Анализ чувствительности: торнадо-диаграмма и паук-диаграмма

Анализ чувствительности показывает, от каких исходных данных результат модели зависит сильнее всего. Самый наглядный способ — торнадо-диаграмма: факторы упорядочены по величине влияния, а длина полосы показывает размах результата при изменении фактора. Детерминированный анализ меняет факторы по одному, вероятностный использует результаты симуляции Монте-Карло и учитывает одновременное изменение всех факторов.

Модель с десятками исходных данных трудно понять целиком. Анализ чувствительности отвечает на практический вопрос: на какие факторы обратить внимание в первую очередь — уточнить оценки, договориться о фиксированной цене, захеджировать, добавить резерв. Разберем основные способы на модели NPV из статьи «Анализ рисков инвестиционного проекта»: шесть факторов, расчетный NPV — 862 млн руб.

Детерминированная торнадо-диаграмма

Каждый фактор по очереди ставят на низкое значение (P10 его распределения), затем на высокое (P90), остальные оставляют на наиболее вероятных значениях, и записывают NPV.

Цена продукции4011 129Удельные затраты5161 062Объем продаж623977Рост объема749941Капитальныезатраты745910Постоянные затраты8348786008001 000NPV при P10 и P90 фактора, млн руб.
NPV при значении фактора на уровне P10 и P90 и наиболее вероятных значениях остальных факторов, млн руб. Вертикальная линия — расчетный NPV 862 млн руб.

Цена продукции дает самый большой размах: от 401 до 1 129 млн руб. Удельные затраты — на втором месте (от 1 062 до 516), объем продаж — на третьем. Постоянные затраты почти не влияют. Такая диаграмма строится в любой модели без специальных программ, но у нее есть ограничения:

  • она показывает влияние каждого фактора при остальных на «наиболее вероятных» значениях, а такое сочетание само по себе маловероятно;
  • она не учитывает одновременное изменение факторов и связи между ними;
  • центр диаграммы — расчетный NPV, который, как показала симуляция, заметно выше ожидаемого;
  • рисковые события (произошло или нет) в такую схему вписываются плохо.

Паук-диаграмма

Паук-диаграмма показывает ту же информацию подробнее: как меняется NPV, когда фактор проходит весь свой диапазон от P5 до P95.

4006008001 0001 200Капитальные затратыЦена продукцииОбъем продажРост объемаУдельные затратыПостоянные затраты20406080Процентиль фактора, %
NPV в зависимости от процентиля каждого фактора при наиболее вероятных значениях остальных, млн руб.

Крутизна линии — чувствительность, длина по вертикали — размах. Линия цены самая крутая. Линии затрат идут вниз: чем выше затраты, тем ниже NPV. Почти горизонтальная линия постоянных затрат подсказывает, что этот фактор можно оставить числом. Паук-диаграмма особенно полезна, когда зависимость нелинейна: например, при пороговых эффектах или ограничениях мощности линия ломается, и это сразу видно.

Вероятностная торнадо-диаграмма

После симуляции Монте-Карло чувствительность можно оценить по результатам всех сценариев сразу. Для каждого фактора берут сценарии, в которых он оказался в нижних 10 % своего диапазона, и сценарии, в которых он в верхних 10 %, и сравнивают средний NPV в этих двух группах.

Цена продукции1421 035Удельные затраты247928Объем продаж389813Рост объема497717Капитальныезатраты522715Постоянные затраты5896562004006008001 000Средний NPV, млн руб.
Средний NPV по сценариям симуляции, в которых фактор находится в нижних и верхних 10 % своего диапазона, млн руб. Вертикальная линия — средний NPV 621 млн руб.

Порядок факторов в этом примере тот же, но цифры другие: при низкой цене средний NPV падает до 142 млн руб., а не до 401. Причина в том, что остальные факторы в этих сценариях не застыли на наиболее вероятных значениях, а сами меняются, и в среднем — в неблагоприятную сторону. Вероятностная диаграмма учитывает несимметричные диапазоны, корреляции и рисковые события и центрирована на реальном ожидаемом результате. Если факторы связаны, порядок в детерминированной и вероятностной диаграммах может различаться.

Какой способ выбрать

СпособКогда подходитОграничения
Изменение на ±10 %Быстрая проверка формул моделиИгнорирует реальные диапазоны факторов
Детерминированное торнадо (P10–P90)Выбор факторов, которые стоит описать распределениямиФакторы меняются по одному, нет корреляций и рисков
Паук-диаграммаПоиск нелинейных и пороговых эффектовТе же, что у детерминированного торнадо; плохо читается при многих факторах
Вероятностное торнадоИтоговый отчет, выбор мероприятийНужна симуляция Монте-Карло
Диаграмма рассеянияДетальный анализ связи одного фактора с результатомПо одному фактору за раз

Практичная последовательность: детерминированное торнадо на этапе построения модели, чтобы решить, какие факторы описывать распределениями, а вероятностное торнадо — в итоговом отчете.

Анализ чувствительности в МоделРиск

В МоделРиск исходные данные помечаются функцией VoseInput, а результат — VoseOutput. После симуляции окно результатов строит торнадо-диаграммы (по условному среднему и по ранговой корреляции), паук-диаграммы и диаграммы рассеяния для любой пары «фактор — результат».

МоделРиск: торнадо-диаграмма для NPV в окне результатов
МоделРиск: торнадо-диаграмма для NPV в окне результатов симуляции.

Простой пример построения торнадо-диаграммы на обычных формулах Excel — в статье «Метод Монте-Карло в Excel».

Частые вопросы

Что такое торнадо-диаграмма?

Это горизонтальная столбчатая диаграмма, в которой каждый фактор модели показан полосой: ее концы — значения результата при низком и высоком значении фактора. Полосы упорядочены от самой длинной к самой короткой, поэтому диаграмма похожа на воронку торнадо.

Почему нельзя менять все факторы на ±10 %?

У разных факторов разная неопределенность: цена может отклониться на 15 %, а ставка налога — на ноль. Одинаковые ±10 % показывают, насколько модель чувствительна к фактору, но не насколько он опасен. Правильнее менять каждый фактор в пределах его реального диапазона, например от P10 до P90.

Чем паук-диаграмма лучше торнадо?

Паук-диаграмма показывает не только размах, но и форму зависимости: линейная она или нет, есть ли пороговые эффекты. Торнадо компактнее и лучше подходит для презентации руководству.

Какой вид торнадо-диаграммы выбрать после симуляции?

Самый понятный — по условному среднему: средний результат, когда фактор находится в нижней или верхней части своего диапазона. Он измеряется в тех же единицах, что и результат. Торнадо по ранговой корреляции компактнее, но значения от −1 до 1 труднее объяснить и они искажаются, если факторы коррелированы.

30дней

МоделРиск

МоделРиск — надстройка Excel для анализа рисков методом Монте-Карло. Пробная версия на 30 дней без ограничений.

Скачать МоделРиск бесплатно →

Тимур Купеев

Директор ООО «Стратегия Риска»

Руководит разработкой и внедрением МоделРиск, Тамары и Пеликана и проектами по количественному анализу рисков в промышленных, энергетических и финансовых компаниях.