إدارة المحـافظ االستثماريـة باستخـدام البرمجـة التربيعيـة الدكتورة بشرى سماقيـة مدرسـة في قسم االحصاء والبرمجة كلية االقتصاد جامعة حلـب -حلـب الملخص اختيـار المحظةــة االســتةمار ة portfolioهــو مــن الجمــااس ا ساســية المســتخدمة في ا سواق المالية الحديةة والمتضـمجة جسـةة كبيـرم مـن المخـا رمد وقـد يكتـب فـي مجـا تحلي ــل المح ــافث االس ــتةمار ة العدي ــد م ــن المقلظ ــاج ولل ــن ت بيـ ـ البرمج ــة التر يعي ــة ) ،Quadratic Programming (QPالتـي هـي مـن مسـالل المةلويـاج ليـر الخ يـة ، Non-Linear Optimization Problemاليج ــاد ايختي ــار ا مة ــل للمح ــافث االستة مار ة هو من الت بيقاج الهامة والواقعية والممتعة التي كتبج في هاا المجا د لق ــد قمج ــا ف ــي ه ــاا الةح ــك ةع ــرت المسـ ـ لة كبرج ــامل تر يع ــي ة ــم ايج ــاد الب ــدالل المختلظــة لهــاص الصــيكة والــب حســب رلةــة المســتةمر وقدرتــم لــا المخــا رم كمــا قمجــا بت بيـ ـ المس ـ لة حاســو ياخ ةاســتخدام Excel Spreadsheets لــا البياجــاج التار خيــة الظعلية لةالك شركاج المية ,شركة IBMو Walmartو Southern Electricد الكلمات المفتاحية: البرمجة التر يعية ,المحظةة االستةمار ة المةلا ،مسالل المةلوياج ،العالد والمخا رم د 1 مقدمة: يمكــن تعر ــو جمــواس المحظةــة االســتةمار ة لــا الشــكل التــالي ،لــدم مســتةمر مبل ــع مع ــين م ــن الم ــا و ر ــد اس ــتةمارص ف ــي مجمو ــاج مختلظ ــة م ــن وس ــالل االس ــتةمار المتاح ــة مة ــل ا س ــهم ،الس ــجداج ،الس ــل ،دد ةل ــة وال ــب لظتـ ـرم مجي ــة معيج ــةد ةن ه ــد المس ـ ــتةمر ة ـ ــال ة اختي ـ ــار وس ـ ــيلة االس ـ ــتةمار ة و وس ـ ــالل االس ـ ــتةمار االســتةمار ةا التــي تحق ـ بـر المــا المحظة ـ ــة لبــر الــد ممكــن وفــي الوقــج جظســم قــل جســةة مــن المخــا رم تحقيـ هــدفين متجاقضــين ،وججـد فــي الواقـ و لــا ا للــب ن المحــافث االســتةمار ة ااج العوالــد ا لبــر هــي التــي تحمــل جســةة لبــر مــن المخــا رم العالــد لا االستةمار يتجاسب رداخ م درجة المخا رم التي يحملها هـاا االسـتةمارد ةااخ لـا المستةمر تحديد جسةة المةالع التي سيستةمرها في كـل جـوم مـن وسـالل االسـتةمار ةحيـك يحق هاين الهدفين المتجاقضيند هدف البحث وأهميته: ةن هد االستةمار ة في الةحك مسا دم المستةمر لا االختيار ا مةل لمحظةتـم صر االقتصاد المالي الحديك ويكون الب بتحو ل المشكلة ةلا مس لة ةسي ة جداخ ن ر صيالتها كمس لة برمجة تر يعيـم التي هي من مساةل المةلوياج ومن ةم ت و ر جمواس يع ي حلوالخ مةلوية فضل وت بي حاسو ياخ هاص الجمااس لا حد برامل شركة Microsoftالمتوفر لدم الجمي برجامل الـ excel وهو برجامل مرن وسهل االستخدام مقارجة م برامل المةلوياج ا خرم مةالخ برجامل LINDO1 for Windowsوهو برجامل المي مستخدم ةكةرم فضالخ ن برجامل الـ excelد وهمية الةحك ت تي من جاحيتم الت بيقية في الواق العملي وخاصة ت بيقاتم في سواق الما الحديةة البورصة فةاستخدام هاص ال رق الر اضية يتم تقديم لا مستوم من الخدمة للمستةمر ةمسا دتم في اتخاا القرار ا مةل لعمليتم االستةمار ة في ةل المجافسة الحرم سواء المحلية و العالميةد --------------------------------------------1متوفر على العنوان التالي www.LINDO.com 2 تطبيـــــع واقعـــــ :يـ ـ ـراد اس ـ ــتةمار مبل ـ ــع $1000ف ـ ــي شـ ـ ـراء س ـ ــهم ة ـ ــالك ش ـ ــركاج ) IBM(IBMو ) Walmart(WMTو ) Southern Electric (SEHIلظتـ ـرم مجي ــة معيجة ولتلن شهرد الجــدو ة1ا يبــين البياجــاج التار خيــة لســعر الســهم فــي كــل شــركة فــي جهايــة كــل شــهر ) (closing Pricesا تةا اخر من شهر ج 2000/1حتا ج 2001/2د والجدو ة2ا يبين العالد الشهر ~riللل شركة (i=1,2,3) iخال الظترم المدروسةد ويقصــد ةالعالــد مــايلي :ةظــرت ن مبلك ـاخ وقــدرص Diوحــدم جقديــة تــم اســتةمارص فــي حــد ا صو iوةعـد مـرور فتـرم مجيـة معيجـة صـةب المبلـع 1.3Diفيكـون العالـد فـي جهايـة هاص الظترم 0.3د العائد Return Closing Prices SEHI 1.62 1.06 0.94 1 0.94 1.44 1.7 2.54 2.39 3.12 2.98 1.9 1.75 1.8 WMT 45.4 52.2 53.1 56.8 50.1 50.5 51.7 51.8 48.8 55.9 48.1 49.5 51.4 55.2 SEHI IBM 98.5 93.5 85 112 99.9 96.18 115.1 111.8 113.5 105.2 99.95 91.72 108.1 115.6 Oct-00 Nov-00 Dec-00 Jan-01 Feb-01 Mar-01 Apr-01 May-01 Jun-01 Jul-01 Aug-01 Sep-01 Oct-01 Nov-01 WMT IBM -0.346 0.150 -0.051 -0.113 0.018 -0.091 0.064 0.069 0.318 -0.060 -0.118 -0.108 0.532 0.008 -0.037 0.181 0.025 0.197 0.494 0.000 -0.029 -0.059 -0.057 0.015 0.305 0.145 -0.073 -0.045 -0.140 -0.050 -0.362 0.030 -0.082 -0.079 0.038 0.178 0.029 0.073 0.070 Nov-00 Dec-00 Jan-01 Feb-01 Mar-01 Apr-01 May-01 Jun-01 Jul-01 Aug-01 Sep-01 Oct-01 Nov-01 الجدو ة2ا الجدو ة1ا 3 هــو تحديــد جســب التو ـ ا مةــل للمبلــع المــاكور لــا وســالل االســتةمار ةحيــك الهــد يكون جصر المخا رم قل مايمكن ة المخا رم في دم تحقي هاا العالـد اد مـ العلـم ن هـ ــاا الشـ ــخن ير ـ ــد ن يحق ـ ـ الـ ــداخ ةمقـ ــدار 5%لـ ــا ا قـ ــل مـ ــن هـ ــاص العمليـ ــة االستةمار ة و ن اليتجاو الج ء المخصن لالستةمار في كل شركة مـن الشـركاج ـن 75%من ر الما د صياغة نموذج المحفظة االستثمارية: لتلن لديجا متكيراج القرار التالية x1الج ء المستةمر من ر الما في سهم شركة IBMد x3الج ء المستةمر من ر الما في سهم شركة SEHIد x 2الج ء المستةمر من ر الما في سهم شركة WMTد ةظرت -1ةمكاجية شراء المستةمر ية كمية من ا سهمد -2دم السماح ةالبي لا المكشو short saleد -3دم وجود مصار و مولةد تصاغ الشروط المظروضة لا المس لة كالتالي شرط استةمار المبلع ة لملم شرط العالدحيك تد 3 x 1 i xi 0.05 i i 1 3 r i 1 riلا وس ي سعر السهم للشركة iخال الظترم المدروسةد 4 -شروط دم السلبية و شروط الجسةة المستةمرم في كل شركة i ما ةالجسةة لصيالة تاة الهد الم روح كيو يمكن قيا لقــد قــام Markowitzمقس ـ 0 xi 0.75 وهـو جعـل جصـر المخـا رم صـكر مـايمكن ،فالسـقا المخا رم كمياخ؟د الجةر ــة الحديةــة يدارم المحــافث االســتةمار ة ،ةصــيالتم جص ــر المخ ــا رم ةمق ــدار التة ــاين ف ــي ال ــد اللالس ــيكية ) (Markowitz,1952ةقي ــا المحظةة االستةمار ةد والب لا الشكل التالي: 2 3 3 3 ~ ~ Var ri x i E ri x i ri x i i 1 i 1 i 1 3 ~ E ri ri x i i 1 ~ 3 r j r j x j j 1 ~ x i x j E ~ri ri rj rj 3 3 i 1 j 1 x i x j ij 3 j 1 3 i 1 حيــك ijهــو تمــام التةــاين covarianceلعالــد الشــركة iمـ الشــركة jد والهــد هــو جعل التةاين صكر مايمكند وةاستخدام المصظوفاج وا شعة يمكن كتاةة تاة الهد XT Q X min حيك تمةل Qمصظوفة تمام التةاين للت بي المدرو SEHI 0.0011 0.0045 0.0627 WMT 0.0034 0.0059 0.0045 IBM 0.0171 0.0034 0.0011 كما يلي: ةعادها : 3×3 Covar.Matrix = Q IBM WMT SEHI الجدو ة3ا 5 و Xشعام متكيراج القرار x1 X x 2 x 3 حل نموذج المحفظة االستثمارية باستخدام : Excel Spreadsheets يكتب الشكل العام للمس لة ،وهو ةارم ن برجامل تر يعي كما يلي: n n min xi x j ij i 1 j 1 s .t . n b i 1 r x i i 1 n i x i 1 0 xi u i , i 1, ..., n حيك تد bلا الجسةة الملوية للعالد المراد الوصو ةليم ةةالجسةة لر و uiلا الحد ا الما اد لا لإلستةمار في الشركة iد هجــاب اللةيــر مــن الخوار ميــاج والب ـرامل الحاســو ية لحــل مةــل هــاا الجــوم مــن DS for ، المســالل المةلويــة ،فعلــا ســبيل المةــا ال الحصــر LINDO ، GAMS Windowsو يضـ ـاخ ال ـ ـ solverف ــي برج ــامل ال ـ ـ Excelوق ــد ت ــم اختيارج ــا ل ــا Excel لسهولة استخدامم وتوفرص لدم الجمي د ججد الحل ا مةل للبرجامل التر يعي الماكور ةاستخدام الـ solverكما يلي: x1 0.4941, x2 0 , x3 0.5059 كما هو ماكور فية الشكل 1ا الا يبين تظاصيل الحل حاسو ياخد ســهم مــن شــركة IBMةمقــدار 49%تقر ةـاخ مــن ر سـو يـتم شـراء المــا و 51%مــن شــركة SEHI والعالد الشهر المتوق من هاص العملية االسةمار ة هو 5%من ر الما 6 cell B18 G16 G23 G18 G19 G20 Formula =SUMPRODUCT(MMULT(G21:I21;G18:I20);G21:I21) =AVERAGE(G3:G15) =G16*G21 =COVAR(G4:G15;$G$4:$G$15) =COVAR(G4:G15;$H$4:$H$15) =COVAR(G4:G15;$I$4:$I$15) ا1الشكل ة 7 Copy to --H16:I16 H23:I23 H18:I18 H19:I19 H20:I20 ما قيمة تاة الهد االجح ار التةاين في العالد الشـهر فهـو حـوالي 0.0207وهـاا يعجـي ن 14.4%د المعيار هو .0207 0.144 ةاا فرضـ ــجا ن العوالـ ــد تخض ـ ـ للتو ـ ـ ال بيعـ ــي بوس ـ ـ حسـ ــابي قـ ــدرص 5%واجح ـ ـ ار معيــار ةمقــدار 14.4%جدلــا يمكججــا القــو وةاحتم ـا قــدرص 0.95ن العالــد المتوق ـ في ا شهر القادمة يتراوح بين ] [ -23.22% , +33.22%د تحليل النتائج: جالح ــث م ــن ج ــدو تحلي ــل الحساس ــية ةاجة ــر الج ــدو 4ا وحس ــب مض ــروب الل ـراجل ن ك ــل ــادم فــي ال ــد المحظة ــة ةمقــدار 1%ت ــقد ةل ــا ــادم فــي التةــاين ةالمخــا رما ةمقــدار 0.09633تقر ة ـاخد يص ــةب 0.11703واالجحـ ـ ار 2 التةــاين الجديــد ةعــد ال ــادم فــي العالــد ســو المعي ــار 34.21%تقر ةـ ـاخد ولل ــن ج ــود ن جج ــوص ن ه ــاص ا رقام تقر بية جة اخر ل بيعة تاة الهـد ةاالجحـدارا فـي البرجـامل التر ةعـي فال ـادم ليـر ةابتـ ــة كمـ ــا فـ ــي البرمجـ ــة الخ يـ ــةد وااا كسـ ــج هـ ــاص الحقيقـ ــة لـ ــا جمـ ــواس المحظةـ ــة االســتةمار ة يمكــن تمةيــل العالقــة بــين العالــد و جصــر المخــا رم التةــاين بتــاة ســي كما هو واضب من الشكل ة2ا الا يسما (Eppen, 1998) efficient frontierد Reduced Gradient 0 0.01 0 Lagrange Multiplier -0.0067 0.9633 Microsoft Excel 10.0 Sensitivity Report Adjustable Cells Cell Name Final Value $G$21 X% IBM 49% $H$21 X% WMT 0% $I$21 X% SEHI 51% Constraints Cell Name Final Value $J$21 Stock% 1 $J$23 Total return 0.05 الجدو ة 4ا ------------------------------------------------------ 2تضييق الشرط يؤذي الحل أي تسوء قيمة تابع الهدف. 8 التباين var 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 العائد المتوقع b الشكل ة2ا تطوير حل بديل ومقارنة النتائج: ةعـد تعديلـم والـب ة ـرح التةـاين لقد قمجا بت ـو ر جمـواس يسـعا ةلـا تعةـيم تـاة الهـد من العالد االجمالي لا الشكل التالي n ij n n r x - x x j i i 1 j 1 i i max i 1 وم المحافةة لا الشروط الخ ية جظسهاد جتيجة ت بي هاا الجمواس المعد ةاسـتخدام ال ـ solverتـم الحصـو التالي لـا الحـل ا مةـل x1 0.25, x 2 0 , x3 0.75 و لــا جســةة مــن مخــا رم ةمقــدار 0.0367و الــد اجمــالي للمحظةــة ةمقــدار 0.06177 حـوالي 6.2%وهـو لبــر الـد يمكـن تحقيقــم ضـمن شـروط المحظةــة و ـد ةمقــدار 1.2%ن العالد السـاب وةـال ة يتضـمن جصـر مخـا رم لبـر جةر ـاخ وللـن ةالمقابـل ادم في العالد ن الجمواس الساب ةمقدار اليقل ن 25%د وةاستخدام هاا الجمواس تم الحصو لا الد فعلـي فـي الظتـرم ال مجيـة التاليـة شـهر كــاجون ا و 2001ةمقــدار 20%بيجمــا حســب الجمــواس الســاب كــان العالــد الظعلــي فــي 9 هاص الظترم ةمقدار 15%كما هو مبين في الجدو ة5ا الا ججد فيم العوالد الظعليـة فـي الشهور الةالةة التالية للظترم المدروسة و الد كل من المحظةتين المقترحتيند عائد المحفظة األولى عائد المحفظة الثانية العائد Closing Prices IBM SEHI SEHI WMT 20% 15% 0.25 -3% -5% 0 1% -2% 0.04 2.3 0.047 0.044 2.3 -0.11 0.042 2.3 -0.09 0.034 WMT 58 60 62 IBM Dec-01 121 Jan-02 107.9 Feb-02 98.12 الجدو ة5ا ةااخ تم تحقي الد فعلي لا بجسةة 30%في المحظةة الةاجية ن ا ولا كمـا جالحـث من الجدو الساب ن المحظةة الةاجية قد دج ةلـا جتـالل فضـل يضـاخ ةالجسـةة لشـهر كاجون الةاجي وشـةاط مـن ـام 2002د وللـن البـد ن ججـوص جـم يظضـل التقـدير لظتـرم تاليـة واحدم فق ةالجسةة للل من الجمواجين جة اخر ل بيعة التقلةاج الظجالية في سوق الما د 3 يمكججـ ــا تصـ ــجيو هـ ــاين الجمـ ــواجين حسـ ــب جم ـ ـ و بيعـ ــة المسـ ــتةمر فهجـ ــاب المسـتةمر الـا يسـت ي تحمـل المخـا رم Risk – Seekerمـن جـل الـد جسـبي لـا و ج بـ ليــم الجمــواس الةــاجي لمـاخ ةـ ن الجمــواس المــاكور ي خــا ةعــين اال تةــار جصــر المخ ــا رم وةش ــكل ق ــو كم ــا يقك ــد ت ــاة اله ــد والش ــروط الخ ي ــة ةا ي ــتم ايج ــاد جق ــة الت ـوا ن بــين العوالــد والمخــا رم بيجمــا يج ب ـ الجمــواس ا و لــا جم ـ المســتةمر الــا يتججــب المخــا رم Risk – Averterمهمــا كاجــج الخســالر الجاتجــة ــن هــاا التشــاقم وت ةيرص لا العملية االستةمار ةد المراجع: -------------------------------------------------------------------------------------------------- 3مثالً لتقدير عائد شهر ك 2تعاد الحسابات السابقة اوتوماتيكيا ً بعد ادخال شهر ك 1ضمن الفترة المدروسة. 10 123- 4- 11 Eppen G.D. et al., 1998-Introductory Management Science, 5.ed., Prentice-Hall, Inc., 762 pages. Markowitz H., 1952 – Portfolio selection, Journal of finance, vol 7, pp: 77-91. Papahristodoulou C., 2002 –Optimal Portfolios using Linear Programming Models, Optimization Online Digest, October. Rardin R.L., 1998 – Optimization in Operations research, Prentice-Hall, Inc., 919 pages. On Optimal Portfolios using Quadratic Programming Models Dr. Boushra SOUMMAKIE Assistant Professor in statistics and informatics Department Aleppo University- Aleppo SYRIA Abstract Portfolio selection decision is a fundamental model in modern finance and indeed volumes have been written on this topic but applying a nonlinear program like Quadratic Programming provide an important, fascinating practice on the Portfolio selection problem. This paper illustrates the classical Quadratic Programming formulation applied by Markowitz which assumes that the investor is risk averter. We formulate a different portfolio risk measure with return maximization assuming a risk criterion according to the investor wishes. Historical data from three different International stocks IBM, WMT, and SEHI over 13 months is used to examine our approach and as expected, more efficient solution is provided. Moreover, the portfolio risk profile has been optimized by using the Solver in excel spreadsheets. Keywords: Quadratic Programming; optimal portfolios; Optimization; return and risk. 12
© Copyright 2026 Paperzz