Сравнительный анализ точности методов машинного обучения при прогнозировании кредитных рейтингов машиностроительных компаний

Обложка

Полный текст

Аннотация

Целью данного исследования является сравнение предсказательной способности различных моделей машинного обучения для воспроизведения кредитных рейтингов Moody’s, присвоенных машиностроительным компаниям. Исследование закрывает целый ряд пробелов в знаниях, обнаруженных в литературе и связанных с выбором объясняющих переменных и формированием выборки данных для моделирования. Решаемая задача является актуальной. Наблюдается растущая потребность в высокоточных, но недорогих моделях воспроизведения кредитных рейтингов машиностроительных компаний (внутренних кредитных рейтингов). Это связано с постоянным ростом кредитных рисков компаний в отрасли, а также с ограниченным количеством присвоенных публичных рейтингов от международных рейтинговых агентств из-за высокой стоимости рейтингования. В статье сравнивается предсказательная сила трех моделей машинного обучения: упорядоченной логистической регрессии, случайного леса и градиентного бустинга. Выборка компаний включает 109 предприятий машиностроительной отрасли из 18 стран за период с 2005 по 2016 год. В качестве объясняющих переменных используются финансовые показатели компаний, соответствующие отраслевой методологии Moody’s, и макроэкономические показатели стран базирования компаний. Результаты показали, что наибольшей предсказательной способностью обладают модели искусственного интеллекта. Модель случайного леса продемонстрировала точность предсказания 50%, модель градиентного бустинга – 47%. Их предсказательная способность практически в два раза превосходит точность упорядоченной логистической регрессии (25%). Помимо этого, в статье протестированы два различных способа формирования выборки: случайно и с учетом фактора времени. Результат показал, что применение случайной выборки увеличивает предсказательную силу моделей. Включение в модель макроэкономических переменных не улучшает их предсказательную силу. Объяснение заключаться в том, что рейтинговые агентства для обеспечения стабильности рейтинговых оценок следуют подходу «через цикл». Результаты исследования могут быть полезны для исследователей, занятых оценкой точности эмпирических методов моделирования кредитных рейтингов, а также практиков в банковской отрасли, непосредственно использующих такие модели для оценки кредитоспособности машиностроительных компаний.

Об авторах

S. Grishunin

Автор, ответственный за переписку.
Email: sergei.v.grishunin@gmail.com

A. Egorova

Email: alxegorova@gmail.com

Список литературы

  1. Liao Y., Loures, E., Deschamps, F., Ramos, L.F. Past, Present and Future of Industry 4.0 – a Systematic Literature Review and Research Agenda Proposal. International Journal of Production Research. 2017; 55 (12) DOI: https://doi.org/10.1080/00207543.2017.1308576
  2. Karminsky A.M., Peresetsky A.A. Rejtingi kak mera finansovyh riskov. Evolyuciya, naznachenie, primenenie. Zhurnal Novoj ekonomicheskoj associacii. 2009; 1-2
  3. Karminsky A.M., Polozov A.A. Enciklopediya rejtingov: ekonomika, obshchestvo, sport. Forum; 2016.
  4. Langohr H., Langohr P. The Rating Agencies and their Credit Ratings: What They Are, How They Work and Why They Are Relevant, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey; 2008.
  5. Karminsky, A.M. Peresetsky A.A. Modeli rejtingov mezhdunarodnyh agentstv. Prikladnaya ekonometrika. 2007; 1(5)
  6. Karminsky, A. M. Kreditnye rejtingi i ih modelirovanie. Izd. dom Vysshej shkoly ekonomiki; 2015
  7. Beaver, W. Financial Ratios as Predictors of Failure. Journal of Accounting Research. 1966; 4 DOI: https://doi.org/10.2307/2490171
  8. Altman E.I. Financial ratios, discriminant analysis and the prediction of corporate bankruptcy. Journal of Finance. 1968; 23 DOI: https://doi.org/10.2307/2978933
  9. Martin, D. Early Warning of Bank Failure: A Logit Regression Approach. Journal of Banking and Finance. 1977; 1, 249-276 DOI: https://doi.org/10.1016/0378-4266(77)90022-X
  10. Ohlson, J. A. Financial Ratios and Probabilistic Prediction of Bankruptcy. Journal of Accounting Research. 1980; 18, 109-131 DOI: https://doi.org/10.2307/2490395
  11. Ederington, L. Classification models and bond ratings. The financial review. 1985; 20 DOI: https://doi.org/10.1111/j.1540-6288.1985.tb00306.x
  12. Blume, M., Lim F., MacKinlay A. C. Thee declining quality of US corporate debt: Myth or reality? Journal of Finance. 1998; 53 DOI: https://doi.org/10.1111/0022-1082.00057
  13. Amato, J., Furfine C. Are credit ratings procyclical? Journal of Banking & Finance. 2004; 28 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbankfin.2004.06.005
  14. Ashbaugh-Skaife, H., Collins D., LaFond R. The Effects of Corporate Governance on Firms Credit Ratings. Journal of Accounting and Economics. 2006; 42 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacceco.2006.02.003
  15. Demeshev B. B., Tihonova A. S. Dinamika prognoznoj sily modelej bankrotstva dlya srednih i malyh rossijskih kompanij optovoj i roznichnoj torgovli. Korporativnye finansy. 2014. T. 31. № 3. S. 4-22
  16. Sermpinis G. Tsoukas S., Zhang P. Modelling market implied ratings using LASSO variable selection techniques. Journal of Empirical Finance 2018; 48 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jempfin.2018.05.001
  17. Kwon Y., Han I., Lee K. Ordinal pairwise partitioning (OPP) approach to neural networks training in bond rating. Intelligent Systems in Accounting, Finance & Management. 1997; 6: 23–40 DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1174(199703)6:1<23::AID-ISAF113>3.3.CO;2-W
  18. Bellotti T., Crook J., Support vector machines for credit scoring and discovery of significant features. Expert Systems with Applications. 2009; 36 (2), p. 3302-3308 DOI: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2008.01.005
  19. Davis, R. H., Edelman, D. B., & Gammerman, A. J. Machine-learning algorithms for credit-card applications. IMA Journal of Management Mathematics. 1992; 4(1), 43–51 DOI: https://doi.org/10.1093/imaman/4.1.43
  20. Zhou, S. R., & Zhang, D. Y. A nearly neutral model of biodiversity. Ecology. 2008; 89(1), 248–258 DOI: https://doi.org/10.1890/06-1817.1
  21. Frydman, H., Altman, E. I., & Kao, D. L. Introducing recursive partitioning for financial classification: The case of financial distress. The Journal of Finance. 1985; 40(1), 269–291 DOI: https://doi.org/10.1111/j.1540-6261.1985.tb04949.x
  22. Jensen, H. L. Using neural networks for credit scoring. Managerial Finance. 1992; 18(6), 15–26 DOI: https://doi.org/10.1108/eb013696
  23. West, D. Neural network credit scoring models. Computers & Operations Research. 2000; 27(1), 1131–1152 DOI: https://doi.org/10.1016/S0305-0548(99)00149-5
  24. West, D., Dellana, S., & Qian, J. X. Neural network ensemble strategies for financial decision applications. Computers & Operations Research. 2005; 32(10), 2543–2559 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cor.2004.03.017
  25. Huang Z., Chen H., Hsu C., Chen W., Wu S. Credit rating analysis with support vector machines and neural networks: a market comparative study. Decision Support Systems. 2004; 37 DOI: https://doi.org/10.1016/S0167-9236(03)00086-1
  26. Kumar, K., Bhattacharya, S. Artificial neural network vs linear discriminant analysis in credit ratings forecast: a comparative study of prediction performances. Review of Accounting and Finance. 2006; 5, 216–227 DOI: https://doi.org/10.1108/14757700610686426
  27. Chopra F., Bhilare P. Application of Ensemble Models in Credit Scoring Models. Business Perspectives and Research. 2018; 6 (4) DOI: https://doi.org/10.1177/2278533718765531
  28. Wang, G., & Ma, J. Study of corporate credit risk prediction based on integrating boosting and random subspace. Expert Systems with Applications. 2011; 38(4), 13871–13878 DOI: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2011.04.191
  29. Balios, D., Thomadakis, S., Tsipouri, L. Credit rating model development: An ordered analysis based on accounting data. Research in International Business and Finance. 2016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ribaf.2016.03.011
  30. Bhojraj, S., P. Sengupta. Effect of Corporate Governance on Bond Ratings and Yields: The Role of Institutional Investors and Outside Directors.Journal of Business. 2003; 76(3), 455 – 475 DOI: https://doi.org/10.1086/344114
  31. Karminsky A. M. Metodicheskie voprosy postroeniya konstruktora dinamicheskih rejtingov. Vestnik mashinostroeniya. 2008
  32. Saitoh, F. Predictive modeling of corporate credit ratings using a semi-supervised random forest regression. IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. 2016; 429-433 DOI: https://doi.org/10.1109/IEEM.2016.7797911
  33. Grilli, L., Rampichini, C. Ordered Logit Model. Encyclopedia of Quality of Life and Well-Being Research. 2014; p. 4510-4513 DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-0753-5_2023
  34. Internet-resurs www.moodys.com
  35. Biau, G. Analysis of a Random Forests Model. The Journal of Machine Learning Research. 2012; 98888, 1063–1095
  36. Natekin A., Knoll A. Gradient Boosting Machines. Frontiers in Neurorobotics. 2013; 7 (21) DOI: https://doi.org/10.3389/fnbot.2013.00021
  37. Senaviratna, N. A. M. R., Cooray A., T. M. J. Diagnosing Multicollinearity of Logistic Regression Model. Asian Journal of Probability and Statistics. 2019; 5(2), 1-9 DOI: https://doi.org/10.9734/ajpas/2019/v5i230132
  38. Abdi, H. and Williams, L.J. Principal Component Analysis. Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics. 2010; 2, 433-459 DOI: https://doi.org/10.1002/wics.101
  39. Hossin M. A Review on Evaluation Metrics for Data Classification Evaluations. International Journal of Data Mining & Knowledge Management Process. 2015; 5(2):01-11 DOI: https://doi.org/10.5121/ijdkp.2015.5201

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Grishunin S., Egorova A., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».