Evolutionary multi-objective (3 or 4) optimization portfolio using fuzzy logic in Tehran Stock Exchange

Subject Areas : Journal of Investment Knowledge

Mohammad Javad  Salimi ¹ (Assistant Professor, Allameh Tabatab'i University)
Mirfeiz  FallahShams ² (Associate Professor, Islamic Azad University, Central Tehran Branch)
Hadi  Khajezadeh Dezfuli ³ (PhD Candidate in Finance from Allameh Tabataba'i University)

Received: 2018-06-28 Accepted : 2018-08-07 Published : 2020-08-22

Keywords: Post Modern Portfolio Theory, Evolutionary Multi-Objective Algorithm, Financial Modeling, Optimize Portfolio Selection, Fuzzy Logic,

Abstract :

The problem of portfolio optimization and stock selection is one of the major areas for financial investors in financial markets. In this paper, some of the challenges of simultaneously multi-objective portfolio optimization are addressed. Four different models are designed: a fuzzy multi-objective programming model has been used to consider the multi-criteria nature of stock selection and the uncertainty associated with the return on assets and a simple model for doing this. The models are designed in such a way that both the nature of the multiplicity of the problem of portfolio selection is considered and the considerations of the investor in the choice of portfolios are involved. After designing the evolutionary 3 and 4 objective models of portfolio optimization, multi-objective evolutionary algorithm NSGA-II was used to solve this models. Concretely, it optimizes return, the downside-risk, skewness and the Kurtosis of a given daily returns, taking into account budget, and investor constraints. Because of the NP-HARD nature of the above models, the NSGA-II proprietary algorithm was coded in the MATLAB, and after solving each model and extracting the Pareto frontier, the best portfolio on the Pareto front was selected based on the maximum Sortino ratio. Finally, the results of the obtained portfolios in both fuzzy and non-phase conditions were compared according to the trainer's ratio, and it was determined that the use of fuzzy logic in quadratic evolutionary algorithms, compared to a situation where fuzzy logic is not used in the design and use of these algorithms., Creates more favorable results.

References:

1. آمار و کاربردهای آن در مدیریت، دکتر عادل آذر، دکتر منصور مؤمنی، انتشارات سمت، 1382


2. تحقیق در عملیات پیشرفته «ویژه رشته مدیریت صنعتی کد رشته ۲۱۶۴» دکتری، مهدی خواجه‌‌زاده دزفولی، مدرسان شریف‏‫، ۱۳۹۵


3. رستمی محمدرضا، کلانتری محمود، بهزادی عادل؛ گشتاورهای مراتب بالاتر در بهینه‌سازی سبد سهام در محیط فازی؛ فصلنامه مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، دوره 6، شماره 24، پاییز 1394، صفحه 62-41


4. کاظمی میان گسکری، مینا؛ پاکیده کیخسرو و قلی‌زاده محمدحسن؛ بهینه‌یابی سبد سهام (کاربرد مدل ارزش در معرض ریسک برروی کارایی متقاطع)؛ فصلنامه علمی پژوهشی راهبرد مدیریت مالی، مقاله 7، دوره 5، شماره 2، شماره پیاپی 17، تابستان 1396، صفحه 183-159


5. نجفی، امیرعباس و پوراحمدی، زهرا، بهینه‌سازی پویای سبد سرمایه‌گذاری با توجه به هزینه معاملات، فصلنامه مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، دوره 6، شماره 24، پاییز 1394، صفحه 172-135


6. همائی فر ساغر، روغنیان عماد؛ به کارگیری الگوهای بهینه‌‌سازی پایدار و برنامه‌ریزی آرمانی در مسأله انتخاب سبد سرمایه‌گذاری چند دوره‌ای؛ فصلنامه مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، دوره 7، شماره 28، پاییز 1395، صفحه 167-153

 

7. Anagnostopoulos, K.P., & Mamanis, G. (2010). A portfolio optimization model with three objectives and discrete variables. Computers & Operations Research, 37, 1285-1297


8. A.C. Coello, G.B.Lamont, D.A.V. Veldhuizen, Evolutionary Algorithms for Solving Multi-Objective Problems, 2^nd ed., Springer, New York, US, 2007.


9. Vercher, J. D. Bermudez, Portfolio absolute optimization using acredibility mean-semi-deviation model, Expert Syst. Appl. 42(2015)7121–7131.


10. Rubén a Saborido, Ana B.Ruiz, José D.Bermúdez, Enriqueta Vercher, Mariano Luque, Evolutionary Muli-Objective Optimization Algorithm for fuzzy portfolio selection, Applied Soft Computing (39), 2012


11. Bhattacharyya, S.Kar, D.D.Majumder, Fuzzy mean-variance-skewnessport-models by interval analysis, Comput.Math. Appl.61(1)(2011), 126–137


12. Rodriguez, M.Luque, M.Gonzalez, market Portfolio selection in the Spanish stock by interactive multi objective programming, TOP 19(1) (2011)213–231.