水电运行资本规划优化技术

［加拿大］B.内金斯

1 概述

1.1 价值投资

本文“投资”是指一般意义上的术语:它可以是资产的置换、重新设计、部分变更或改造、资产互换，甚至可以指诸如重新培训员工使用不同方式运营资产这类“软”投资。对每一种投资方案给公司带来的价值进行量化是面临的主要挑战。资产集约化通常是指时间集约化(随投资时机变化)，并包含一个较大的降低风险的组件。

建立价值函数是评价投资最全面的方法，其中每一项投资收益均用中性货币化尺度进行衡量，然后按公司的优先顺序对各种收益进行加权评估，安全效益权重应大于信誉效益。

1.2 价值最大化

当投资组合中有多个竞争项目时，首要目标是挑选那些可给公司提供最高总市值的投资组合，同时要重视投资组合、个人投资及受投资影响的资产中所有的约束条件，例如在计划中断期执行任务的需要。

图1 示范投资组合

2 优先与优化

大多数公司会使用相对简单的方法，优先选择那些可获得批准的投资方案。在图1的例子中，一个投资组合包含4个项目，每个“方框”表示成本为1000欧元，投资收益取决于投资的起始时间，年预算约束最多为3000欧元。

2.1 通过价值和极限值排序

最简单的优化方法就是通过价值，同时结合预算约束的极限值对项目进行排序。在本案例中，价值排序为1，2，3，4，而极限值排在投资1之后，原因是投资1和投资3不可能同时进行。因此，所选投资组合总价值应为13200欧元。

2.2 对价值重新排序

如果允许对投资对象进行重新排序以“填补”3000欧元约束下剩余的投资容量，则可添加第2年的投资2以便更好地利用投资容量(见图2)。将投资1和投资2相加便可得到15200欧元投资价值。

图2 价值排名

2.3 价值/成本排序

价值/成本是投资常用的排序指标。在此，投资3排名最高，其次是投资4、投资1和投资2。只要对排序和极限值进行简单分析，即选出投资3和投资4，两项投资总价值为14000欧元。如果通过重新排序来更好地利用投资容量，加上1 a后的投资2，则投资总价值可达16000欧元，如图3所示。

图3 投资价值/成本排序

2.4 优 化

上述排序通常属于优先投资的范畴，一般使用简单的规则对投资进行排序并选出最佳投资组合。但基于运筹学，还可根据约束条件对投资对象进行其他组合，其中有些组合可能产生更高的整体价值。在图4中，投资对象3和4是新组合，这两种投资组合的总价值高于前面用排序技术选出的组合。

图4 优化过程

应注意的是，最理想的投资对象4并不包括得分最高的个人投资，尽管其投资价值最高，但不会用完第1年所有的资源。这种与正常预期相反的结果证明了高级优化技术对获取投资组合实际最大价值的必要性。

3 优化技术

线性规划是目前最常见且最成功的优化技术，它流行于20世纪40年代末，当时B.G.丹齐克还提出了便于计算机解决复杂现实问题的单纯形法。这些技术虽然一直在金融和业务部门广泛使用，但直到目前才被资产管理界用以解决维护、投资和备件优化方面的问题。

简单来说，单纯形法旨在对优化问题的目标和约束进行大型方程组求解，通过对一个多面体中所有条件和约束因子进行评估和汇聚，得出最可能的极值点。如图5所示。

图5 单纯形法多面体

在资产规划和管理背景下，线性规划技术因为可以考虑大批量的投资对象，并能兼顾投资条件，从而成为资产投资和管理中最实用的优化技术。举例来说，一个温和的投资组合包含20个投资对象，若从2 a中任何一个月开始投资，则有10000种组合的可能。由于投资对象竞争的不仅仅是资本，而且还包括各种具体的劳动力资源，因此在现实生活中，投资组合要服从很多约束条件，组合将更为复杂。随着时间的推移，基础资产失效的风险会加大，当风险大到不可接受的阀值时，就有可能引发投资需求，而不会考虑投资的整体效益价值。基础资产的成本、风险和效益价值均随时间变化，从而使投资优化面临更大的挑战。最后，投资组合可能会形成一个由一次性投资项目和多年投资项目组成的混合投资方案，其中，一次性项目往往要求在“是/延迟/否”中给出一个明确的答案，而多年投资方案可按不同速度执行。

4 结语

资产管理新标准，如近期颁布的ISO 55000，鼓励利用自下而上、风险指引和多时变决策技术以达到真实的最佳效果。另外，良好的管理表明每个投资对象应该有多种选择(或替代方案)以供参考。在此背景下，由于约束条件复杂加上需要处理的数据庞大，传统优化技术往往不能提供尽可能高的投资价值。线性规划技术则可显著提高决策的速度和质量，并允许对投资对象作敏感性分析和多方案研究，否则投资方案会过于复杂和耗时。在类似水电这种监管严格的投资环境中，对所有的投资决策须持审慎态度，这一点至关重要。本文介绍的水电运行资本规划优化新技术有利于水电运营商优化、记录和捍卫自己的投资决策。