Finance naar een hoger plan dankzij ingenieurs
Sinds de kredietcrisis zijn banken en verzekeraars een stuk voorzichtiger geworden. Dit is te zien aan de financiële modellen die gebruikt worden: ze worden steeds ingenieuzer en complexer, mede door nieuwe inzichten en strengere regelgeving. Risico’s van producten worden beter ingeschat, geavanceerdere beleggings-strategieën worden geïmplementeerd en meer aspecten worden meegenomen om de financiële markt realistischer in te schatten. De tendens is dat steeds vaker en meer hooggeschoolde ingenieurs ingehuurd worden om te ondersteunen bij deze complexe materie. Deze technische experts bewijzen hun waarde in de finance. In deze blog gaan we hier verder op in aan de hand van enkele relevante finance-projecten die zijn uitgevoerd bij VORtech.
Slim optimaliseren van bedrijfsinvesteringen
Eén van de complexe vraagstukken waar VORtech zich mee heeft beziggehouden is het identificeren van de beste investeringen die een bedrijf kan doen in haar bedrijfsmiddelen. Onze klant gebruikt hiervoor een risico-gebaseerde investerings-strategie. Samen met een Amerikaanse ICT-partner is dit geïmplementeerd in een softwaretool. In de strategie worden de investeringsplannen gewogen op basis van hun impact op het wegnemen van bedrijfsrisico’s, performance en kosten. Dit gaat vrij goed voor één jaar, maar een meerjarige analyse uitvoeren blijkt in de praktijk erg lastig te zijn.
VORtech heeft de klant geholpen om dit probleem op te lossen. Het financiële probleem werd benaderd als een wiskundig optimalisatieprobleem. Hierbij worden de waarden van variabelen berekend die een zogenaamde doelfunctie optimaliseren met één of meerdere criteria.
De wiskundige truc die we hebben bedacht is om de variabelen in meerdere dimensies op te schrijven, waarbij elke dimensie een investeringsjaar voorstelt. Na het verwerken van deze truc in het wiskundige probleem, hebben we aandacht besteed aan het vinden van een goede en snelle oplosmethode. We hebben met verschillende testcases aangetoond dat de oplossing snel en adequaat is.
De klant was hiermee erg geholpen: het optimalisatieproces van het investeren over meerdere jaren kon hiermee veel beter worden vormgegeven. Innovatieve wiskunde gaf de doorslaggevende factor. Onze geavanceerde implementatie zit nu ook als module in een groot softwarepakket van de Amerikaanse ICT-partner. Tezamen met de klant en deze softwarepartner hebben we ook het artikel “Strength in numbers” gepubliceerd in het tijdschrift Assets.
Implementeren van automatische trading strategieën
Vrij recent hebben we voor een andere klant aandelenportfolio’s geoptimaliseerd. Als basis daarvoor zijn we uitgegaan van gegevens uit de Bloomberg-database die we geautomatiseerd ophalen in MATLAB. Daarna hebben we voor de klant vanaf scratch een wiskundig model geïmplementeerd en getest. Hiermee is aangetoond dat nagenoeg automatisch gehandeld kan worden op de aandelenmarkt.
Erwin Mulder, scientific software engineer bij VORtech, zegt hierover: “Het was voor mij een mooie exercitie om bestaande ideeën uit te werken. MATLAB is voor deze toepassing een natuurlijke keuze. In het project hebben we met de klant meegedacht om het probleem verder uit te werken en te specificeren. Tegelijkertijd hebben we de MATLAB-code vanaf scratch opgebouwd. Het geeft veel voldoening om te zien dat het programma ook daadwerkelijk functioneert in de trading-praktijk. “
Snel waarderen van verzekeringen
Voor een klant in de verzekeringswereld hebben we ons beziggehouden met het proces van waarderen van complexe verzekeringsproducten. Bij elke waardering voert de klant een reeks cashflow-berekeningen uit. Hierbij worden verschillende marktparameters gevarieerd en verschillende scenario’s doorgerekend. Het uiteindelijke probleem is hoogdimensionaal. Daardoor heeft de oorspronkelijke softwaretool teveel rekentijd nodig om de uitkomsten te berekenen.
VORtech heeft de klant geholpen door de software te versnellen met behulp van high-performance computing (HPC). De code werd geparallelliseerd, waarbij de flexibiliteit en transparantie van de code behouden bleven.
Twee varianten werden uitgewerkt. In de eerste variant werden meerdere videokaarten, oftewel GPU’s, aan elkaar geknoopt. Daarvoor is de programmeertaal OpenCL gebruikt. In de tweede variant werden meerdere computers aan elkaar geknoopt. Deze parallellisatie is uitgevoerd op basis van de zogeheten Windows HPC Server.
Het verschil tussen de twee varianten is zowel de hardware (videokaarten versus computers) als de programmeertaal (OpenCL versus VBA). De eerste variant is aanzienlijk efficiënter, maar een stuk minder transparant is omdat veel berekeningen onder de motorkap van de videokaart uitgevoerd worden. Dit terwijl de tweede variant als grote voordeel heeft dat het geheel transparant is en overeenkomstig is met de originele code.
Met behulp van HPC is de klant in staat om versneld de vereiste berekeningen uit te voeren en hiermee hun producten beter te kunnen waarderen. Dit werk, HPC for valuation of complex insurance guarantees, werd ook gepresenteerd tijdens een TopQuants-evenement. Tevens is er ook een artikel hierover verschenen in de TopQuants-nieuwsbrief.
Jok Tang, mathematische consultant en tevens trekker van de finance-unit bij VORtech, zegt hierover: “We zien steeds meer in finance dat er grotere en complexere scenario- en gevoeligheidsanalyses uitgevoerd moeten worden. Aan de ene kant wordt dit geëist door toezichthouders en aan de andere kant wil het bedrijf de risico’s nog beter inschatten om kosten te besparen. Om de rekentijden beperkt te houden is het gebruik van HPC essentieel. En dat is exact waar de kracht van VORtech zit: wij worden enthousiast van het parallelliseren van een stuk complexe programmeer-code. Vooral als we hiermee de klant vooruit kunnen helpen in hun risicomanagement”.
De volgende stappen
Meer aansprekende finance-cases worden in een volgende blog besproken die komende maand zal verschijnen.
De toekomst voor technische experts in de finance ziet er rooskleurig uit. Niet alleen blijven ze meerwaarde leveren op het gebied van wiskundig modelleren en scientific programming, maar ook in de opkomende data-science markt (big data, data analytics, artificial intelligence en machine learning). Finance is een intrigerende markt waar ook de komende jaren de technische ingenieurs nog veel lol en uitdaging zullen vinden.