Unidade 7 / 11

Análise de cenários e testes de estresse: gerenciando a incerteza

Ganhos:

  • Capacidade de estabelecer conceitos de cenários determinísticos, simulação estocástica (Monte Carlo) e testes de estresse com apoio de inteligência artificial e interpretar os resultados em linguagem de risco
  • Capacidade de projetar cenários de choque como inflação, juros, danos catastróficos e pandemia com inteligência artificial e estimar responsabilidade e impacto de capital
  • Ser capaz de distinguir que os cenários produzidos pela inteligência artificial são baseados em dados históricos e que o julgamento atuarial ganha destaque nos riscos de cauda e nas quebras estruturais.

O atuarialismo é a profissão de prever o futuro; Mas o futuro não é um número único, é um espectro de possibilidades. Não basta dizer “Nosso dano esperado é de 50 milhões”; A verdadeira questão é: "Se vier um ano ruim, quantos milhões isso custará, a empresa conseguirá lidar com isso?" As ferramentas que respondem a esta pergunta são a análise de cenários e os testes de estresse. Medir antecipadamente o impacto de um terramoto, de uma inflação elevada, de um choque nas taxas de juro ou de uma pandemia no passivo e no capital da empresa é um requisito fundamental tanto da gestão de riscos internos como de legislação como a Solvência II. Nesta unidade abordaremos cenário determinístico, simulação estocástica (Monte Carlo) e testes de estresse, e veremos como usar IA nessas análises.

Vamos lembrá-lo desde o início: os cenários são baseados em dados e suposições históricas. A IA projeta cenários, escreve códigos de simulação e interpreta resultados; Mas quais choques são realistas, como lidar com o risco de cauda e como incluir quebras estruturais (eventos que nunca aconteceram no passado) são deixados ao critério atuarial.

Cenário determinístico, simulação estocástica e testes de estresse

É importante distinguir três conceitos. O cenário determinístico consiste em escolher um único conjunto de pressupostos e calcular o resultado: “Qual seria o custo dos nossos sinistros se a inflação fosse de 40%?” Simples, claro e fácil de comunicar; Mas mostra apenas um caminho, não uma possibilidade. A simulação estocástica (Monte Carlo) deriva uma distribuição de probabilidade do resultado gerando repetidamente milhares de cenários aleatórios. Assim, são obtidas informações finais como “50 em média, mas 78 milhões no nível de 99,5 por cento”. Um teste de estresse é um tipo especial de cenário que mede o impacto de determinados eventos graves, mas plausíveis (terremoto, queda do mercado); geralmente definido pelo regulador.

Monte Carlo é uma das ferramentas atuariais mais poderosas. A lógica é esta: você extrai valores aleatórios das distribuições de frequência e intensidade e calcula o dano total; você repete isso 10.000 vezes; Acumula 10.000 de dano total possível em sua mão. A partir desse acúmulo, você pode ler a média, percentis como 75%, 99,5% e os piores cenários. É exactamente assim que se encontra o nível de 99,5 por cento exigido pela Solvência II (um ano mau que ocorrerá uma vez em 200 anos). A IA produz rapidamente o código para esta simulação.

A tabela a seguir compara as três abordagens:

Abordagem

o que dá

ponto forte

limite

Cenário determinístico

resultado único

Simples, fácil de comunicar

Não dá probabilidade

Monte Carlo

Distribuição de probabilidade

Indica risco de cauda

Dependente de suposições e dados

teste de estresse

Resultado sob choque

Testa durabilidade

A seleção do choque é judicial

Risco de cauda: a área mais importante e mais perigosa

Na teoria atuarial, o perigo real não reside na média, mas na cauda (a região extrema da distribuição, de baixa probabilidade, mas de alto impacto). O que afunda as empresas não é um ano normal, mas um acontecimento raro, mas devastador: um grande terramoto, muitos danos importantes ocorrendo ao mesmo tempo, um choque súbito nas taxas de juro. Para mensurar essa região são utilizados o VaR (Valor em Risco — a perda máxima em um determinado nível de confiança) e o TVaR/CTE (perda média além da cauda). Monte Carlo é a forma natural de calcular essas medidas.

Mas há outro perigo na cauda: os dados históricos não representam bem a cauda. Eventos raros, por definição, foram raros no passado; então o modelo tende a subestimá-los. A IA ajusta-se facilmente a uma distribuição baseada em dados históricos, mas não considera espontaneamente "e se houver uma pandemia ou um terramoto de 100 anos que este portfólio nunca tenha experimentado?" É função do atuário incluir quebras estruturais, aumentos de correlação (tudo piora ao mesmo tempo durante uma crise) e tendências como as alterações climáticas no modelo.

Cuidado: A frase “Nosso modelo lida com cenários de 99,9%” é reconfortante, mas lembre-se de que o modelo aprende com dados cuja cauda já passou. Um evento que nunca aconteceu é o ponto cego até mesmo do melhor modelo. É aqui que entra em jogo o julgamento de especialistas.

Como usar IA em cenários e testes de estresse

1) Código de simulação de Monte Carlo:

Escreva uma simulação de Monte Carlo de dano composto com Python (com comentários). Suposições (eu dou): número de danos ~ Poisson (lambda = 1600), quantidade de dano ~ Gamma (forma = k, escala = theta) [darei k e theta].1) 10.000 vezes: sortear quantidade, sacar essa quantia, somar.2) Média do total de danos, 75%, 99%, 99,5% de porcentagens impressas.3) Calcular e explicar VaR (99,5%) e TVaR(99,5%).Parâmetros de AJUSTE; Eu vou dar. Biblioteca: numpy.

2) Cenário de estresse determinístico:

Sua função: assistente de risco. Minha perda base esperada é de 50 milhões de TL. Configure os seguintes 3 cenários determinísticos: A) Choque inflacionário: severidade +30%. B) Choque de frequência: número de danos +15%. C) Ambos juntos. Calcule os novos danos esperados em cada cenário, mostre o impacto percentual com base na base e comente qual é o mais crítico. Basta usar o número base que lhe dei.

3) Consultoria de design de cenários:

Estou projetando cenários de testes de estresse para uma carteira de seguro saúde. - Propor um projecto de cenário “severo mas plausível” para a pandemia, para a inflação elevada, para novas tecnologias de tratamento dispendiosas e para alterações regulamentares. - Indique se cada cenário afeta a frequência, a gravidade ou ambas. - Apontar riscos de cauda que não podem ser capturados com dados históricos. Eu tomarei a decisão; Você fornece a estrutura e a justificativa.

4) Traduzindo o resultado em gestão:

Meu resultado de Monte Carlo: dano esperado 50M, VaR(99,5%) 78M, TVaR(99,5%) 89M. Explique isto a um conselho de administração em 5 frases: - O que significam 99,5% e TVaR, em linguagem simples. - Porque é que o 'planeamento pela média' é inadequado? - Que valor devem considerar em termos de capital?

Alerta fraco / Alerta forte

Alerta fraco:

Faça um teste de estresse para meu portfólio.

Não há valor base, nem definição de choque, nem distribuição. A IA produz um texto geral, não um número viável.

Alerta poderoso:

Sua função: assistente de risco atuarial. Premissas básicas (anônimas): frequência esperada 0,12, gravidade média 30.000 TL, exposição 20.000 anos-apólice. O interesse técnico é de 4%.Tarefa:1) Calcular a perda total base esperada.2) Aplicar as seguintes tensões e mostrar o impacto percentual de cada uma: - Inflação: severidade +25% - Inverno ruim: frequência +10% - Queda da taxa de juros: 4% -> 3% (impacto no valor presente do passivo)3) Comente sobre os 2 cenários mais críticos e por quê.4) Você recomenda Monte Carlo para risco de cauda, ​​por quê?Basta usar os números que dei; Se estiver faltando, pergunte.

três mini cases

Caso 1 — O engano da média. Uma empresa planejou seu capital com base nos danos esperados (50 milhões). Quando Monte Carlo foi feito, viu-se que o nível de 99,5 por cento era de 82 milhões: num ano mau, havia uma necessidade adicional de 32 milhões e a empresa não seria capaz de atendê-la. O plano de capital foi revisado. A IA executou simulações de 10.000 cenários em segundos; O atuário avaliou a interpretação e distribuição.

Caso 2 — Cegueira de correlação. A cobertura contra terremotos e interrupções de negócios separadamente parecia de baixo risco em uma carteira. Mas um terremoto desencadeia ambos ao mesmo tempo; O modelo que assumiu a independência subestimou o risco de cauda pela metade. Quando o atuário adicionou correlação ao cenário, a necessidade real de capital aumentou significativamente. Lição: numa crise, os riscos não são independentes; Questione a suposta aceitação da independência pela IA.

Caso 3 — Um evento que não aconteceu. Um portfólio de saúde parecia muito “sólido” com base nos dados dos últimos 10 anos. Quando surgiu uma pandemia, tanto a frequência como a gravidade dispararam simultaneamente; O modelo nunca previu isso porque não havia nada parecido nos dados. No período seguinte foi adicionado o cenário determinístico de pandemia. AI produziu o rascunho do roteiro; O atuário decidiu a magnitude do choque. Lição: a fila de dados históricos não está completa.

Erros comuns

  • Planejando em torno da média. É a cauda, ​​e não a média, que afunda a empresa; Observe métricas extremas como VaR/TVaR.
  • Assumindo que os riscos são independentes. Durante uma crise, as correlações aumentam; A aceitação da independência faz pouco caso da cauda.
  • Confiança total nos dados históricos. Eventos raros e estruturais estão ausentes dos dados; Adicione cenário com julgamento especializado.
  • Misturando determinístico e estocástico. Um cenário único não dá probabilidade; A probabilidade requer Monte Carlo.
  • Apresentar o resultado da simulação sem verificá-lo. Verifique percentagens e VaR de forma independente; O erro de parâmetro distorce toda a distribuição.
Dica: Antes de apresentar os resultados de Monte Carlo, faça uma simples verificação de consistência: a média da simulação está próxima do valor esperado (frequência × intensidade × exposição) que você calculou manualmente? Caso contrário, há um erro de parâmetro ou código.

Resumindo

O futuro não é um número único, mas um espectro de possibilidades. Os cenários determinísticos mostram um único caminho “e se”, Monte Carlo mostra toda a distribuição e o risco de cauda, ​​os testes de estresse mostram o impacto de eventos graves. O perigo real está na cauda, ​​não na média, e os dados históricos não representam bem a cauda; O aumento da correlação e os eventos que não ocorreram requerem julgamento atuarial. A IA projeta o cenário, codifica a simulação e interpreta o resultado; mas a seleção do choque, a suposição de correlação, o julgamento final e a decisão final sobre o risco cabem ao atuário. Sempre verifique os resultados com uma simples verificação de consistência.

Tarefa de aplicativo

Defina suposições básicas anônimas (frequência, intensidade, exposição, interesse). Peça à IA para (a) basear o dano esperado, (b) 3 cenários determinísticos incluindo choques de inflação, frequência e taxas de juros, (c) calcular VaR e TVaR (99,5%) com uma simulação de Monte Carlo. Verifique se a média da simulação está próxima do valor esperado calculado manualmente. Em seguida, discuta com a IA como assumir que as duas garantias são dependentes (correlacionadas) mudaria a cauda.

lista de verificação

  • [ ] Também olhei para as medidas de cauda (VaR, TVaR) em vez da média?
  • [ ] Levei em consideração a correlação de riscos no momento da crise?
  • [ ] Adicionei cenários estruturais/raros não encontrados em dados históricos com parecer de especialistas?
  • [] Separei conscientemente a abordagem determinística e estocástica?
  • [] Verifiquei manualmente a média de Monte Carlo quanto à consistência com o valor esperado?
  • [ ] Escrevi a justificativa para as escolhas de cenários e magnitudes de choque?