企業風險量化分析：以@Risk和DecisionTools為工具（簡體書）

現代企業管理必備技能！
零基礎學會Excel風險建模，精准量化，管理風險。
4個概率賭博遊戲+18個風險實戰模型，
涵蓋企業風險分析的所有關鍵領域。

《企業風險量化分析》通過4個概率賭博遊戲、18個企業風險分析實戰模型，向讀者展示如何在Excel環境下，量化分析企業生產、經營，以及投融資過程中面臨的風險。書中案例經典詳實，從項目成本、收益估計，到生產能力、庫存管理、投標報價分析，以及投資項目成本收益、風險分析，貸款和IPO股價分析，涵蓋了一般企業風險的方方面面。
書中分析方法簡單實用，語言深入淺出，沒有相關數理基礎或編程基礎的讀者也能輕鬆理解，並跟隨書中操作步驟，獨立完成建模分析。
本書不僅適合企業高管、風控部門，以及政府、金融機構的專業人士閱讀，也適用于大學生、MBA學生，以及對企業風險量化分析感興趣的業外人士。

張宏亮

北京大學光華管理學院管理學博士、英國Lancaster大學管理學院管理科學博士，北京夷安君泰管理諮詢有限公司董事長，曾任北京大學工學院特聘研究員、博士生導師。在國內外著名管理雜誌上發表多篇學術論文，是International Journal of Project Management、Project Management Journal、《管理評論》等專業雜誌的審稿專家。發明多項創新風險管理方法和工具，如風險防控地圖軟件RiskMap、風險登記簿軟件RiskRegister、風險量化分析技術RRisk等。

張宏亮曾為眾多企事業單位提供風險管理培訓和諮詢服務，包括：中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司、國家會計學院、北京工業大學、中國人民財險股份有限公司、中國葛洲壩集團海外投資有限公司、廣東省疾病預防控制中心、中國食品藥品檢定研究院等。他曾作為唯一高校專家為國務院國資委風險管理能力提升培訓班做主題講座，得到國務院國資委領導高度讚揚。

本書是目前市場上唯一一本針對企業風險量化分析的圖書。
讀者無需掌握高深的數學、編程知識，也能夠理解本書內容。語言生動活潑，深入淺出，通過4個概率賭博遊戲、18個企業風險分析實戰模型，向讀者展示分析的幾本原理和方法。
內容全面，涵蓋企業風險分析的方方面面，教給讀者如何在Excel環境下，量化分析企業生產、經營，以及投融資過程中面臨的風險。
作者是該領域權威人士，擁有北京大學和英國Lancaster大學管理學、管理科學博士學位，從事風險管理工作多年，具有豐富的理論和實踐經驗。

前言

我是從2000年左右接觸到風險量化建模方法，那時我在北京大學光華管理學院攻讀博士學位，我的導師王其文教授為研究生開設計算機模擬分析課程，主要教授基於Excel建立面向企業生產和項目管理等方面的模擬分析模型方法，其中包括風險量化分析建模方法。在課程中間，王其文教授去加拿大參加學術會議，帶回來Palisade公司的DecisionTools Suite（以下簡稱DecisionTools套件）軟件的試用版光盤，我也是在那時初次學習使用DecisionTools套件進行風險量化分析建模。在2007年，我從英國Lancaster大學回到北京大學，在新建立的工學院工業工程與管理系任教，並嘗試使用DecisionTools套件教授工程經濟分析中的風險分析方法。在隨後的幾年裡，我翻閱了許多風險量化分析方面的文獻，進一步學習掌握風險量化建模分析的方法和技術，整理編制了系列風險量化分析案例，這些分析案例也自然形成了這本書的初稿。

在管理實踐中正確地理解並使用風險量化建模分析方法不是一件容易的事情。一方面，人們習慣於使用確定性思維思考問題並採用“平均數”方式設計生產計劃和項目活動計劃，對使用概率分佈描述風險和不確定性並在此基礎上進行決策往往感到陌生，對如何建立風險分析模型和理解分析結果常常“不知所措”。另一方面，面向企業管理的風險量化分析不同於工程技術類風險量化分析，管理者往往對計算程序和技術不感興趣，他們更關注模型邏輯和分析結果，更習慣于使用Excel建立能夠清晰顯示邏輯關係的計算模型，並在此基礎上進行演算和分析。這些“難點”使得建模分析人員需要深入瞭解Excel建模技術以及在Excel上處理風險影響的方法，同時熟練掌握基於Excel的風險量化分析工具用法，以便有效便捷地展現風險分析結果，並能夠交互分析“輸入變量”與“輸出變量”之間的敏感性關係。

我編寫這本書的目的是希望讀者在本書的引導下能夠有效提高風險量化分析建模的質量和效率，規避建模分析過程中的常見陷阱，並正確應用分析結果於企業管理決策中。具體包括兩個方面的想法：一是介紹建立風險量化模型的方法，幫助讀者將風險量化模型與自身的工作內容相結合，使得讀者能夠正確理解並在實踐中使用風險量化分析結果。二是通過案例介紹基於Excel建立風險量化分析模型的方法技術，詳細介紹整個建模的過程和步驟，幫助讀者熟悉和掌握如何基於Excel分析風險問題以及使用相關函數建立模型。全書共有26章，每章的內容簡單介紹如下。初次接觸風險量化建模分析的讀者可以先瀏覽前三章的內容，並參照章中給出的案例進行練習，掌握基本的建模方法和技巧。其他各章的內容相對獨立，讀者可以依據自己的興趣或工作需要制定閱讀順序。不同章中使用到的軟件會有所不同，我在下面每章內容介紹的末尾給出使用到的DecisionTools套件中的相關軟件。

第1章和第2章介紹了企業風險分析方法、Excel的基本操作方法和常用函數用法，它們是風險量化分析建模的基礎，熟練掌握這些操作方法和常用函數用法能夠有效提高風險量化分析建模的質量和效率。在這一部分僅使用到了Excel。第3章介紹了蒙特卡羅模擬抽樣方法的基本原理，並通過四個案例展示了蒙特卡羅模擬抽樣的隨機性和計算準確性。本章通過案例練習展現：在理論計算不可能或很繁瑣的情況下，只要模型邏輯正確，那麼利用蒙特卡羅模擬抽樣方法就可以得到“足夠正確”的計算結果。本章使用到了@Risk。

第4、5和6章分別介紹了三個概率賭博遊戲策略分析模型。概率賭博遊戲的特點是：從表面上看，每局遊戲的結果具有一定的隨機性，玩家需要靠“運氣”贏得遊戲。然而，通過建立邏輯正確的分析模型，玩家可以模擬分析不同策略下的遊戲結果出概率，從而能夠幫助玩家制定更為合理的遊戲獲勝策略。這三章使用到了@Risk。第7章使用四種不同方法計算“拋擲硬幣出現字面朝上的頻率在0.4到0.6之間的概率不少於90%的次數”：中心極限定理、概率計算、確定性優化和隨機優化。通過使用不同的方法解決同一個問題，可以更好地理解不同分析方法的優缺點和計算效率。本章使用到了@Risk、Evolver和RiskOptimizer（以前這三種軟件分別是單獨的軟件，現在三者均是@Risk工業版軟件中的一部分）。

第8章和第9章分別介紹了項目管理中對成本和工期不確定性的估計方法。其中，第8章介紹了項目成本估計方法，探討了考慮相關性對項目成本估計的影響，並具體介紹了 @Risk中定義變量相關性的方法；第9章介紹了在項目工期計算中考慮不確定性影響的建模方法，模型分析結果展示不考慮不確定性的“確定式”項目總工期計算結果往往過於樂觀。這兩章使用到了@Risk。

第10章介紹了複合隨機過程的建模方法。通過結合使用Excel中的INDEX函數以及 @Risk概率分佈函數，可以有效建立保險賠付損失計算模型。本章同時分析了@Risk的複合隨機過程函數RiskCompound的使用條件和限制。本章介紹的複合隨機過程的建模方法功能上可以替代RiskCompound函數，不受其使用條件和限制的影響，且具有更高的靈活性。本章使用到了@Risk。

第11章介紹了利用試驗信息為決策提供支持和幫助的建模方法。如果試驗成本較高且試驗本身不能帶來完全信息，那麼意味著在花費了昂貴的費用後決策還是受到不確定性的影響。這個時候，決策者需要平衡通過進行試驗獲取信息的成本與試驗帶來的信息價值大小。本章使用到了@Risk。

第12章介紹了投資項目經濟分析建模方法，探討了如何建立經濟分析模型，如何估計淨現值和內部收益率的概率分佈，如何識別風險驅動因素，並比較了風險量化分析下項目淨現值和內部收益率兩種方法的使用特點。本章使用到了@Risk。第13章介紹了投資組合的收益率和方差計算模型以及使用@Risk中的RiskOptimizer功能進行投資組合的優化分析方法。本章使用到了@Risk和RiskOptimizer。第14章介紹了投資項目經濟比較分析方法。在投資金額和目的相同的情況下，投資過程和投資方案的不同會帶來不同的投資效果。通過使用@Risk模擬分析結果中的疊加圖功能，可以有效展現方案間的主要變化特徵和不同之處。本章使用到了@Risk。第15、16和17章介紹了建立決策樹分析模型的方法，其中第15章介紹了洪水疏浚渠道擴建方案決策樹分析模型，第16章探討了依據市場調查結果選擇最佳生產方案的決策樹分析模型，第17章介紹了尋找最優的銀行信貸決策規則的決策樹分析模型。這三章使用到了PrecisionTree和@Risk。

第18章介紹了生產能力計劃分析方法。企業在建立生產能力計劃分析模型時需要充分考慮各種不確定因素帶來的影響，並通過制定合理的標準比較不同方案的優劣性。本章使用了Excel的數據分析功能進行市場份額和市場價格預測，並在此基礎上使用@Risk建立生產能力計劃的分析模型，比較並確定最優的生產能力計劃。本章使用到了@Risk。第19章介紹了在Excel中進行動態情景分析的建模技術。不同於Excel自身攜帶的模擬分析功能，這種情景分析技術具有更高的靈活性。它不需要具有固定的格式，不用手動輸入每個情景下的輸入變量取值，此外它能夠與@Risk相結合進一步提高對隨機模擬模型的
情景分析能力。本章使用到了@Risk。第20章介紹了分析競爭者的投標報價和漲價規律的建模方法，通過案例展示了如何使用@Risk在Excel中建立漲價比例分析模型，並確定在不同的評標規則下的最佳漲價比例。本章使用到了@Risk。

第21章和22章分別介紹了兩種確定合理訂貨量的決策分析模型方法：定期檢查庫存控制方法和臨界點庫存控制方法，通過案例展示了在庫存控制決策中，不同模型方法下管理者如何確定生產或訂購貨物的時間以及數量。這兩章使用到了@Risk。
第23章介紹了製造和銷售靈活性分析建模方法。企業管理者大多希望自身的企業能夠在現有生產能力下具有製造和銷售的靈活性，從而可以既充分利用生產能力又能滿足市場需求。本章通過案例展示了如何使用@Risk在Excel中建立風險量化分析模型，用於分析不同的製造和銷售靈活性在生產能力利用率和市場需求滿足率方面的效率。本章使用到了@Risk。

第24章介紹了整數規劃問題中的指派問題和送貨問題建模分析方法，通過案例展示如何使用Evolver在Excel中求解整數規劃問題。Evolver提供了一種Order算法，可以方便地對指派問題和送貨問題求解，使用起來非常靈活方便，並且沒有其他約束條件要求。本章使用到了Evolver。

第25章介紹了時間序列分析中常用的方法，包括驗證數據的隨機性、計算數據的自相關係數、移動平均法、一般指數平滑法、Holt指數平滑法。本章通過案例展示了StatTools提供的時間序列分析功能的原理，使用Excel函數計算並展示StatTools提供的主要分析功能和基本求解步驟，並利用Evolver對模型進行優化處理，得到時間序列模型最優參數。本章使用到了StatTools和Evolver。

第26章介紹了使用DecisionTools套件中的TopRank建立敏感性分析模型、分析單個量和兩個變量組對輸出變量的敏感性的方法和步驟，通過使用TopRank可以自動化敏感性分析計算過程，有效減少計算工作量，並可以有效識別對決策結果影響較大的決策變量或者決策變量組合。本章使用到了TopRank。

第一部分 入門篇
01 企業風險分析方法概述 / 3
02 操作方法：在Excel下使用@Risk和DecisionTools / 15
03 蒙特卡羅模擬及案例 / 48

第二部分 數理基礎篇
04 數豆子遊戲：概率賭博遊戲一 / 69
05 輪盤賭遊戲策略分析：概率賭博遊戲二 / 76
06 大轉輪遊戲：概率賭博遊戲三 / 88
07 拋硬幣遊戲：四種統計方法的比較 / 98

第三部分 實戰篇
08 項目成本估計：蒙特卡羅模擬建模 / 117
09 項目關鍵路徑估計：不確定性分析建模 / 134
10 保險賠付損失計算：複合隨機過程建模 / 145
11 新藥開發決策：貝葉斯不確定性建模 / 159
12 投資項目的經濟分析：淨現值法和內部收益法 / 169
13 投資組合收益率、風險分析 / 180
14 資本投資項目經濟比較分析 / 198
15 洪水疏浚渠道擴建方案經濟比較：決策樹建模一 / 209
16 選擇最佳生產方案：決策樹建模二 / 235
17 銀行貸款決策：決策樹建模三 / 259
18 生產能力計劃分析：最優產量建模 / 286
19 IPO股票價格情景分析：風險分析建模 / 303
20 投標與報價：最優報價建模 / 310
21 庫存管理策略一：定期檢查庫存控制分析 / 327
22 庫存管理策略二：臨界點庫存控制分析 / 344
23 製造和銷售靈活性分析 / 358
24 順序優化問題分析：線性及非線性規劃問題 / 386
25 時間序列預測：以預測銷售額為例 / 397
26 利潤敏感性分析：以雄鷹航空為例 / 420
參考文獻 / 435

輪盤賭遊戲策略分析 概率賭博遊戲二

輪盤賭遊戲器具包括：輪盤、相等大小具有不同數字和顏色的小槽、可以掉入小槽的 小球、賭桌。小槽上的數字為1到36，以及0和00。標有1到36數字的小槽具有紅和黑兩種 顏色，標有0和00數字的小槽的顏色為綠色或者其他顏色。顏色和數字的組合可以形成多種不同的賭博選項。

賭場交易員負責控制遊戲，包括轉動輪盤和發球。玩家把賭金放在賭 桌上不同的區域（見圖5.1）。賭金放好後，賭場交易員轉動輪盤，並使小球掉入輪盤上 的一個數字小槽內。交易員在賭桌上標出小球落入的小槽位置。把賭金放入正確位置的玩 家按照遊戲規則拿到獲勝金額，沒有放入正確位置的玩家輸掉賭金。

一般來講，輪盤賭的 遊戲規則是“n∶1”方式。也就是說，一旦獲勝，玩家將在最初賭金基礎上獲得額外n倍 的賭金報償。例如，35∶1的獲勝報償意味著：如果賭金為1元錢，玩家獲勝的話將會獲得 36元（35元加上1元）。輪盤賭的賭博選項及報償比例見表5.1。

輪盤賭的遊戲策略有很多，很多玩家認為，採用組合策略或者固定模式策略等進行遊戲，能夠以更大的可能性贏。在組合策略中，玩家可以在每局遊戲中將賭金按照某種比 例投放在不同的區域，以期望獲得更好的回報。玩家也可以按照某種固定的策略模式進行 多局遊戲（假定這種投放賭金策略是“最佳遊戲策略”，會獲得更好的回報），例如“不 輸”策略（即“翻倍賭”策略，規則見下文遊戲策略二）（Seal和Przasnyski，2005）。

然而，所謂的最佳策略確實能夠保證玩家不輸嗎？

下面我們將使用@Risk在Excel中建 立一個模擬模型來分析不同的遊戲策略下的玩家輸贏情況，從而驗證所謂的最佳遊戲策略 的真實性。

案例描述

為了分析方便，我們設計一個簡化的輪盤賭遊戲。遊戲只考慮5種賭博選項：
（1）賭一個數，報償比例為35∶1；
（2）賭偶數，報償比例為1∶1；
（3）賭奇數，報償比例為1∶1；
（4）賭數字1—6，報償比例為5∶1；
（5）賭數字13—24，報償比例為2∶1。

玩家採用兩種遊戲策略：組合策略和固定模式策略。

遊戲策略一為組合策略，規則如下： 每次賭金為15元，賭金在賭博選項上的分佈為：1元錢賭一個數（例如17）、2元錢賭 偶數、3元錢賭奇數、4元錢賭數字1—6、5元錢賭數字13—24。

遊戲策略二為固定模式策略，規則如下： 最初賭金為2元錢，賭偶數。如果贏，繼續賭2元偶數；如果輸，將賭金增加為4元 錢，繼續賭偶數。如果贏，那麼改為2元錢繼續賭偶數；如果輸，賭金變為8元繼續賭偶 數。如果贏，改為2元繼續賭偶數；如果輸，賭金變為16元繼續賭偶數。以此類推，直至遊戲結束。

假設玩家的初始賭金為1 000元，並在240局遊戲後停止賭博。

問題
1.計算採用遊戲策略一時玩家最後的賭金。
2.計算採用遊戲策略二時玩家最後的賭金，並驗證此策略是否能保證“不輸”。

解決方法和步驟（問題1）
下面對問題1“計算採用遊戲策略一時玩家最後的賭金”的解決方法進行分析。 輪盤賭遊戲的模擬分析不是十分複雜。我們可以使用@Risk軟件函數產生隨機數，表 示每局輪盤賭小球落入的小槽位置。根據遊戲規則，計算玩家每局的輸贏回報，以及累積 的輸贏回報情況。圖5.2展示了遊戲策略一下的輪盤賭模擬分析的完整模型，讀者可以按 照以下步驟開發這個模型。

第一步：輸入數據
1. 在單元格E3中輸入“1 000”，表示玩家最初賭金為1 000元。
2. 在單元格E4中輸入“17”，表示玩家選擇的幸運數（即賭一個數字）為17。
3. 在區域E5：E9中分別輸入“1，2，3，4，5”，表示5種賭博選項下的賭金投放數額。
4. 在區域F5：F9中分別輸入“35，1，1，5，2”，表示相對應的賭博選項下獲勝時的 報償比例。
5. 在單元格E10中輸入公式“=SUM(E5:E9)”，表示每局玩家的賭金總額為15。

第二步：期望獲勝收益
1. 在單元格H5中輸入公式“=1/38”，表示幸運數出現的概率。
2. 在單元格H6和H7中分別輸入公式“=18/38”，表示偶數或者奇數出現的概率。
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