（交通运输工程专业论文）基于实物期权理论的港口柔性决策研究.pdf

s t u d yo np o r td e c i s i o nw i t hf l e x i b i l i t yb a s e do nr e a lo p t i o n at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f m a s t e r0 fe n g i n e e r i n g b y x uq i a n ( t r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h a ox u j u n e2 0 1 1 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文二基王塞物塑拯理途酸鲞旦耋：睦迭筮硒塞= = 。除论文中 已经注明引用 以明确方式标 发表或未公开 学位论文 本学位论 位论文的规定 文的复印件和 学位论文的全 描等复制手段 学位论文全文 文全文数据库 出版发行和提 本学位论 中文摘要 摘要 随着世界经济贸易的迅速发展，航运业进行着越来越激烈的竞争，港口在航运 业的发展中占据着不可替代的重要作用。港口的运作活动在不停的变化之中，因 此港口常会面临各方面的决策问题。港口柔性要求港口适应不断变化的市场环境， 满足客户多样化、个性化的需求，从而提高港口的竞争力。因此，有必要对港口 柔性决策进行研究。 目前，国内外对港口柔性的研究成果还不多。从目前的研究来看，多数是针对 柔性来展开研究的，对港口柔性的研究以定性描述为主，缺乏定量的研究，在已 搜索到的文献中，没有将实物期权定价方法应用到港口柔性决策中去的资料。 本论文提出的方法是实物期权定价方法。实物期权方法是一种充分考虑投资项 目不确定性、不可逆性和管理弹性等特点的适用于高度不确定性环境下的投资决 策方法。实物期权是对未来不确定性的一种全新的思维方式。 本论文的创新之处是将柔性化的思想加入到港口中去，并将实物期权方法应 用到港口柔性决策的研究上来。本论文主要对港口柔性生产系统进行研究，在柔 性生产系统中加入转换期权，利用二叉树方法与动态规划相结合的方法，针对港 口能够经济而有效的提供不同服务类型的能力建立模型，并进行实例分析。 关键词：实物期权；港口；柔性；决策 英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dt r a d e ，t h e r ei sm o r ea n dm o r ef i e r c e c o m p e t i t i o ni nm a r i t i m ei n d u s t r y p o r ti sp l a y i n ga ni m p o r t a n tr o l ei nt h ed e v d o p m e n t o fm a r i t i m ei n d u s t r y t h eo p e r a t i n ga c t i v i t i e so fp o r th a v em a n yc h a n g e s t h e r e 硒r e , p o r ti so f t e nf a c e dw i t hm a n yd e c i s i o np r o b l e m s p o r tf l e x i b i l i t yn e e d sp o r tt oa d a p tt o t h ec h a n g i n gm a r k e te n v i r o n m e n t ，m e e tc u s t o m e r s r e q u i r e m e n t sw i t ht h ed i v e r s i t ya n d p e r s o n a l i t y , s oa st oi m p r o v et h ep o r tc o m p e t i t i v e n e s s t h e r e f o r e ，i t sn e c e s s a r yt od o r e s e a r c ho nt h ep o r td e c i s i o nw i t hf l e x i b i l i t y a tp r e s e n t ，t h er e s e a r c ho np o r tf l e x i b i l i t ya th o m ea n da b r o a di so n l yaf e w t h e r e a r em a n yp a p e r sa n dd o c u m e n t sa b o u tt h er e s e a r c ho nf l e x i b i l i t y t h er e s e a r c ho np o r t f l e x i b i l i t yi sm a i n l yi nq u a l i t a t i v ed e s c r i p t i o n ，b u ti t i sl a c ko fq u a n t i t a t i v er e s e a r c h t h e r ea r e n ta n yp a p e r sa n dd o c u m e n t st h a tu s er e a lo p t i o nt om a k ep o r td e c i s i o nw i t h f l e x i b i l i t y t h em e t h o dp r e s e n t e di nt h i sp a p e ri sr e a lo p t i o n r e a lo p t i o ni sa ni n v e s t m e n t d e c i s i o n - m a k i n gm e t h o d t h a ti sf u l la c c o u n to ft h ei n v e s t m e n t s u n c e r t a i n t y , i r r e v e r s i b i l i t ya n dm a n a g e m e n tf l e x i b i l i t y , a n di s a p p l i c a b l e t o h i 【曲u n c e r t a i n e n v i r o n m e n t r e a lo p t i o ni san e ww a yo ft h i n k i n ga b o u tt h ef u t u r eu n c e r t a i n t y t h i sp a p e r si n n o v a t i o ni st op u tt h ef l e x i b l et h i n k i n gi n t ot h ep o r t ，a n du s er e a l o p t i o nt o m a k ep o r td e c i s i o nw i t hf l e x i b i l i t y t h i sp a p e rf o c u s e so nt h e f l e x i b l e p r o d u c t i o ns y s t e mo fp o r ta d d i n gt h ec o n v e r s i o no p t i o n i tu s e sb i n a r yt r e em e t h o da n d d y n a m i cp r o g r a m m i n gm e t h o d i tb u i l d sm o d e l sf o r t h ep o r t sc a p a c i t yt h a tc a np r o v i d e d i f f e r e n tt y p e so fs e r v i c e se c o n o m i c a l l ya n de f f e c t i v e l y f i n a l l y , w ea n a l y z ea ne x a m p l e k e yw o r d s ：r e a lo p t i o n ：p o r t ：f l e x i b i l i t y ；d e c i s i o n 目录 目录 第1 章绪论- 。1 - 1 1 选题研究背景和意义1 1 1 1 选题研究背景1 1 1 2 选题研究意义1 - 1 2 文献综述2 - 1 2 1 国内外柔性研究一2 1 2 2 国内外实物期权方法研究- 3 1 3 本文研究思路。一4 第2 章实物期权理论概述一6 2 1 实物期权的含义6 2 1 1 金融期权理论6 2 1 2 实物期权的含义7 2 1 3 实物期权和金融期权的联系与区别8 2 2 实物期权的类型1 0 2 2 1s h a r p 对实物期权的分类一1 0 2 2 2 t r i g e o r g i s 对实物期权的分类一1 0 - 2 3 实物期权定价方法1 3 2 3 1 实物期权定价理论基础1 4 2 3 2 布莱克一舒尔斯期权定价模型1 5 2 3 3 二叉树期权定价模型18 2 4 实物期权的应用步骤。2 2 第3 章基于不确定性的港口柔性分析2 5 3 1 现代港口发展特点2 5 3 1 1 港口服务准时化2 5 3 1 2 港口服务精益化2 5 3 1 3 港口服务敏捷化一2 6 3 2 港口不确定性因素分析2 7 3 2 1 不确定性界定2 7 3 2 2 港口中的不确定性因素2 7 3 3 港口柔性理论。2 9 3 3 1 柔性的概念2 9 3 3 2 港口柔性的特征3 0 3 3 3 港口柔性的类别3 1 目 录 3 3 4 港口柔性决策的原则3 5 3 3 5 港口柔性决策的方法。3 6 第4 章实物期权在港口柔性决策中的可行性分析3 8 4 1 实物期权方法的适用性3 8 4 2 实物期权方法的特殊性3 8 4 3 实物期权在港口柔性决策中的可行性一4 1 4 4 港口柔性决策中实物期权的一般分类4 2 第5 章基于实物期权的港口柔性决策分析4 4 5 1 港口柔性生产系统研究4 4 5 1 1 研究背景 k 4 4 5 1 2 模型建立4 4 5 2 实例分析4 6 第6 章结论5 2 6 1 研究成果5 2 6 2 不足及进一步研究方向5 2 参考文献5 4 附录a 布朗运动5 8 致 谢6 0 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 第1 章绪论 1 1 选题研究背景和意义 1 1 1 选题研究背景 随着国际贸易的发展和经济全球化的进程，港口发挥着越来越重要的作用， 它作为海路运输和陆路运输的衔接点，从事着综合的现代物流服务，港口已经成 为其所在城市和地区发展的重要增长点，是国家和地区的重要经济资源，可以促 进社会经济的发展。因此，港口的发展关系着一个港口城市的经济发展，它是国 民经济和地区经济发展的重要组成部分。近年来，无论从数量和规模上，还是从 专业化和技术水平上来看，港口都有巨大的进步。 进入2 1 世纪的后工业化时期，工业向柔性化和个性化方向发展是必然趋势， 港口成为生产、销售等整个供应链中重要的环节，港口在供应链中扮演的角色也 正相应的发生着剧变。港口功能从单纯的装卸运输扩展到仓储、加工、商贸等多 个领域，港口在定位、功能、运营、服务等方面发生了很大的变化，港口生产经 营从追求规模化转向追求规模化和满足个性，提供全程、全方位和多层次的服务， 港口面临着不断增长的压力，过去港口之间的竞争正在演变为港口所参与的供应 链之间的竞争。 为顺应未来供应链管理的发展趋势，必然对港口提出一系列的要求，例如， 减少物流通道中的库存费用，减少港口货物转运时间和货物在途时间，创造更广 泛的服务绩效，提供更多的服务种类等，现代港口呈现出新的发展趋势。 1 1 2 选题研究意义 港口随着外界经济环境、市场环境以及其他影响航运港口业的环境变化而不 断变化，其功能与作用也在不断发展变化与完善。这些变化要求港口采取一系列 的变革措施以适应外部环境的变化和竞争的需求，因此，港口发展中存在很多的 不确定性因素，面临着内外环境的多方面压力。 港口柔性就是，港口应对外部变化的经济环境、航运市场和变化的客户需求 时，满足客户需求的快速而有效的响应能力，以及保持与外部环境的协调性，在 多变的市场中不断使自己的服务适应市场，在协调中求得生存与发展。对于港口 而言，如何适应不断变化的市场环境，满足客户多样化、个性化的需求，从而提 第1 章绪论 高港口的竞争力，在市场竞争中占有一席之地就变得尤为重要。 研究港口柔性，有利于帮助港口采取一系列的变革措施，对外快速适应外部 环境的变化和竞争的需求，满足运输市场对港口差异化服务的需求，提供精细的 作业和敏捷的服务，对内快速调整和重组流程，使得港口运营更加顺畅。 实物期权是一种不确定性条件下的投资决策方法，本选题将利用实物期权方 法对港口柔性进行研究，从而为港口管理者提供灵活的投资方案和管理形式，提 高管理者对柔性的重视程度，帮助管理层做出正确的战略决策，使港口能够在不 确定性的环境下获得和维持竞争优势。 1 2 文献综述 1 2 1 国内外柔性研究 关于柔性的研究，最早源于制造业的柔性制造系统( f l e x i b l em a n u f a c t u r e s y s t e m ，f m s ) ，m a n d e l b a u m 对柔性的定义是：“生产制造系统应对变化的环境和 有环境引起的不稳定性的能力 。在韦氏大词典中，柔性被定义为能够对变 革或新情况做出反应或适应的质量。 在现有的文献资料之中，对港口柔性的研究资料不多，而对于柔性方面的研 究还是比较多的，主要是集中在供应链和生产制造环节。 k o s t e 和m a l h o t r a 在汽车行业中柔性的协调比较【1 】中，在研究制造柔性 的同时引入了供应链柔性，以及讨论在柔性缺失情况下二者关系的表现，并且研 究了供应链整合效果对柔性提高的影响。 f a r h a dk i a n f a r 在柔性制造系统中近似最优生产和维修计划的数学模型 【2 1 中，基于汉密尔顿一雅可比贝尔曼偏微分方程等最优控制方法，研究了柔性 制造系统中的生产和维修计划问题。 赖亮光、郑明贵等在基于实物期权的海外矿业投资柔性决策模型【3 】中， 建立了基于盖斯克模型的改变运营规模的复合期权价值计算模型，为海外矿业投 资决策提供了较好的思路与方法。 潘景铭、唐小我在需求不确定条件下柔性供应链生产决策模型及优化【4 j 中，以期望总成本最小化为目标函数，建立了需求不确定条件下供应链期望总成 本与生产柔性之间的关系模型，并给出了最佳生产柔性的确定方法。 在港口柔性方面的研究，主要是定性的理论研究，缺少必要的定量研究。n i r 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 a ns h u e n 等在托运人视角下的港口选择【5 】中，认为客户在选择港口时考虑的 因素包括一般需求处理能力、特殊需求处理能力等九个因素，港口应该据此提高 服务能力，吸引客户。 h ad o n g - w o o 在多式联运下的港口柔性发展【6 】中，提出港口应该提供库 存、装配、包装、标签等增值服务功能。 刘桂云在基于不确定需求的港口柔性靠泊计划【刀中，建立柔性靠泊计划 模型，引入了非对称性田口损失函数来衡量服务损失的大小，实现港口的服务损 失最小。 真虹在柔性化港口第四代港口的特征【8 】中，认为第四代港口作为供 应链中的一个环节，在兼容第三代港口功能的基础上，强调港口之间的互动以及 港口与相关物流活动之间的互动，将柔性化作为第四代港口的主要特征。 赵楠在基于熵权的港口柔性化评价【9 】中，建立港口柔性化评价指标体系， 包括战略柔性、结构柔性、管理柔性、运营柔性和可持续柔性五个指标，并建立 基于熵权系数法的模糊评价模型，对港口柔性化程度进行评价。 1 2 2 国内外实物期权方法研究 实物期权是由麻省理工学院的s t e w a r tm y e r s 教授首先提出的。在1 9 7 7 年， m y e r s 教授首先认识到金融期权在实物投资决策中的应用，并用“实物期权 一 词来刻画金融期权与公司战略性计划之间的差别，首次提出把公司实物资产的投 资机会当作是一种看涨期权，并且认为高风险、不确定条件下的实物资源投资项 目可以运用金融期权的定价方法。在之后的3 0 多年时间里，实物期权的研究得 到蓬勃发展。 在现有的文献资料之中，没有搜索到对实物期权在港口柔性中的研究资料， 而对于其他领域实物期权的研究，国内外还是存在着不少学者的，国内外对于实 物期权的研究已经延伸到各种领域，包括人力资源管理、企业并购、产品研发、 租赁契约、房地产、税收和投资决策等等，并且都取得很大的成果。 在国外，对实物期权的研究较为深入。c o n z a l o 1 0 】等开发一个单因素的实物 期权模型，并将其应用于铜勘探。i n s l e ym a r g a r e t 】采用实物期权方法进行森 林投资决策。m o e la l b e r t o 1 2 】将实物期权应用于金矿的开闭决策中。 t r i g c o r g i s 1 3 】采用实物期权方法分析企业资源分配中资本预算涉及的财务问题。 第1 章绪论 h e l e nbb e n d a l l 和a l a nfs t e n t 1 4 】将多叉树定价模型应用到船舶投资决策中， 随后将转换期权和复合期权应用到船舶投资评价中【1 5 1 。s i g b j o r ns o d a l 1 6 】等将 实物期权的弹性模型应用于航运之中，用于估计兼用船在干散货和液体散货之间 转换时的价值。 在国内，实物期权研究起步较晚，陈小悦、杨潜林在实物期权的分析与估 值【1 7 】中，首先引入实物期权的概念，把实物期权模型应用到企业的价值评估之 中，并分别研究了实物期权的离散定价模型和连续定价模型。余小江等在实物 期权在风险投资决策中的应用研究【1 8 】中，将实物期权应用于高度不确定性和分 阶段投资的风险投资项目中，并进行实例分析。肖青、刘洪周、黄银平在港口 建设项目投资评价的实物期权法【1 9 】中，首次提出将实物期权理论应用到港口建 设项目的投资评价中去。 1 3 本文研究思路 从柔性和实物期权的有关研究资料可以看出，国内外对于柔性和实物期权的 研究已经延伸到多个领域，并取得了很好的成果，但是对于港口柔性的研究仍然 处于起步探索阶段，本文在总结前人研究的基础上，对实物期权方法进行进一步 的研究，将实物期权的思想应用到港口柔性决策中去。 本文的主要研究思路见图1 1 。 第一章，绪论。介绍研究港口柔性的背景，提出选题的研究意义，对国内外 的研究现状进行综述并提出本论文的研究思路。 第二章，实物期权理论概述。主要介绍实物期权的相关理论，对实物期权的 含义、类型、典型的定价方法以及应用步骤进行论述。 第三章，基于不确定性的港口柔性分析。介绍港口柔性的相关知识，首先介 绍港口准时化、精益化和敏捷化的发展特点，分析港口中存在的不确定性因素， 在此基础上引出了港口柔性及柔性决策的相关理论。 第四章，实物期权在港口柔性决策中的可行性分析。本章在前面几章的基础 之上分析实物期权方法在港口柔性决策中的可行性，通过论述证明可以利用实物 期权方法对港口柔性进行研究。从而提出港口柔性决策中实物期权的一般分类。 第五章，基于实物期权的港口柔性决策分析。这是论文的重点和难点，本文 主要对港口柔性生产系统进行研究，利用二叉树方法和动态规划相结合的方法， 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 针对港口能够经济而有效的提供不同服务类型的能力建立模型。 第六章，结论。对全文进行总结，指出本文的研究成果和不足之处，以及进 一步的研究方向。 绪论 实物期权理论概述 0 士0 j 含义类犁定价方法应用步骤 l1 0 基t 个确定性的港口柔性分析 、r0 l 现代港口发展特点 港口不确定性因素分析港口柔性理论 1 r 实物期权在港口柔性决策中的可行性分析 000 适用性特殊性可行性般分类 ll 0 基于实物期权的港口柔性决策分析 士 结论 图1 1 本论文研究思路 f i 9 2 1t h er e s e a r c hm e n t a lit yo fp a p e r 第2 章实物期权理论概述 第2 章实物期权理论概述 2 1 实物期权的含义 2 1 1 金融期权理论 金融期权理论是研究实物期权的基础，所以在研究实物期权之前，应该首先 对金融期权的相关理论进行介绍。 在金融衍生工具中，期权是一种十分复杂的合约。所谓期权( o p t i o n ) ，是 指期权的持有者在预先约定的时间或之前( 合约的有效期) ，有权利但没有义务， 按照合约规定的价格( 期权的执行价格) 买进或者卖出一定数量的某项资产。期 权是一种选择权，赋予其持有者权利但不需承担义务，也就是说，期权持有者可 以在条件有利的情况下执行这项权利，也可以在条件不利的情况下放弃这项权利 且无需承担责任，但是期权持有者必须在支付一定数量的保证金购买期权合约之 后才能拥有这项权利，这项费用就是期权的价格。 根据期权赋予持有者买进或者卖出某项资产的权利，期权可以分为买权和卖 权。所谓标的资产，是指期权合约作为买权或者卖权所对应的资产。目前，在金 融市场上交易的期权多为金融期权，金融期权合约的标的资产主要包括股票、汇 率、利率、期货合约、债券等金融资产。 用简单的例子来说明上述内容，甲和乙之间有这样一种合约，甲支付3 元钱 给乙，甲获得了一项权利，可以在未来6 个月的时间内以3 5 元的价格购买一股 约定的股票a ，同时，甲也可以选择放弃这项权利。甲的这项权利即为期权，甲 也就是期权持有者，为获得该权利而支付的成本( 3 元) 称为期权价格，合约规 定的时间( 6 个月) 称为期权的到期日，合约规定的价格( 3 5 元) 称为期权的执 行价格，所买卖的金融资产( 股票a ) 称为期权的标的资产。 按照期权的有效执行时间的不同，期权合约可以分为欧式期权和美式期权两 种类型。欧式期权的持有者只能在期权的到期日执行合约中的权利，不可提前也 不可推迟执行权利：美式期权的持有者可以在期权的到期日之前的任意时间( 含 期权的到期日) 执行权利。美式期权合约在有效执行时间上比欧式期权合约的灵 活性大。 按照期权合约中期权持有者权利的不同，期权可以分为看涨期权和看跌期权 两种类型。看涨期权是指期权的持有者在期权的到期日或者之前有权利按照规定 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 的价格买进一定数量的标的资产；看跌期权是指期权的持有者在期权的到期日或 者之前有权利按照规定的价格卖出一定数量的标的资产。 作为一种金融衍生品，期权最重要的一个特点是权利和义务的不对称性。在 决策日期，期权的持有者有按照执行价格买进或者卖出标的资产的权利，但不承 担一定要买进或者卖出的义务，也就是期权是一种或有决策权，这就使得风险与 收益不对称。在事件结果出来之后，期权的持有者会将现行市场价格与合约中的 执行价格相比较，在情况有利的时候才会选择执行期权，如果情况不利，则放弃 期权。因此，在市场有利的情况下执行期权，期权持有者可能获得无限的收益； 而在市场不利的情况下放弃期权，可以将损失限制在期权价格的范围内，其所承 担的最大风险只是为购买期权而支付的有限的期权费。这种风险与收益的不对称 性就是期权价值的来源，这意味着期权持有者通过支付有限的期权费，能得到可 能无限盈利的机会。 2 1 2 实物期权的含义 在研究金融期权的基础上，人们提出了与金融期权相对应的概念实物期 权，“实物期权 是由麻省理工学院的s t e w a r tm y e r s 教授首先提出的。在1 9 7 7 年，m y e r s 教授首先认识到金融期权在实物投资决策中的应用，并用“实物期权 一词来刻画金融期权与公司战略性计划之间的差别，首次提出把公司实物资产的 投资机会当作是一种看涨期权，并且认为高风险、不确定条件下的实物资源投资 项目可以运用金融期权的定价方法。 实物期权是将期权的思想和方法应用到金融期权市场以外的实物资产投资 和管理领域，是以实物资产( 非金融资产) 为标的资产的期权。因此，给出实物 期权的定义如下：在不确定条件下，与金融期权类似的实物资产投资的选择权， 也就是说，实物期权是金融期权定义的实物资产( 非金融资产) 的选择权。具体 表现为：在投资、管理、经营等经济活动中，使项目在未来一定时间内具有发展 和投资的可能性，并且投资者拥有根据市场变化进行多种形式决策的权利。 实物期权不仅是金融期权理论在实物投资领域扩展和应用的一种技术方法， 也是一种思维方式，实物期权的持有者可以在规定的时间内根据基本资产的价值 变动情况，灵活的选择投资方案和管理形式，帮助管理层做出正确的战略决策。 在实物投资项目中包含的各种实物期权，为企业提供了经营柔性和战略适应 7 第2 章实物期权理论概述 性，具有重要的价值。要正确估算一个项目的价值，必须充分考虑经营灵活性的 价值，这是实物期权定价方法所要解决的问题。由于实物期权的相对复杂性，特 别是标的资产的非交易性和复合性使得实物期权的定价非常复杂，关于实物期权 定价的方法将在后面内容中进行介绍。 2 1 3 实物期权和金融期权的联系与区别 由于实物期权理论是从金融期权理论中发展而来的，所以实物期权和金融期 权有一定的联系，在概念上二者的相似特点如表2 1 所示。 表2 1 实物期权和金融期权的相似性 t a b 2 1s i m i l a r i t i e sb e t w e e nr e a lo p t i o na n df i n a n c i a lo p t i o n 金融期权实物期权 标的资产股票、债券等投资项目等 执行价格合约规定的价格投资成本 市场价格股票等的价格项目的总现值 有效期限期权到期日投资机会消失 波动性股价等的不确定性项目价格的不确定性 贴现率无风险利率无风险利率( 预期回报率) 实物期权和金融期权不仅在概念上有相似之处，二者还存在着一些共同的内 在特征。 ( 1 ) 实物期权和金融期权的持有者都有选择执行期权时机的权利。在决策 日期，根据市场发展变化的情况，实物期权的持有者可以自由的决定是否或者什 么时候进行投资和管理；同样，金融期权的持有者可以一直观察和预测金融市场 的变化情况，自主决定什么时候执行期权。 ( 2 ) 实物期权和金融期权都具有不可逆性。在金融市场上，只要执行了期 权，持有者的相应权利就不存在了，也不能再回到原来持有期权的状态：含有实 物期权的投资和管理也是不可逆的，进行投资定会按照不同的用途分配资金， 投资成本一旦投入就变为沉没成本，不可能收回或完全收回，如果实物期权持有 者放弃其权利，初始的投资成本就不可能毫无损失的全部收回，只能部分收回甚 至全部收不回。即使是一些通用资产，如汽车、设施设备等，在二手市场上只能 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 以低于原价的价格出售。另外，企业文化的差异、政府法规给予的特别优惠等， 都可能造成投资的不可逆性。因此，多数的投资一旦开始进行，就不可能重新回 到原有的状态，这也就使得实物期权具有不可逆性。 ( 3 ) 实物期权和金融期权的未来回报都是不确定的。金融期权的持有者， 无法准确了解未来的金融市场发展趋势，盈亏情况尚不明确，由于风险和收益的 不对称性，在市场高度不确定时只有有限的损失，所以风险越高的金融资产，期 权的价值越高。实物期权的持有者在投资之前也是根据现有的状况估计未来各种 可能性发生的概率，潜在利润不确定性越大，投资的价值也越大。 通过以上分析，可以看到实物期权和金融期权有密切的联系，两者之间在概 念、思想和定价方法上基本相同，但是作为两个不同的概念，二者也存在着很多 不同之处，主要的区别有以下几点： ( 1 ) 金融期权的标的资产是股票或者债券等金融资产，是有形的、可以交 易的。实物期权的标的资产是设备、土地等实物资产，大多数都是不可交易的， 一般不存在交易市场，还有一些是无形的资产，而且在一般情况下，实物期权本 身也不进行市场交易。 ( 2 ) 金融期权在合约上有明确的权利和义务，期权价值的变化仅取决于标 的资产的价值，是确定性收益。而实物期权的权利与义务并不十分明确，它一般 隐藏在整个投资过程中，绝大多数投资项目由于复合性和众多不确定性，未来的 收益不确定，所以实物期权的定价较为复杂。 ( 3 ) 金融期权的到期日是合约规定的，一般期限比较短，典型的可交易的 金融期权持续时间少于八个月，。而实物期权的到期日一般比较长，可达几年至 几十年，甚至在有些情况下是永久性期权。另外，金融期权可以立即执行，但是 对于实物期权很难达到立即执行，它的执行需要一定的时间。 ( 4 ) 金融期权的执行价格是合约规定的，而且维持成本很小，可以忽略不 计。而实物期权的执行成本具有很大的不确定性，而且维持成本是存在的，不可 以忽略的，因此在实物期权定价过程中要处理好这些成本。 ( 5 ) 金融期权是处理金融市场上交易的金融资产的一类金融衍生工具，而 实物期权则是处理一些具有不确定投资结果的非金融资产的一种投资决策工具。 实物期权比金融期权更难以估价，标准的金融期权定价模型被应用到实物期权上 常常是无效的，必须要在期权定价理论基础上建立合适、正确的模型，才能真正 第2 章实物期权理论概述 解决投资项目的估价问题。 2 2 实物期权的类型 在对实物期权定价之前，要对实物期权进行分类，对不同的类别有不同的定 价模型，因此，对实物期权类型的研究尤为重要。 2 2 i s h a r p 对实物期权的分类 实物期权理论发展至今；对具体的实物期权分类有不少的研究，在早期， s h a r p 对实物期权的分类方式占重要地位。1 9 9 1 年，s h a r p 提出将实物期权分为 递增期权和柔性期权两种类型。 递增期权是指投资者和管理者有机会通过逐渐增加投资而获得利润或者好 处。投资初期，在不确定的条件下，投资者先进行小规模试探性的投资，随着时 间的推移，不确定的条件逐渐明确并且投资项目出现增长的趋势，这时投资者会 利用先于他人进行投资的机会，在原有小规模的基础上进行全面的大规模投资。 柔性期权是指投资者分期投资以后，根据不同的环境条件，可以灵活的选择不同 的投资方案，从而可以降低投资的风险。 在投资的初期，递增期权一般只需小额的资金投入，在获得信息、条件逐渐 明确之后再考虑是否进一步投资，而柔性期权为了应对未来可能出现的各种情 况，投资者一般需要投入较多的资金。当然，在项目的进行期间，递增期权可能 还需要额外的投资，而柔性期权可以利用初始投资时投入的已有资源。 2 2 2 t r i g e o r g i s 对实物期权的分类 目前对实物期权的类别使用较多的是t r i g e o r g i s 在1 9 9 6 年提出的。根据实 物期权的特点和其所带来的不同的经营灵活性，t r i g e o r g i s 将实物期权分为七 种类型：推迟期权、放弃期权、转换期权、变更期权、增长期权、分段期权和复 合期权。 ( 1 ) 推迟期权 推迟期权是指项目的投资者有推迟项目投资的权利，等待有利时机以接受更 多的新信息，以解决现阶段项目投资所面临的一些不确定因素。也就是说，投资 时机的选择具有一定的灵活性，对于某些投资项目，不必立即进行投资，通过一 段时间的等待之后，投资者可以得到关于市场、成本、价格、项目发展前景等一 些新信息，选择有利的时机进行投资。 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 例如：某公司要推出一项新产品，管理者可以选择现在推出这种产品，也可 以推迟以等待时机再推出这种产品；房地产开发商购买土地之后，可以选择现在 立即对土地进行开发，也可以选择推迟到未来的某个时间，待时机成熟以后再对 土地进行开发。 推迟期权意味着投资者要放弃早期的现金流量，而且还可能会失去先动优 势，但是如果等待的话，投资者可能会以更有利的条件和更成熟的时机来进行投 资。如果现阶段立即投资，虽然投资者可以在早期就实现现金流量并且还可能具 有先动优势，但是可能面临不利的条件和并不成熟的时机，从而牺牲了这个延迟 期权的价值，其损失部分就是该投资项目的机会成本。因此，推迟期权能够将投 资项目的损失限制在一定范围之内，使用实物期权方法评估投资项目的结果，会 使投资者投资于很多被传统投资决策方法放弃的不可回收投资项目。具有推迟期 权的典型行业是房地产开发业和自然资源开采行业等。 ( 2 ) 放弃期权 放弃期权是指在实施某项目之后，如果项目的收益不足以弥补投入的成本或 者市场条件不好，投资者可以放弃对项目的进一步投资从而获得放弃残值。放弃 残值就相当于执行价格。也就是说，当市场条件出现恶化情况，并且预计未来很 长一段时间不会出现好转，而维持成本过高，使得投资者无利可图且亏损严重， 则会选择放弃投资。 放弃期权的价值可能涉及到两个方面：该项目的设备和其它资产等在二手市 场上再出售的价值，或者把这些资产投入到其它项目中以获取更高的效率。当将 项目的设备和其它资产等在二手市场上出售时，该项目的市场价值就是放弃价 值；当将这些资产投入到其它项目中，其机会成本就是放弃价值。一般来说，投 资项目中可能的现金流量变化越大，放弃期权的价值就越大。放弃期权对于需要 长期建设的资本密集型项目( 例如核电站) 和研发密集型产业( 例如制药业) 等 行业是十分重要的。 ( 3 ) 转换期权 转换期权是指在未来的一定时间内，根据未来市场的需求变化，项目的投资 者有权在多种投资方案之间进行转换。在项目投资过程中，可以投入不同的生产 要素，而生产特定的产品；或者投入相同的生产要素，而有不同产品组合的产出。 随着产品价格或市场需求的变化，投资者可以改变设备的产出组合( 产品灵活 第2 章实物期权理论概述 性) ，也可以使用不同类型的投入得到相应的产出( 工艺灵活性) ，或是变换所使 用的原料( 原料灵活性) ，从而选择对自己最有利的方案。广义的转换期权是指 变换多种投资方案的灵活性。 例如：兼用船是一种在干散货市场和液体散货市场都能够运营的船型，利用 转换期权，可以根据航运市场的变化在干散货船和液体散货船之间进行转换，从 而减少航运市场变化带来的损失。 转换期权是投资成本的一部分，一旦决定执行转换，则转换的价值就取决于 项目所处的状态和拥有的转换期权，这是传统的投资决策工具很难处理的问题。 ( 4 ) 变更期权 变更期权是指在未来的一定时间内，根据未来市场的需求变化，项目的投资 者有权改变项目的投资规模。真实市场是变化的、不确定的和交互竞争的，而最 优规模也不是一成不变的，变更期权也就是在项1 7 i 规划之初赋予的投资规模变动 的灵活性，可以分为三种类型：扩张期权、收缩期权、停止和重启期权。 扩张期权是指在未来的一定时间内，根据未来市场的需求变化，如果项目发 展的好，市场条件比预期的更有利，项目的投资者有权增加投资资金，扩大项目 的投资规模。扩张期权可以使公司利用未来的一些增长机会，例如：投资者投入 资金进行新产品的开发、房地产开发商买入土地以待开发等，因此扩张期权具有 战略性的意义。 收缩期权与扩张期权相对应，是指是指在未来的一定时间内，根据未来市场 的需求变化，如果项目出现亏损或者发展不好等情况，市场条件比预期的差，项 目的投资者有权减少支出，收缩项目的投资规模，从而降低投资的风险。 停止和重启期权是指是指在未来的一定时间内，根据未来市场的需求变化， 如果项目出现严重的亏损或者条件十分不利等极端的情况下，项目的投资者有权 停止项目的投资，待到有利的时机出现的情况下，再重新启动项目投资。 变更期权的典型行业是服装、电器、周期性行业、自然资源行业、房地产行 业等。 ( 5 ) 增长期权 增长期权是指项目的投资者获得初始的投资成功后，在未来的一定时间内， 能够获得一些新的投资机会。投资者早期的战略性投资，可能本身未必能产生直 接的现金流甚至净现值为负值，但是可以通过投资获得宝贵的管理经验，同时， 基于实物期权理论的港口柔性决策研究 作为未来投资的基础投资，利用早期投资的基础设施可以开创未来的一系列相关 投资机会。由此可见，先期投资通常是拥有增长期权的关键，早期投资项目的价 值是来自于项目本身所能够提供的未来投资机会的价值。因此，增长期权具有十 分重要的战略意义。 增长期权在高科技产业的研发、制药产业的研发、基础设施投资、战略性投 资、跨国进入新市场和战略兼并等方面有重要的利用价值。 ( 6 ) 分段期权 投资是一种连续性和阶段性相结合的投资，分阶段的进行一系列投资，在每 一阶段的投资，决定了下一期是否继续投资，在每一个决策点投资者都可以根据 获取的新信息决定是放弃还是继续，这种分阶段的决策柔性可以看作是前一阶段 的投资取得了后一阶段的投资机会，具有期权的价值。 分段期权多应用于高度不确定性的风险行业、研发密集行业和长期开发行 业。例如：投资风险项目的风险基金，往往分阶段进行投资，而不是在投资初期 就支付全部的资金，因为这样可以提高经营者利用资金的效率，也可以在条件不 利于项目发展的情况下及时的停止投资，以免带来更严重的损失。在市场未来发 展不确定的情况下做出长期的投资决策具有较大的盲目性，随着时间的推移逐渐 获得新信息，这些涉及到项目发展的重要信息不用来调整下一步的行动也是对资 源的浪费。所以分段期权具有十分重要的战略价值。 ( 7 ) 复合期权 现实中的项目设计的往往不是孤立的一个期权，而是交叉涉及多个期权，复 合期权就是上述多种实物期权的不同组合，也就是说投资者可以根据市场的需求 变化，选择多种实物期权的组合，这样使得投资更加具有灵活性。一般情况下， 不同实物期权的组合价值并不是各个期权价值的简单累加，期权之间会产生相互 影响，这时需要考虑它们之间相互加强或削弱的作用。复合期权的价值评估是比 较复杂的。 2 3 实物期权定价方法 实物期权定价方法是使用实物期权进行决策的核心问题，只有精确的对实物 期权的价值进行评估，投资者才有依据进行决策。 第2 章实物期权理论概述 2 3 1 实物期权定价理论基础 金融期权是实物期权的基础，因此，需要首先分析金融期权定价方面的理论 基础。金融期权定价的理论基础来自于金融市场，分别是无套利均衡原理、风险 中性定价原理、完全市场和有效市场。 ( 1 ) 无套利均衡原理。由莫迪格利亚尼和米勒首先提出无套利均衡假设。 关于套利的一个学术性的定义是由戴布维格和罗斯提出的，“保证在某些偶然的 情况下，不需要有净投资，就可以获得正报酬而没有付报酬的可能性 。也就是 说，套利存在一个无风险的收益和一个自融资策略。在一个完全竞争的市场体系 中，只要存在着套利机会，投资者会立刻利用这种无风险的套利机会来赢得利润， 随着套利者的参与，套利空间逐渐减少直至消失，就形成了各种资产的均衡价格 ( 无套利均衡价格) ，这就是所谓的无套利均衡。由此可见，套利是推动金融市 场均衡的决定性因素。 。 ( 2 ) 风险中性定价原理。风险中性是介于风险喜好和风险厌恶二者之间的 一个概念，在风