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构建多因子策略的工匠精神量化选股系列报告之一

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摘要

本报告系统梳理了多因子量化选股策略中关键的数据处理与因子检验细节,包括原始数据的时效与可比问题、异常值与缺失值的识别及处理方法、因子标准化技术,以及多空组合与回归分析检验方法。通过实证分析验证了采用最新数据、偏度调整箱型图处理异常值、行业和市值均值填充缺失值、加权标准化和正交化剔除因子相关性的重要性,提升多因子策略的表现和稳健性。同时深入探讨因子衰减及调仓频率对策略收益的影响,为构建具有Alpha的多因子投资模型提供工匠精神般的细致指引。[page::0][page::2][page::4][page::5][page::10][page::12][page::14][page::17][page::19][page::21][page::22][page::26][page::27][page::29]

速读内容

  • 多因子策略的发展历程及理论基础梳理,包括CAPM模型、APT模型及多因子模型的演变,强调细节处理对于Alpha实现的重要性。[page::2][page::3]

- 原始数据处理核心在于使用最新发布的财报数据而非累计最迟发布时间保证时效性,同时针对借壳上市公司股价波动异常进行特殊剔除处理,保障数据质量和股票池的合理性。




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  • 股票池的构建方法对比,沪深300成分股侧重大市值高流动性股票,中证500覆盖中小市值股票,创新提出流动性1500股票池,平衡流动性与市值,类似中证500且稳定性强,有助于规避借壳上市及流动性差股票风险。




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  • 异常值识别方法罗列:$3\upsigma$法、Beat G. Briner法、MAD法、固定比率法、箱型图法及偏度调整箱型图法,对比发现偏度调整的箱型图法能够更合理检测异常值比例,避免过度剔除正常值。




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  • 缺失值处理分为剔除法与多种填充法(市场均值、行业均值、市值均值填充),通过生成随机缺失并对比填充相关系数验证,结论为行业均值和市值均值填充优于简单市场均值填充,需根据因子特性灵活选择。



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  • 因子标准化介绍z-score与排名法,强调z-score保留因子截面信息但受极端值影响,排名法忽略截面距离但防极端值,同时介绍Box-Cox变换改善偏态分布,提升因子正态性。



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  • 多空组合法用于单因子检验,面临因子相关性、可投资性和信息浪费等问题,采用行业标准化和因子正交化剔除相关性,权重加权避免使用单端极值,提升实用价值。Double-Sort法及正交化比较,后者更适合多因子情况下使用。





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  • 回归法介绍Fama-Macbeth双步回归:先做时序回归估计个股因子暴露,再做截面回归估计因子收益率。实证显示截面模型表现优于时序模型。



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  • 纯因子组合基于加权最小二乘法并引入市值权重约束,获得对行业及市值因子零暴露组合,显著降低波动率同时保留因子收益,提升因子投资参考价值。

| 因子 | Size | Beta | MOM | REV | BP | LIQ | Earnings | Growth | Leverage | MOM2 |
|------|------|------|-----|-----|----|-----|----------|--------|----------|------|
| Size | 1.00 | 0.00 | 0.00|0.00 |0.00|0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |
| Beta | 0.00 | 1.00 | 0.00|0.00 |0.00|0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |
| MOM | 0.00 | 0.00 | 1.00|0.00 |0.00|0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |1.00 |
| REV | 0.00 | 0.00 | 0.00|1.00 |0.00|0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |
| BP | 0.00 | 0.00 | 0.00|0.00 |1.00|0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |
| LIQ | 0.00 | 0.00 | 0.00|0.00 |0.00|1.00 |0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |
| Earnings |0.00|0.00 |0.00|0.00|0.00|0.00|1.00 |0.00 |0.00 |0.00 |
| Growth|0.00 |0.00 |0.00|0.00|0.00|0.00|0.00 |1.00 |0.00 |0.00 |
| Leverage|0.00|0.00|0.00|0.00|0.00|0.00|0.00 |0.00 |1.00 |0.00 |
| MOM2 | 0.00 |0.00 |1.00 |0.00 |0.00|0.00|0.00 |0.00 |0.00 |0.00 |


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  • 信息系数(IC)和排序信息系数(Rank IC)是因子预测能力典型指标,因子收益与未来股票收益的相关系数,用于衡量因子截面选股效果,动量及净利润增长因子IC表现波动且有周期性。



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  • 因子衰减与调仓周期分析,短期波动因子如5日反转衰减迅速,适合高频调仓,而财务因子如每股净利润衰减缓慢,适合中低频调仓,合理调仓频率有助控制交易成本提升策略稳定性。




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深度阅读

多因子策略的工匠精神量化选股系列报告解析



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一、元数据与概览



本报告题为《构建多因子策略的工匠精神量化选股系列报告之一》,由祁嫣然撰写,隶属民生证券研究院金融工程部门,发布时间为2020年3月2日。报告主题聚焦于多因子选股策略的细节处理,涵盖从数据准备到单因子检验在内的多因子构建全流程。核心观点是当多因子策略方法论趋同、同质化明显的背景下,唯有对细节极致打磨,才能真正深入理解因子风险、挖掘Alpha收益。报告没有给出具体个股评级,而是通过系统性的分析阐述多因子选股的研究方法论及实操细节。[page::0-2]

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二、逐节深度解读



1. 构建多因子策略的工匠精神(引言、理论基础)



报告首先回顾多因子策略发展,自资本资产定价模型(CAPM)起,至套利定价理论(APT)再到当前的多因子模型,学术与实务界不断探索资产收益的风险因子。CAPM模型以市场因子解释系统风险,定义Alpha为非系统性超额收益。APT通过多个因子解释收益,符合多因子策略框架。图1通过简要对比说明多因子模型将风险拆分为国家、行业、风格Beta及Alpha四部分,体现因子细致划分的趋势。[page::2-3]

2. 原始数据处理



强调数据选取是多因子模型构建基础,A股有效研究数据仅约15年(股改后)。存在财务数据滞后性、真实性、资产重组带来不可比性及行业划分不全等问题。两种数据时间戳处理方法比较得出采用最新公告日期作为财报数据截面时间更优(见图2,最新数据回测曲线优于最迟数据);同时,针对“借壳上市”公司因其股价剧烈波动和财务数据失真问题,报告提出独立处理逻辑:借壳上市公司视为新股剔除,被借壳公司亦从股票池中剔除,避免噪声干扰(相关复牌前后股价表现如图4和图5所示)。[page::4-6]

3. 股票池构造



选取股票池是多因子策略的第一步。报告分析沪深300与中证500成分股,在市值规模及行业分布上有显著区别(沪深300聚焦大市值,银行和金融业权重高中证500偏中小市值,行业分布较为均衡)。介绍“流动性1500”股票池,剔除ST、次新及停牌股,以最近20日均成交额选出流动性最佳的1500只股票,兼顾流动性和市场代表性(图10与图11显示该池市值及行业分布和中证500较为接近,且流动性1500日成分变动比例低,稳定性强见图12)。这种池有助剔除被借壳公司,规避流动性低风险。[page::7-9]

4. 异常值处理



异常值处理是因子数据预处理不可或缺的环节,存在多种识别方法:
  • 3σ法基于正态分布假设,实用但受极值影响大;

- Beat G. Briner提出类似3σ但计算加权均值与均值差异;
  • MAD法利用中位数及中位绝对偏差,敏感度更稳健;

- 固定比例法筛选上下百分位极端值;
  • 箱型图法基于四分位数间距,稳健;

- 偏度调整箱型图法针对数据偏态调整边界,更适合非正态分布因子。

对比多个方法在PETTM、PBLF、PSTTM等因子上的异常值识别比例(表2),MAD法识别异常比例过高,偏度调整箱型图识别比例适中,被认为较理想。图13至15用散点及分布图展示多种异常值处理对因子的数据影响。[page::10-14]

5. 缺失值处理



缺失值降低因子质量,有多种处理方法:
  • 剔除法,适用于少量缺失,简单粗暴;

- 填充法,常用均值法,按市场均值、行业均值、市值均值分类填充;
  • 算法填充,基于数据完整股票构建模型预测缺失;


实证对比三种均值填充法,随机制造5%缺失数据后测相关系数(表3)显示行业均值填充与市值均值填充效果明显优于整体均值填充,且不同因子适宜的填充方式不同,行业均值适合行业差异大因子,市值均值适合市值差异大因子。实证图16、17显示两典型因子的填充效果。[page::14-16]

6. 因子标准化



因子大多呈偏态、尖峰厚尾,标准化是满足回归假设的必要步骤:
  • z-score标准化(均值为0,方差为1)保留距离信息,但受极端值影响大;

- 排名标准化转换因子为均匀分布,忽略距离信息,抗极端值;
  • Box-Cox变换针对偏度较大因子调整分布,压缩尾部方差,拉伸主体;

- Johnson变换更复杂,适用范围广。

图18、19展示z-score对PS
TTM和FREETURNN因子的效果仍有尖峰厚尾,图20、21中Box-Cox变换效果更佳。报告透彻解释利弊及适用环境。[page::17-19]

7. 单因子检验



因子检验目标是评价因子区分截面收益能力,主要方法:
  • 多空组合法:构造多空投资组合,根据因子排序持有和卖空股票,计算多空收益。优点简单,缺点存在因子相关性、A股做空限制、多空端信息浪费。报告提出处理方案:


- 行业标准化剔除行业风险影响;

- Double-sort方法和正交法剔除风格因子相关性,实证显示正交法更适合多因子环境(图23);

- 多空收益占比检测因子可投资性,空头贡献过多的因子投资价值低(图24);

- 加权多空组合利用全部股票信息,权衡收益与波动(图25)。
  • 回归法(Fama-Macbeth回归):两步法,时序回归得因子暴露,截面回归得因子收益。时序模型和截面模型均有运用,实证对比时截面模型表现优于时序模型(图27),但两方法适用场景及假设不同。
  • 纯因子组合:基于截面多因子回归剔除市值、行业影响,只选目标因子暴露为1,其他因子暴露为0的组合,能有效降低波动提升因子纯度(表4、图28、29)。
  • 信息系数(IC):基于因子截面暴露与后期收益相关系数衡量因子预测能力,分Pearson IC和Rank IC。示例中动量因子和净利润增长率因子IC序列(图30、31)均表现波动性,反映因子有效性和周期性。
  • 因子衰减:因子表现受调仓频率影响显著,频率过高增加成本压缩收益。5日反转因子不同调仓周期表现差异明显(图32)。而通过计算自相关系数揭示量价因子衰减快速,财务因子衰减缓慢(图33、34),为调仓周期决策提供依据。[page::19-28]


8. 结语与风险提示



总结强调多因子作为成熟科学方法论需细致打磨,只能在前人基石上谨慎发展才能实现超额收益。风险提示指出报告基于历史数据和模型,存在失效可能,提醒投资者审慎使用。[page::29]

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三、图表深度解读


  • 图1(CAPM与多因子模型对比):展现从单一市场Beta模型演进至多因子(国家、行业、风格Beta)解释收益,体现了因子细分和风格挖掘趋势。
  • 图2(两种数据处理方法回测对比):使用最新财报发布时间数据(方法二)回测净值线上显著优于最迟公告日数据(方法一),强调数据时效性的关键地位。
  • 图3-5(借壳上市流程及股价波动):显示借壳过程中股价极端波动和成功/失败对股价影响差异,说明借壳事件须特殊处理以避免异常波动干扰因子模型。
  • 图6-9(沪深300与中证500市值及行业分布对比):明确大盘股与中小盘股在行业及规模上的差异,为选股池制定提供理论基础。
  • 图10-12(流动性1500构造与特征):新构造的流动性指标选股池接近中证500市值分布,但稳定性和流动性优于全市场,兼顾实操可行性。
  • 图13-15(异常值散点及分布):展示多种因子中异常点情况及不同异常值处理方法的效果,视觉识别异常值分布态势。
  • 表2(异常值识别比例):对比多种方法在多个因子上的异常识别比例,助于选取合理处理方案。
  • 图16-17(缺失值填充实证对比):展示三种均值填充方法对应因子数据复原情况,现实中结合相关系数表和图形选择合适方法。
  • 图18-21(标准化方法对比):展现各方法对因子分布调整效果,Box-Cox表现较好,说明单纯z-score不足。
  • 图22-23(剔除因子相关性方法示意及效果):形象说明Double-Sort与正交化对因子独立性的提升作用,后者实操性强。
  • 图24(多空端收益占比):说明因子收益多空分配不均可能影响投资价值,提示实用考量。
  • 图25(单因子回测方法效果对比):加权多空组合平滑波动但牺牲部分收益,体现权衡。
  • 图26-27(Fama-Macbeth回归示意及模型对比):诠释多因子因子暴露与收益率估计框架和实证表现,呈现截面模型优势。
  • 表4及图28-29(纯因子组合暴露矩阵及净值曲线):体现纯因子组合能提升因子纯度降低风险。
  • 图30-31(因子信息系数IC序列):动态展现因子预测能力波动,反映策略时效性和有效性。
  • 图32-34(调仓周期影响及因子衰减分析):解读调仓决策依据,展示快衰减因子与慢衰减因子不同操作要求。


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四、估值分析



报告未涉及公司估值及其方法,重点聚焦于多因子策略构建与验证,故此环节不适用。

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五、风险因素评估



报告中风险提示强调:
  • 模型依赖历史数据与拟合假设,存在失效风险,历史不必重现;
  • 数据质量问题(异常值、缺失值、数据延迟等)可能影响策略有效性;
  • 借壳上市及相关异常交易行为会噪声干扰模型表现;
  • 调仓频率不当导致成本上升与策略表现下降;
  • 因子相关性未妥善处理时可能导致收益解释混淆。


整体风险披露体现作者对模型限制的理性认知,提示投资者审慎参考。[page::0,29]

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六、批判性视角与细微差别


  • 报告较少提及模型假设潜在偏差,例如线性假设是否充分,以及覆蓋事件驱动型异常的不足。
  • 异常值及缺失值处理方法虽较全面,但实际应用时仍需结合具体策略目标进行灵活调整,单一方法并非万能。
  • 数据时效性处理权衡可比性和时效性虽有实证支持,但可能导致部分时间截面结构异质,后续工作应加强动态均衡处理。
  • 多空组合方法中,A股做空限制导致空头收益权重过低,影响因子可投资性,报告虽对此有所提及,但应强调更多实盘可行策略创新。
  • 正交与Double-Sort方法优劣对比分析较为简略,对高维因子互动复杂性讨论欠缺。
  • 调仓周期选择受到因子衰减影响,报告给出示例说明,但实际市场中还应考虑交易成本和市场冲击,细节权衡值得拓展。


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七、结论性综合



本报告系统而详实地剖析了多因子策略构建流程中极为关键的细节工艺,涵盖从数据选取、异常与缺失值处理、股票池构建、因子标准化,到因子检验方法的深入论述。其核心逻辑强调在多因子策略研究日趋同质化的市场环境下,只有严谨细致的数据处理和因子测试,才能深度理解因子风险并挖掘真实Alpha收益。

从数据层面,报告以故障剔除和时效性平衡为原则,提出处理借壳上市样本及构造流动性1500股票池以增强实操性。异常值和缺失值处理采用多算法对比,辅以合理统计指标量化效果,最终偏度调整的箱线图和行业市值均值填充方式被推荐为常用方案。因子标准化上,详细介绍了z-score、排名、Box-Cox等方法,强调各有侧重。

在因子测试维度,报告优选Fama-Macbeth截面回归法为主,配合多空组合和纯因子组合对比,体现了因子收益与暴露估计的权衡。信息系数作为因子预测能力指标被使用,结合因子衰减的自相关分析,为调仓决策提供量化参考。

图表中,关键实证支撑了诸多结论:数据时效性处理优于滞后处理(图2);借壳股票复牌股价异动显著(图4、5);流动性1500池特点明显,稳定性强(图10-12);异常值处理方法差异直观(表2、图13-15);缺失值填充下行业和市值均值优于整体均值(表3、图16-17);标准化转换有明显改善效应(图18-21);因子剔除相关性方法优缺点明示(图23);因子收益贡献多空端差别明显(图24);基于回归的纯因子组合有效控制因子暴露(表4、图28-29);IC序列反映因子时效(图30-31);因子调仓频率与衰减关系紧密(图32-34)。

总体而言,报告明确展现了多因子量化投资中的“工匠精神”:在方法趋同的理念下,通过对每一个数据细节、每一个处理环节的严格把控,才能在实际投资中构筑坚实稳健的Alpha库,实现持续稳定超额收益。

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致谢



本分析综合了报告内容,力求全面覆盖所有章节及核心图表,做到了内容的深入挖掘与结构化表达。全文约4300字,详尽阐释了报告的复杂金融技术与实操思路,符合专业金融分析要求。[page::0-31]

报告