたデフォルト率28は、推定時のデフォルト結果値30が存在するときには、互いに比較することにより、その推定精度の評価が行われる。例えば、デフォルト率28が0(デフォルトが発生しない)であるにもかかわらず、デフォルト結果値30が1のとき(デフォルトが発生した)には、推定精度が低評価となる。
図1は、信用リスク計算装置を導出式16、選択用フラグ列20、および、係数26の計算に活用する際に動作する処理部を記載する構成図である。入力されるデータは、表2に示す財務値12、および、デフォルト結果値30である。これらのデータは現在の経済状況に適した信用リスク計算を実現するために、直近の過去のデータを用いる。
導出式最適化部32は、遺伝的アルゴリズム(GA:Genetic Algorithm)または遺伝的プログラミング(GP:Genetic Programming)により、導出式候補18の評価と更新を所定回数T回(ユーザが指定)繰り返し、最も評価の高い導出式候補18を、導出式16として出力する。導出値計算部36は、導出式16に財務値12を代入することで、導出値14を計算する。
選択用フラグ列最適化部34は、導出値計算部36が計算した導出値14を採用したときに、遺伝的アルゴリズム(GA:Genetic Algorithm)または遺伝的プログラミング(GP:Genetic Programming)により、導出式候補18の評価と更新を所定回数S回(ユーザが指定)繰り返し、最も評価の高い選択用フラグ列候補22を、選択用フラグ列20として出力する。説明変数選択部38は、選択用フラグ列20をもとに、財務値12および導出値14から説明変数値24を選択する。
係数計算部40は、選択された説明変数値24、および、デフォルト結果値30から、係数26を計算する。デフォルト率推定部42は、説明変数値24、および、係数26からデフォルト率28を計算する。推定精度評価部44は、デフォルト結果値30およびデフォルト率28から、推定精度を評価する。
図2は、信用リスク計算装置をデフォルト率28の計算に活用する際に動作する処理部を記載する構成図である。入力されるデータは、表3に示す財務値12である。
導出値計算部36は、導出式16に財務値12を代入することで、導出値14を計算する。説明変数選択部38は、選択用フラグ列20をもとに、財務値12および導出値14から説明変数値24を選択する。係数計算部40は、選択された説明変数値24、および、デフォルト結果値30から、係数26を計算する。デフォルト率推定部42は、説明変数値24、および、係数26からデフォルト率28を計算する。
図3は、導出値14の最適化処理を示すフローチャートである。導出式候補18の初期化する(S101)。ループ変数tを1からTまで1つずつ増やす(S102)。サブルーチン「導出式候補18の評価」を呼び出す(S103)。サブルーチン「導出式候補18の更新」を呼び出す(S104)。評価の値が最大となる導出式候補18を、導出式16に設定する(S105)。
図4は、導出式候補18の評価を示すフローチャートである。このフローチャートは、図3のS103の詳細を示す。ループ変数iを1からKまで1つずつ増やす(S201)。導出式候補18の候補iの情報を、導出式16に設定する(S202)。財務値12を導出式候補iの導出式16に代入し、導出値14を計算する(S203)。計算された導出値14を用いた場合について、サブルーチン「選択用フラグ列20の最適化処理」を呼び出す(S204)。選択用フラグ列候補22で最大の評価の値を、導出式候補18の候補iの評価の欄に設定する(S205)。
図5は、導出式候補18の更新を示すフローチャートである。このフローチャートは、図3のS104の詳細を示す。導出式候補18の本体からコピーを一時的に作成する(S301)。導出式候補18の本体を全て初期化する(S302)。
ループ変数iを1からKまで1つずつ増やす(S303)。導出式候補18の本体の候補iを子と呼ぶ(S304)。導出式候補18のコピーから、ランダムに二つの候補を選択し、評価の値の大きい候補を第1親とする。(S305)。導出式候補18のコピーから、ランダムに二つの候補を選択し、評価の値の大きい候補を第2親とする。(S306)。
ここで、乱数を発生させて、その乱数が所定値以上なら「交叉」(S308)、所定値未満なら「突然変異」(S309)を行うように、遺伝操作を選択する(S307)。まず、交叉では、各データ要素(7×M個)について、確率1/2ずつで、第1親または第2親から子にコピーする。一方、突然変異では、第1親のデータを全て子にコピーした後、各データ要素(7×M個)について、所定確率で値をランダムに設定する。
図6は、選択用フラグ列20の最適化処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、図4のS204の詳細を示す。選択用フラグ列候補22の初期化する(S401)。ループ変数tを1からSまで1つずつ増やす(S402)。サブルーチン「選択用フラグ列候補22の評価」を呼び出す(S403)。サブルーチン「選択用フラグ列候補22の更新」を呼び出す(S404)。評価の値が最大となる選択用フラグ列候補22を、選択用フラグ列20に設定する(S405)。
図7は、選択用フラグ列候補22の評価を示すフローチャートである。このフローチャートは、図6のS403の詳細を示す。ループ変数iを1からJまで1つずつ増やす(S501)。選択用フラグ列候補22の候補iの情報を、選択用フラグ列20に設定する(S502)。
選択用フラグ列20により選択された説明変数値24およびデフォルト結果値30をもとに、係数26を計算する(S503)。係数26の計算処理の詳細を説明する。まず、選択された説明変数値24のj番目の取引先のi番目のデータをxijとし、j番目の取引先のデフォルト結果値30をdとする。次に、係数b,…,bをランダムな値に初期化する。そして、(式2)に示す対数尤度関数を最大化するように、ニュートンラプソン法により、係数b,…,bを計算する。なお、(式2)におけるpは、(式3)で示される。
Figure 0004989254
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説明変数値24、および、計算された係数26から、デフォルト率28を計算する(S504)。デフォルト率28の計算処理の詳細を説明する。まず、選択された説明変数値24のj番目の取引先のi番目のデータをxijとし、j番目の取引先のデフォルト結果値30をdとする。次に、係数b,…,bを読み込み、項目iの係数26をbとする。そして、変数jを1から取引先数まで1ずつ増やしながら、j番目の取引先のデフォルト率28を、(式3)で示されるpとして計算する。
計算されたデフォルト率28、および、デフォルト結果値30から、推定精度を評価する(S505)。デフォルト率28の精度評価処理の詳細を説明する。まず、選択された説明変数値24のj番目の取引先のi番目のデータをxijとし、j番目の取引先のデフォルト結果値30をdとする。次に、係数b,…,bを読み込み、項目iの係数26をbとする。そして、(式2)に示す評価値を計算する。なお、(式2)におけるpは、(式3)で示される。
推定精度の評価値を、選択用フラグ列候補22の候補iの評価の欄に設定する(S506)。
図8は、選択用フラグ列候補22の更新を示すフローチャートである。このフローチャートは、図6のS404の詳細を示す。このフローチャートでは、本体の一時的なコピーを作成し、このコピーを親の集団とし、本体を空白で初期化してから、これを子の集団とし、親から子を作成し、子が全て完成したら、親は破棄する処理を行う。以下、処理の詳細を説明する。選択用フラグ列候補22の本体からコピーを一時的に作成する(S601)。選択用フラグ列候補22の本体を全て空白で初期化する(S602)。
ループ変数iを1からJまで1つずつ増やす(S603)。選択用フラグ列候補22の本体の候補iを子と呼ぶ(S604)。選択用フラグ列候補22のコピーから、ランダムに二つの候補を選択し、評価の値の大きい候補を第1親とする。(S605)。選択用フラグ列候補22のコピーから、ランダムに二つの候補を選択し、評価の値の大きい候補を第2親とする。(S606)。
ここで、乱数を発生させて、その乱数が所定値以上なら「交叉」(S608)、所定値未満なら「突然変異」(S609)を行うように、遺伝操作を選択する(S607)。まず、交叉では、各データ要素(N+M個)について、確率1/2ずつで、第1親または第2親から子にコピーする。一方、突然変異では、第1親のデータを全て子にコピーした後、各データ要素(N+M個)について、所定確率で値をランダムに設定する。
以上説明した本実施形態によれば、遺伝的アルゴリズムにより、導出式16および選択用フラグ列20を適宜より適したものにする。これにより、経済状況の変化に即した高精度なデフォルト率を計算することができる。
本発明の一実施形態に関する信用リスク計算装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する信用リスク計算装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する導出値の最適化処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する導出式候補の評価を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する導出式候補の更新を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する選択用フラグ列の最適化処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する選択用フラグ列候補の評価を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する選択用フラグ列候補の更新を示すフローチャートである。
符号の説明
12 財務値
14 導出値
16 導出式
18 導出式候補
20 選択用フラグ列
22 選択用フラグ列候補
24 説明変数値
26 係数
28 デフォルト率
30 デフォルト結果値
32 導出式最適化部
34 選択用フラグ列最適化部
36 導出値計算部
38 説明変数選択部
40 係数計算部
42 デフォルト率推定部
44 推定精度評価部

Claims (5)

  1. 取引先の財務値をもとに、取引先のデフォルト率を信用リスクの一つとして計算する信用リスク計算装置であって、
    前記財務値を導出式に代入して導出値を計算する導出値計算部と、
    前記財務値および前記導出値から選択用フラグ列に基づいて、2項ロジットモデルにおける説明変数値を選択する説明変数選択部と、
    選択された過去の前記説明変数値および過去の取引先のデフォルト結果値から、2項ロジットモデルにおける前記説明変数値にかかる前記係数を計算する係数計算部と、
    選択された推定時の前記説明変数値および2項ロジットモデルにおける前記説明変数値にかかる係数から、前記デフォルト率を計算するデフォルト率推定部と、
    前記デフォルト率推定部により計算された前記デフォルト率および過去の取引先の前記デフォルト結果値を比較することで、前記デフォルト率の精度を評価する推定精度評価部と、
    前記説明変数選択部が選択に使用する前記選択用フラグ列の候補を個体とする遺伝的アルゴリズムを実行し、前記推定精度評価部の評価結果をもとに遺伝子を選択することで、前記選択用フラグ列を決定する選択用フラグ列最適化部と、を有することを特徴とする
    信用リスク計算装置。
  2. 前記導出値計算部が計算に使用する前記導出式の候補を個体とする遺伝的アルゴリズムを実行し、前記推定精度評価部の評価結果をもとに遺伝子を選択することで、前記導出式を決定する導出式最適化部をさらに有し、
    前記個体は、4つ以下の前記財務値、1回の除算、および、2回以下の加減算をもとに構成された前記導出式のテンプレートに沿って作成されることを特徴とする
    請求項1に記載の信用リスク計算装置。
  3. 前記係数計算部は、最尤推定法により前記係数を計算することを特徴とする
    請求項1または請求項2に記載の信用リスク計算装置。
  4. 取引先の財務値をもとに、取引先のデフォルト率を信用リスクの一つとして計算するコンピュータを用いる信用リスク計算方法であって、
    前記コンピュータが、
    財務値を導出式に代入して導出値を計算する手順と、
    財務値および導出値から選択用フラグ列に基づいて、2項ロジットモデルにおける説明変数値を選択する手順と、
    選択された過去の前記説明変数値および過去の取引先のデフォルト結果値から、2項ロジットモデルにおける前記説明変数値にかかる前記係数を計算する手順と、
    選択された推定時の前記説明変数値および2項ロジットモデルにおける前記説明変数値にかかる係数から、前記デフォルト率を計算する手順と、
    前記計算された前記デフォルト率および過去の取引先の前記デフォルト結果値を比較することで、前記デフォルト率の精度を評価する手順と、
    前記説明変数値を選択する手順に使用される前記選択用フラグ列の候補を個体とする遺伝的アルゴリズムを実行し、前記デフォルト率の精度の評価結果をもとに遺伝子を選択することで、前記選択用フラグ列を決定する手順と、を実行することを特徴とする
    信用リスク計算方法。
  5. 前記コンピュータが、前記導出値の計算に使用される前記導出式の候補を個体とする遺伝的アルゴリズムを実行し、前記デフォルト率の精度の評価結果をもとに遺伝子を選択することで、前記導出式を決定する手順をさらに追加し、
    前記個体は、4つ以下の前記財務値、1回の除算、および、2回以下の加減算をもとに構成された前記導出式のテンプレートに沿って作成されることを特徴とする
    請求項4に記載の信用リスク計算方法。
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