48
ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA Alumna: Carmen García González Tutora: María Dolores Martínez Miranda Máster Oficial en Estadística Aplicada Trabajo Fin de Máster

ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

Alumna: Carmen García González Tutora: María Dolores Martínez Miranda Máster Oficial en Estadística Aplicada Trabajo Fin de Máster

Page 2: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

1

INDICE

PRÓLOGO .............................................................................................................................................. 3

1. INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................... 6

1.1. EL PROBLEMA DE ESTIMACIÓN DE LAS PROVISIONES TÉCNICAS. .................................................................. 7

1.2. LOS DATOS PARA EL PROBLEMA. ........................................................................................................ 10

1.3. MÉTODOS DE ESTIMACIÓN CLÁSICOS BASADOS EN TRIÁNGULOS RUN-OFF. ................................................. 12

2. EL MODELO CHAIN LADDER. ...................................................................................................... 14

2.1. EL MÉTODO CHAIN LADDER Y SU FORMULACIÓN ESTOCÁSTICA. ............................................................... 14

2.2. EL PROBLEMA DE IDENTIFICABILIDAD DEL MODELO. ............................................................................... 17

2.3. ESTIMACIÓN DE LOS PARÁMETROS POR MÁXIMA VEROSIMILITUD BAJO EL MODELO DE POISSON Y LAS

PREDICCIONES FINALES. ................................................................................................................................ 18

2.4. EJEMPLOS CON DATOS REALES UTILIZANDO EL PAQUETE DCL EN R. .......................................................... 23

3. EL MODELO CHAIN LADDER EXTENDIDO................................................................................... 31

3.1. MOTIVACIÓN: EFECTOS DIAGONALES EN EL TRIÁNGULO RUN-OFF. ............................................................ 31

3.2. FORMULACIÓN DEL MODELO EXTENDIDO. ........................................................................................... 31

3.3. ESTIMACIÓN DE LOS PARÁMETROS POR MÁXIMA VEROSIMILITUD. ............................................................ 34

3.4. EXTRAPOLACIÓN DE LOS EFECTOS DIAGONALES. ................................................................................... 35

3.5. APLICACIÓN PRÁCTICA EN R. ............................................................................................................ 37

4. BIBLIOGRAFÍA. ........................................................................................................................... 47

Page 3: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

2

AGRADECIMIENTOS.

Este trabajo no podría haberse realizado sin los conocimientos adquiridos en el

presente máster, aportándome las nociones necesarias para llevar a cabo este

estudio.

Agradecer también al Profesor Bent Nielsen por facilitarme el código en R para las

ilustraciones incluidas en el capítulo 3.

Page 4: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

3

PRÓLOGO

La estimación de las provisiones técnicas ha sido una tarea desarrollada

tradicionalmente por los actuarios de una manera más o menos mecánica. Básicamente

consistía en la repetición de un mismo cálculo para tratar de obtener el nivel “esperado”

de reservas o provisiones que la compañía aseguradora debía tener para hacer frente a

posibles pagos futuros a sus asegurados. En los últimos años, la implantación de la

normativa europea Solvencia II ha impulsado la investigación en el sector con un

carácter de urgencia. Solvencia II establece una serie de medidas que exigen la mejora y

la modernización de los métodos utilizados para la evaluación de riesgos. En este

sentido, la clave está en el análisis estadístico formal y completo del problema de

predicción planteado.

Hoy en día el actuario dispone de múltiples posibilidades para el cálculo de las reservas.

Entre ellos el método más popular y aún hoy en día el más aplicado en las aseguradoras

de todo el mundo el conocido como Chain Ladder. Esto resulta sorprendente dada la

simplicidad del método que originariamente se desarrolló como un algoritmo de cálculo

sin ninguna rigurosidad matemática estadística. Fue posteriormente cuando se describió

Chain Ladder en un contexto estadístico formal, en concreto mostrando la solución

Chain Ladder como la estimación máximo verosímil de un modelo de log-lineal para

frecuencias. Esto es lo que en la literatura actuarial se denomina Chain Ladder

estocástico y fue descrito en un contexto estadístico por Kuang, Nielsen y Nielsen

(2009). Chain Ladder se aplica tanto a la predicción del número de reclamaciones que

se notificarán por siniestro ocurridos hasta el presente (datos de frecuencias), como a la

cuantía total que supondrán dichas reclamaciones para la aseguradora (datos de pagos).

El modelo que considera Chain Ladder asume que las frecuencias (o los pagos)

dependen tan sólo de la fecha donde ocurrió el siniestro (o de la póliza correspondiente)

y el retraso hasta su notificación (o pago). Este sencillo modelo permite describir

razonablemente bien varios casos. No obstante, hay modelos donde es necesario

considerar otros efectos temporales que afectan a las reservas, tales como el efecto de la

fecha del calendario (año del calendario). El modelo que incluye dicho efecto se

denomina Chain Ladder extendido y fue descrito formalmente en los artículos Kuang,

Nielsen y Nielsen (2008, 2011).

Page 5: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

4

El análisis del modelo Chain Ladder extendido de nuevo se describe por máxima

verosimilitud considerando el modelo log-lineal con los tres efectos temporales. Sin

embargo, la predicción de las reservas en este caso requiere de la extrapolación del

efecto del calendario dado que no puede determinarse completamente desde los datos

muestrales. Kuang, Nielsen y Nielsen (2011) describen el uso de métodos estándar de

series temporales en este contexto.

Desde estos preliminares el objetivo del trabajo ha sido realizar un estudio en

profundidad de los trabajos de Kuang, Nielsen y Nielsen (2008, 2009, 2011) donde se

describen los modelos Chain Ladder y Chain Ladder extendido y la predicción de las

reservas bajo los mismos. La metodología en dichos trabajos se ha ilustrado además con

aplicaciones a datos reales usando el programa R. En concreto, la estimación del

modelo Chain Ladder se ha realizado usando funciones incluidas en el paquete DCL

(Martínez-Miranda, Nielsen y Verrall, 2013), y para el modelo extendido se ha utilizado

el código en R facilitado por Prof. Bent Nielsen al que expreso desde aquí mi

agradecimiento.

El trabajo se ha estructurado en tres capítulos. En el primer capítulo se realiza una breve

introducción al problema tratado en el trabajo, describiendo lo que se entiende por

provisiones técnicas y los elementos a tener en cuenta para la estimación de las mismas.

Además, se describen el tipo de datos comúnmente utilizado para el cálculo de dichas

provisiones, los conocidos triángulos de siniestralidad (run-off triangle), y brevemente

algunos de los métodos de estimación más utilizados.

En el segundo capítulo se estudia el modelo Chain Ladder estocástico. Se trata de un

modelo paramétrico para frecuencias o pagos agregados del tipo:

,

con parámetros .

Una vez descrito el problema de identificabilidad del modelo, se estudia la estimación

de parámetros mediante el método de máxima verosimilitud y las predicciones finales.

Por último, se realizan ejemplos en R con las funciones del paquete DCL y

considerando datos reales.

Page 6: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

5

En el tercer capítulo se describe el modelo Chain-Ladder extendido, que permite

considerar efectos diagonales relativos al año del calendario. El modelo considerado se

escribe como sigue:

,

donde representan los efectos del año correspondiente según el calendario

(efectos diagonales).

Este modelo de nuevo sufre de un problema de no identificación que se describe en el

trabajo. Los parámetros se estiman por máxima verosimilitud, no obstante, para poder

obtener las predicciones de reclamaciones futuras es necesario extrapolar los efectos

diagonales ya que la información muestral no es suficiente. Para ello se describen

métodos estándar de extrapolación de series temporales que atienden a tres posibles

supuestos: (1) los datos evolucionan de forma estable dentro y fuera de la muestra, (2)

se presenta un cambio de nivel en el periodo a provisionar; (3) hay un cambio de

pendiente en el periodo a provisionar.

Por último, se realiza una aplicación a datos reales utilizando código en R.

Page 7: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

6

1. Introducción.

La historia del Seguro se remonta a las antiguas civilizaciones griega, romana, e incluso

a los babilonios e hindúes, que efectuaban contratos a la gruesa para financiar las

pérdidas.

Con el tiempo se ha llegado al sistema actuarial y legal que rige los contratos de

Seguros en sus diferentes ramos y coberturas hoy en día.

La Ley de Contrato de Seguro define a éste como aquél por el que el asegurador se

obliga, mediante el cobro de una prima y para el caso de que se produzca el evento cuyo

riesgo es objeto de cobertura a indemnizar, dentro de los límites pactados, el daño

producido al asegurado o a satisfacer un capital, una renta u otras prestaciones

convenidas.

Los Seguros se clasifican en dos grandes grupos: de vida y de no vida.

Según la Ley de ordenación y supervisión de los seguros privados (LOSSP), los seguros

de vida comprenden los seguros de muerte y supervivencia, el seguro de renta, sobre la

vida con contraseguro, de nupcialidad y de natalidad. Además, también contendrá las

operaciones de capitalización incluidas en dicha Ley, junto con las operaciones de

gestión de fondos colectivos de jubilación y gestión de operaciones tontinas.

En este documento nos centraremos en los seguros de no vida, que comprenden los

siguientes casos:

1. Accidentes.

2. Enfermedad (incluyendo tanto asistencia sanitaria como dependencia).

3. Vehículos terrestres no ferroviarios.

4. Vehículos ferroviarios.

5. Vehículos aéreos.

6. Vehículos marítimos, lacustres y fluviales.

7. Mercancías transportadas.

8. Incendio y elementos naturales. Incluye daños causados por incendio, explosión,

tormenta, elementos naturales distintos de la tempestad, energía nuclear y

hundimiento del terreno.

Page 8: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

7

9. Otros daños a bienes. Incluye los daños causados por granizo o helada, robo u

otros sucesos distintos a los del punto anterior.

10. Responsabilidad civil en vehículos terrestres automóviles.

11. Responsabilidad civil en vehículos aéreos.

12. Responsabilidad civil en vehículos marítimos, lacustres y fluviales.

En los tres puntos anteriores se incluye la responsabilidad del transportista.

13. Responsabilidad civil en general. (Toda aquella distinta a los puntos anteriores).

14. Crédito.

15. Caución directa e indirecta.

16. Pérdidas pecuniarias diversas.

17. Defensa jurídica.

18. Asistencia. (Las no cubiertas en ningún apartado anterior).

19. Decesos. (Aquellas que únicamente garanticen prestaciones en caso de muerte,

se satisfagan en especie o su importe no exceda del valor medio de los gastos

funerarios).

1.1. El problema de estimación de las provisiones técnicas.

El artículo 16 de la LOSSP da una definición de provisiones técnicas: Las entidades

aseguradoras tendrán la obligación de constituir y mantener en todo momento

provisiones técnicas suficientes para el conjunto de sus actividades. A estos efectos,

deberán estar adecuadamente calculadas, contabilizadas e invertidas en activos aptos

para su cobertura. Son provisiones técnicas las de primas no consumidas, de riesgos en

curso, de seguros de vida, de participación en los beneficios, de prestaciones, la reserva

de estabilización y aquellas otras que, con arreglo al reglamento de desarrollo de esta

Ley, sean necesarias al objeto de cumplir la finalidad a que se refiere el párrafo anterior.

Se fijarán los métodos y procedimientos de cálculo de las provisiones técnicas, así como

el importe de éstas, que debe cubrir la entidad aseguradora. Los activos representativos

de las provisiones técnicas deberán tener en cuenta el tipo de operaciones efectuadas por

la entidad aseguradora para garantizar la seguridad, el rendimiento y la liquidez de las

Page 9: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

8

inversiones de la entidad, con una adecuada distribución diversificada de dichas

inversiones.

La sección primera de capítulo II del Real Decreto 2486/1998, de 20 de noviembre, por

el que se aprueba el Reglamento de Ordenación y Supervisión de los Seguros Privados

(ROSSP) trata de las provisiones técnicas.

El artículo 29 muestra que las provisiones técnicas deberán reflejar en el balance de las

entidades aseguradoras el importe de las obligaciones asumidas que se derivan de los

contratos de seguros y reaseguros. Se deberán constituir y mantener por un importe

suficiente para garantizar, atendiendo a criterios prudentes y razonables, todas las

obligaciones derivadas de los referidos contratos, así como para mantener la necesaria

estabilidad de la entidad aseguradora frente a oscilaciones aleatorias o cíclicas de la

siniestralidad o frente a posibles riesgos especiales.

Las provisiones técnicas son las siguientes:

a) De primas no consumidas. Debe estar constituida por la fracción de las

primas devengadas en el ejercicio que deba imputarse al período

comprendido entre la fecha del cierre y el término del período de cobertura.

Se calcula póliza a póliza.

b) De riesgos en curso. Complementa a la provisión anterior, y se calcula

separadamente para el seguro directo y para el reaseguro aceptado, por cada

ramo o producto comercial.

c) De seguros de vida. Representa el valor de las obligaciones del asegurador

neto de las obligaciones del tomador por razón de seguros sobre la vida a la

fecha de cierre del ejercicio.

d) De participación en beneficios y para extornos. Recoge el importe de los

beneficios devengados en favor de los tomadores, asegurados o beneficiarios

y el de las primas que proceda restituir a los tomadores o asegurados en

virtud del comportamiento experimentado por el riesgo asegurado.

e) De prestaciones. Representa el importe total de las obligaciones pendientes

del asegurador derivadas de los siniestros ocurridos con anterioridad a la

fecha de cierre del ejercicio y será igual a la diferencia entre su coste total

estimado o cierto y el conjunto de los importes ya pagados por razón de tales

siniestros.

Page 10: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

9

f) La reserva de estabilización. Con carácter acumulativo, se calcula y dota en

aquellos riesgos que, por su carácter especial, nivel de incertidumbre o falta

de experiencia así lo requieran.

g) Del seguro de enfermedad. Representa el valor de las obligaciones del

asegurador por razón de tales seguros a la fecha de cierre del ejercicio neto

de las del tomador.

h) De desviaciones en las operaciones de capitalización por sorteo. Con

carácter acumulativo, hace frente a las desviaciones que tengan su origen en

los sorteos con que se relacionen los sistemas de premios o amortización

anticipada que adopten las entidades.

i) De gestión de riesgos derivados de la internacionalización asegurados por

cuenta del Estado. Hace frente a los riesgos derivados de la

internacionalización por cuenta del Estado.

Las entidades exclusivamente reaseguradoras deberán constituir provisiones técnicas,

incluida la reserva de estabilización, suficientes para el conjunto de sus actividades.

Las provisiones técnicas deberán estar cubiertas de forma permanente.

Dada su alta importancia en la rama de los seguros de no vida, nos centramos en las

provisiones de prestaciones, en la que tenemos tres ramas diferenciadas:

- Provisión de prestaciones pendientes de liquidación o pago. Incluye el

importe de todos aquellos siniestros ocurridos y declarados antes del cierre

del ejercicio.

- Provisión de siniestros pendientes de declaración. Recoge el importe

estimado de los siniestros ocurridos antes del cierre del ejercicio y no

incluidos en la provisión de prestaciones pendientes de liquidación o pago.

- Provisión de gastos internos de liquidación de siniestros. Se dota por el

importe suficiente para afrontar los gastos internos de la entidad necesarios

para la total finalización de los siniestros que han de incluirse en la provisión

de prestaciones.

Page 11: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

10

Para calcular las provisiones técnicas, anteriormente se repetía el mismo cálculo de

forma continua, sin tener en cuenta nada más. Se trataba de calcular un valor esperado.

Sin embargo, en la actualidad, este método ha cambiado debido a la aparición de nuevos

esquemas de evaluación (un ejemplo de ello es Solvencia II, que resumimos a

continuación).

La Directiva Solvencia I tenía como último objetivo llevar a cabo una revisión del

régimen de solvencia de la UE y analizarlo. En cambio, la Directiva Solvencia II tiene

como objetivos, entre otros, reducir el riesgo a un asegurador que no sea capaz de

cumplir con las reclamaciones, reducir las pérdidas sufridas por los asegurados en caso

de que una empresa no sea capaz de satisfacer todas las demandas en su totalidad,

advertir a los supervisores para que puedan intervenir con rapidez en caso de que el

capital caiga por debajo del nivel requerido y crear un espíritu de confianza y la

estabilidad financiera del sector asegurador.

Se estructura en tres pilares:

Medidas de activos, pasivos y capital.

Proceso de supervisión.

Requerimientos de transparencia.

Nos centramos, por tanto, a partir de ahora, en el cálculo de las provisiones técnicas en

Solvencia II.

1.2. Los datos para el problema.

Los contratos de seguro suponen la generación de obligaciones para la aseguradora,

basadas en la posible ocurrencia de siniestros en el futuro.

Estas obligaciones tienen un gran grado de incertidumbre, puesto que no se puede saber

ni su cuantía ni en qué momento se van a producir.

Debido a esta incertidumbre, se necesita que el método de cálculo de las provisiones

técnicas sea capaz de controlarla en la medida que sea posible.

Page 12: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

11

Se tiene que el mejor estimador de las provisiones técnicas es el valor esperado de la

distribución estadística de pagos por siniestros que:

- Tenga en cuenta una tasa de descuento para los pagos futuros.

- Calcule los compromisos netos de reembolsos por reaseguro.

- Evite una aplicación inadecuada de valores mínimos de rescate.

- Evalúe garantías incorporadas con su valor correcto.

- Incluya compromisos contractuales en los que el asegurador tenga cierto

poder discrecional sobre los beneficios.

Tradicionalmente, los datos utilizados para él cálculo de las provisiones técnicas

consisten en información histórica representada en lo que se denominan triángulos run-

off. Un triángulo run-off tiene la forma siguiente:

Periodo

de

Origen

Periodo

de

Desarrollo

1 2 … J

1 …

2 …

… … … …

I

La información histórica se muestra en el triángulo superior de la matriz, mientras que

el triángulo inferior está vacío puesto que corresponde a las observaciones que aún no

han ocurrido y que se pretenden estimar.

El triángulo contiene observaciones tomadas en periodos regulares que pueden ser

anuales, cuatrimestrales, mensuales etc. A lo largo de este trabajo trabajaremos con

datos anuales y por tanto nos referiremos a los periodos como años. Por lo general se

suele considerar que el número de años de origen es igual al de años de desarrollo, esto

es I=J. El triángulo puede contener información relativa a frecuencias (número de

siniestros o reclamaciones notificadas, pagadas) o a cuantías totales pagadas.

Page 13: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

12

Considerando por ejemplo el caso de datos de pagos, las filas de datos en el triángulo

harían referencia al año donde se originó el siniestro (reclamación) y las columnas al

retraso en el pago desde el origen, esto es el número de años hasta que se produce el

pago y su liquidación.

Denotando por i al año de origen y por j al año de desarrollo, tenemos que t=i+j-1

(diagonales del triángulo) representaría el año del calendario, esto es, el año donde se

realiza el pago. De este modo Yij es la cuantía total pagada en el año i+j-1 por siniestros

originados en el año i, esto es, con j-1 años de retraso.

1.3. Métodos de estimación clásicos basados en triángulos run-off.

Los métodos clásicos de estimación de provisiones se dividen, a su vez, en dos tipos:

individuales o globales.

Métodos individuales.

Dentro de este grupo nos encontramos:

- Método caso a caso. Realizan una estimación individual de la cuantía de

cada uno de los siniestros que se encuentran en estado de tramitación en el

momento de cierre.

- Método estadístico tradicional. Los siniestros se agrupan en un cierto

número de clases homogéneas.

Métodos globales.

Estos métodos se basan en la información agregada contenida en los triángulos

run-off definidos antes. Dentro de este grupo podemos citar los siguientes

métodos:

- Método Grossing-up. Consiste en calcular el porcentaje total de siniestros

pagados en cada año de desarrollo.

Page 14: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

13

- Método Link Ratio. Se basa en las tasas de variación de la siniestralidad en

un ejercicio de ocurrencia entre un ejercicio de desarrollo y el siguiente.

- Método Loss Ratio. Es aquél que efectúa el cálculo a partir de algún

mecanismo que interviene en la citada ratio (definida como el cociente entre

la siniestralidad y el nivel de primas), obteniendo una proporción. Por

siniestralidad se entiende la correspondiente a un cierto año de origen, que se

encuentre totalmente desarrollada.

- Método Chain Ladder. Trata de estimar la proporción de cambio de un

ejercicio a otro, realizando para ello una media ponderada del link ratios,

donde cada valor se pondera con la siniestralidad que le precede. En el

siguiente capítulo estudiaremos en detalle este método y el modelo

estadístico que hay detrás.

- Método Bornhuetter-Ferguson. Consiste en una variación del método Chain

Ladder que utiliza información adicional experta con el fin de obtener

estimaciones más estables en los últimos años de origen.

Page 15: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

14

2. El modelo Chain Ladder.

Como hemos visto en el capítulo anterior, el método Chain Ladder es uno de los más

populares para la estimación de las reservas o provisiones técnicas. Se trata de un

simple algoritmo de cálculo más que un método estadístico, y es aún hoy en día el

método más utilizado en las aseguradoras de todo el mundo. Los actuarios conocen las

limitaciones que tiene Chain Ladder, quizá no tanto desde el punto de vista estadístico

sino más bien a la luz de los resultados obtenidos. En la práctica, el procedimiento

habitual es realizar ajustes y modificaciones de los resultados de dudosa rigurosidad

estadística. En este capítulo describiremos desde un punto de vista estrictamente

estadístico matemático en qué consiste la solución Chain Ladder, definiendo

propiamente el modelo que hay detrás y comprendiendo así sus limitaciones.

2.1. El método Chain Ladder y su formulación estocástica.

Consideramos un triángulo run-off de dimensión k, denotando cada entrada como ,

siendo i el índice del año del origen (o año del accidente) y j el año de resolución del

mismo.

Periodo

de

Origen

Periodo

de

Desarrollo

1 2 … J

1 …

2 …

… … … …

I

Page 16: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

15

Definimos el conjunto de observación como el conjunto de índices

y escribimos:

A partir del triángulo anterior definimos el triángulo acumulado con entradas

.

Con estas definiciones, ll método Chain-Ladder (también llamado Chain Ladder

determinístico) estima las reservas (definidas en el triángulo inferior de la matriz

anterior) calculando los denominados factores de desarrollo o proyección definidos

como:

Estos factores describen de forma global la evolución de los pagos de una columna a

otra. Son utilizados para predecir los pagos en el futuro. En concreto, los pagos

acumulados esperados en la parte inferior del triángulo, donde , se

calculan como:

De este modo, los valores de la última columna de la matriz consisten en las

predicciones de las cuantías totales pagadas por siniestros originados en cada uno de los

años de accidente (filas de la matriz) considerados.

Como hemos comentado anteriormente, los cálculos anteriores corresponden a un

algoritmo de cálculo donde no se tiene en cuenta la componente estocástica del

problema. Esto obviamente presenta grandes limitaciones. A continuación, describimos

el problema desde un punto de vista estadístico.

Page 17: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

16

Consideremos las entradas del triángulo Yij como variables aleatorias cuya esperanza

admite la siguiente parametrización multiplicativa:

, con parámetros .

En la literatura clásica se ha demostrado que bajo un modelo de Poisson (con posible

sobredispersión) las estimaciones máximo verosímiles de los parámetros permiten

reproducir la solución del Chain Ladder determinístico. Para ello se estima cada entrada

en el triángulo inferior a partir de la expresión de la esperanza anterior donde los

parámetros se sustituyen por sus estimadores máximo verosímiles.

Es importante tener en cuenta que el modelo anterior presenta un importante problema

de sobreparametrización. Los parámetros del mismo no están identificados, puesto que

dos constantes arbitrarias se pueden introducir en el modelo de forma multiplicativa,

redefiniendo los parámetros, sin que la expresión final varíe.

En la práctica actuarial este problema se ha abordado utilizando restricciones o

condiciones de identificabilidad, como por ejemplo las siguientes:

Kuang, Nielsen y Nielsen (2009) resuelven el problema desde un punto de vista más

riguroso considerando una parametrización invariante. Pasamos a describir esta

parametrización a continuación.

Page 18: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

17

2.2. El problema de identificabilidad del modelo.

Comenzamos reescribiendo el modelo anterior de forma aditiva, para ello tomamos

logaritmos escribiendo:

donde:

Definimos además . Los parámetros que pretendemos estimar son

.

Usando la formulación aditiva que se ha descrito anteriormente, el problema de la

identificabilidad consiste en que la adicción o sustracción de constantes no influyen en

el cálculo de , lo que nos lleva a considerar la propiedad de invarianza de

respecto de las transformaciones definidas como sigue:

Siendo a, b constantes arbitrarias.

Se pretende encontrar una parametrización invariante frente al grupo de

transformaciones anteriores.

Kuang, Nielsen y Nielsen (2008,2009) describen la parametrización que veremos a

continuación. Comenzamos escribiendo y como sigue:

Page 19: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

18

El modelo aditivo se escribe de forma equivalente como:

Definimos por tanto el parámetro como .

Los autores prueban que se trata de una función de maximal invariante frente al grupo

de transformaciones anteriores. (Teorema 1 en Kuang, Nielsen y Nielsen, 2009).

2.3. Estimación de los parámetros por máxima verosimilitud bajo el modelo de

Poisson y las predicciones finales.

El método de máxima verosimilitud es una técnica para estimar valores a partir de una

muestra finita de datos.

La función de verosimilitud se define de la siguiente forma:

Un estimador de máxima verosimilitud es aquél que maximiza la función de

verosimilitud

En este apartado nos centramos en calcular el estimador de máxima verosimilitud para

los parámetros del modelo de Chain-Ladder con la parametrización descrita con

anterioridad.

Page 20: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

19

Suponemos que cada es independiente para i y j, variando en el conjunto de índices

triangular I, siguiendo una distribución Poisson tal que:

Con definido en los términos del parámetro canónico definido con anterioridad.

La finalidad de este modelo es predecir las entradas inferiores del triángulo run-off.

La predicción simple del método Chain-Ladder será válida cuando las entradas del

triángulo se distribuyan mediante una Poisson. Sin embargo, esta condición no es

esencial, puesto que la técnica Chain-Ladder se aplicará en los casos en los que los

elementos se distribuyan según una Poisson, dejando a un lado los enteros no negativos.

En este caso los estimadores y las predicciones de la parte inferior del triángulo también

tendrían sentido.

El logaritmo del estimador de máxima verosimilitud del modelo basado en la

distribución Poisson viene dado por:

Para obtener la expresión del estimador de máxima verosimilitud, introducimos las

siguientes definiciones:

Donde .

Page 21: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

20

Donde

Combinando las expresiones (1) y (2) obtenemos:

Por tanto tenemos que el modelo está contenido en la familia de exponenciales dada por

el estadístico y los parámetros

, que es transformación lineal de .

Esta función de máxima verosimilitud puede que no tenga máximo, por lo que debemos

tener el siguiente teorema.

Teorema: Consideramos que la parte superior del triángulo I se distribuye según un

modelo de Poisson, y que el soporte convexo del estadístico suficiente T es cerrado.

Entonces las siguientes condiciones son equivalentes:

1) T es interior a su soporte convexo.

2) son positivos.

3) son finitos y mayores a un elemento.

Page 22: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

21

4) son positivos y son finitos y mayores a un elemento.

5) son positivos y son finitos y mayores a un elemento.

Utilizando este teorema sabemos que si los datos son enteros no negativos pero

pertenecen al interior del soporte convexo de T entonces las ecuaciones tendrán una

única solución.

Por tanto, bajo estas condiciones será posible encontrar el estimador de máxima

verosimilitud.

Teorema: Consideramos un triángulo I con parametrización canónica cuya parte

superior se distribuye según una distribución de Poisson. El estimador de máxima

verosimilitud para es único si y solo si T es interior a su soporte convexo. Esto viene

dado por:

Además, se tiene que los factores de desarrollo y son estimadores de

máxima verosimilitud para los parámetros, siempre que i,j>1,

Page 23: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

22

Si denotamos , y demás

entonces tenemos

que:

Por tanto, podemos expresar y de la siguiente forma:

Junto con estas expresiones, existe una relación uno a uno entre el parámetro y el

parámetro canónico , dada por:

La expresión:

Puede transformarse a su vez en:

Podemos construir, además, una expresión para las predicciones del modelo, utilizando

las ecuaciones anteriores, obteniendo:

Page 24: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

23

Combinando esta expresión con (3) tenemos:

Para el triángulo inferior, la expresión de la predicción queda de la siguiente forma:

Para el triángulo superior, la fórmula de cálculo de las predicciones quedará como

sigue:

2.4. Ejemplos con datos reales utilizando el paquete DCL en R.

En este apartado nos basaremos los ejemplos usados en el artículo Barnett and

Zehnwirth (2000), utilizados en Nielsen y Nielsen (2011).

Para ello utilizamos el entorno de programación y análisis estadístico R y el paquete

DCL desarrollado por Martinez-Miranda, Nielsen and Verrall (2012) que proporciona

funciones para la estimación del modelo anteriormente descrito así el cálculo de las

reservas mediante Chain Ladder. Dentro del paquete además se dispone de funciones

para la generación de gráficos que permiten visualizar los datos, así como los

parámetros estimados que muestran los dos efectos temporales considerados en el

modelo: año de origen del siniestro y año de desarrollo.

Page 25: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

24

A continuación, describimos las funciones dentro del paquete DCL que utilizaremos en

los ejemplos en este apartado.

clm(Triangle, n.cal, Fj). Esta función permite obtener la estimación de los

parámetros del modelo Chain Ladder considerando la parametrización

multiplicativa antes descrita y la condición de identificabilidad de Mack

(1991). La función requiere como primer el triángulo con los datos iniciales

en el formato matricial usado en este capítulo. Los datos históricos se

recogen en el triángulo superior, dejando las entradas en el triángulo inferior

de la matriz vacías (valores NA). El segundo argumento de la función

(opcional) es un entero que permite especificar el número de calendario para

el cual se calcularán los factores de desarrollo. Esto permite realizar una

modificación del algoritmo Chain Ladder muy extendida entre los actuarios

con la finalidad de usar tan sólo los años más recientes para estimar los

factores de desarrollo. Si no se especifica se utilizarán todos los datos

disponibles tal y como se define en el algoritmo original. Por último, el

tercer parámetro de la función (opcional) es un vector con dimensión la del

triángulo menos uno, que permite introducir factores de desarrollo para

calcular las estimaciones del método Chain Ladder derivados desde otras

fuentes.

Plot.clm.par(clm.par). Función que recibe como argumento la lista de

parámetros estimados del método Chain Ladder. No devuelve valores, sino

que realiza la representación gráfica de los efectos temporales estimados

(paramétros).

Page 26: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

25

Ejemplo 1. Tomamos los datos de pérdidas incurridas en negocios facultativos de

responsabilidad civil. (Historical Loss Development Study, 1991, Reinsurance

Association of Americ).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1981 5012 8269 10907 11805 13539 16181 18009 18608 18662 18834

1982 106 4285 5396 10666 13782 15599 15496 16169 16704

1983 3410 8992 13873 16141 18735 22214 22863 23466

1984 5655 11555 15766 21266 23425 26083 27067

1985 1092 9565 15836 22169 25955 26180

1986 1513 6445 11702 12935 15852

1987 557 4020 10946 12314

1988 1351 6947 13112

1989 3133 5395

1990 2063

Introducimos la matriz en R con la siguiente instrucción:

Como se puede observar, los datos de la matriz aparecen acumulados para cada año, por

lo que el primer paso para realizar los cálculos será obtener la matriz de datos con

independencia de los sucesos ocurridos anteriormente.

Para ello ejecutamos la siguiente instrucción en R:

Esta orden nos da los sucesos eliminando el carácter acumulativo de la matriz anterior,

obteniendo:

Page 27: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

26

Denominaremos a esta matriz ‘matriz2’ sobre la que realizaremos los cálculos.

Obtenemos el resultado del modelo Chain Ladder:

Con esta instrucción tenemos lo siguiente:

Este primer resultado nos proporciona los valores estimados en el futuro (triángulo

inferior de la matriz) y los valores ajustados en el pasado (triángulo superior de la

matriz).

Así, por ejemplo, tenemos que la predicción para el año de desarrollo 9 y año de

accidente 1990 es de 304 aproximadamente, mientras el valor ajustado para ese mismo

año de ocurrencia es de 172.

Page 28: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

27

Los valores alpha proporcionan los parámetros según el modelo Poisson, siguiendo la

definición de Verall (1991).

Los valores beta proporcionan los parámetros según el modelo Poisson, siguiendo la

definición de Verall (1991).

Este último resultado nos proporciona los factores de desarrollo de nuestro modelo

Chain Ladder.

Si representamos el resultado gráficamente, obtenemos lo siguiente:

Plot.clm.par(my.clm.par)

Page 29: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

28

Ejemplo 2: Tomamos ahora los datos de un ejemplo real, siendo los siguientes:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1977 153638 188412 134534 87456 60348 42404 31238 21252 16622 14440 12200

1978 178536 226412 158894 104686 71448 47990 35576 24818 22662 18000

1979 210172 259168 188388 123074 83380 56086 38496 33768 27400

1980 211448 253482 183370 131040 78994 60232 45568 38000

1981 219810 266304 194650 120098 87582 62750 51000

1982 205654 252746 177506 129522 96786 82400

1983 197716 255408 194648 142328 105600

1984 239784 329242 264802 190400

1985 326304 471744 375400

1986 420778 590400

1987 496200

Page 30: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

29

Año 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987

Exposición 2.2 2.4 2.2 2.0 1.9 1.6 1.6 1.8 2.2 2.5 2.6

Como en el caso anterior, ejecutamos la función clm:

Como en el caso anterior, obtenemos los valores ajustados ocurridos en el pasado y la

estimación de los valores que se obtendrán en el futuro (parte inferior del triángulo).

Page 31: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

30

Junto a esto, obtenemos los valores de los parámetros α y β:

La salida de R también nos proporciona los valores de los factores de desarrollo, que

son los siguientes:

Page 32: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

31

3. El modelo Chain Ladder extendido.

El modelo Chain Ladder extendido surge como ampliación del modelo Chain Ladder

anterior, para el caso en el que los datos a estudiar sufran cambios estructurales

importantes relativos al efecto del año del calendario (efectos diagonales). Estos

cambios estructurales afectarán al cálculo de las provisiones, por lo que habrá que

tenerlos en cuenta si se quiere realizar una correcta estimación a lo largo del tiempo.

3.1. Motivación: efectos diagonales en el triángulo run-off.

Hay muchas situaciones donde las provisiones técnicas se ven afectadas por efectos

diagonales tales como la inflación económica (variaciones en los pagos relativas a años

del calendario específicos) y la inflación derivada por cambios en la legislación o en el

modo de procesar las reclamaciones por siniestros. Evidentemente el modelo

bidimensional Chain Ladder no puede capturar dichos efectos que vienen definidos

como nuevos parámetros indexados en las diagonales del triángulo de datos. La

extensión del modelo incluyendo estos nuevos parámetros permitirá considerar estos

efectos y conseguir así una predicción más adecuada sobre todo cuando dichos efectos

supongan cambios estructurales en la serie de datos.

3.2. Formulación del modelo extendido.

Suponemos un triángulo run-off como el definido con anterioridad y asumimos de

nuevo el objetivo de predecir la parte inferior del triángulo, esto es, las entradas

definidas por filas i y columnas j tal que .

Considerando una parametrización aditiva (modelo log-lineal) el modelo Chain Ladder

extendido se formula como sigue:

Page 33: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

32

donde representa el efecto del año en el que tiene lugar el accidente, es efecto del

año de desarrollo, y representa el nuevo efecto diagonal correspondiente al año

según el calendario. De nuevo representa el nivel global.

Obsérvese que la formulación anterior puede considerarse como un caso particular del

modelo Chain Ladder estándar cuando los nuevos parámetros diagonales se expresen de

forma lineal. En concreto supongamos que para c y d

constantes cualesquiera. En este caso podemos reescribir la formulación anterior como:

que consiste en el modelo Chain Ladder estándar.

Obsérvese por tanto que el beneficio de extender el modelo está en la habilidad de

incorporar inflaciones que se describan de forma no lineal. En este general, y de forma

similar a cómo se describió en el modelo Chain Ladder, los parámetros ( y ) se

pueden estimar desde los datos muestrales (triángulo run-off), sin embargo los nuevos

parámetros diagonales sólo se pueden estimar hasta el año más reciente, esto es, la

diagonal i+j-1=k, y el resto de diagonales deben ser extrapoladas.

La parametrización anterior ha sido de gran importancia en epidemiología y sociología,

usándose en combinación con otras técnicas de predicciones a partir de series

temporales no estacionarias discutidas en Clements and Hendry (1999). Kuang, Nielsen

y Nielsen (2008,2011) extienden estas ideas al contexto del problema que ocupa nuestra

atención en este trabajo. Siguiendo el trabajo de estos últimos autores suponemos que

los datos agregados están disponibles en el triángulo run-off y las entradas se asumen

variables aleatorias independientes con distribución log-normal. Esta hipótesis puede

suponer un problema cuando algunas de las entradas sean cero (o negativas), en cuyo

caso se puede optar por incrementar ligeramente todas las entradas del triángulo

(igualando a cero los negativos) o cambiar la distribución. Los autores discuten este

tema con detalle y proponen otras posibles distribuciones, no obstante, en este trabajo

asumimos que no hay ninguna entrada de datos que sea cero o negativa y consideramos

el modelo log-normal.

Page 34: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

33

Formalmente consideramos de nuevo que los datos de las reclamaciones se disponen

según una matriz triangular superior I, siendo i el año en el que se produce el accidente,

y j el año de desarrollo, cumpliéndose que . Suponemos que

son variables independientes y con distribución log-normal. De este modo, la

función de densidad de viene dada por:

Siendo la varianza del modelo, y la media para la que se asume la

parametrización definida con anterioridad.

De forma similar al caso del modelo Chain Ladder estándar, la parametrización asumida

para presenta un problema de identificación que en este caso es más complejo. De

hecho, dos líneas de tendencia arbitrarias se pueden incluir en el modelo sin que esto

modifique .Esto quiere decir que es invariante respecto al grupo de

transformaciones siguiente:

Siendo a, b, c y d constantes arbitrarias, y cumpliéndose además que

Al ser invariante a las transformaciones que vengan dadas por g, buscaremos una

función de , invariante de g, que capture la variación de

La función buscada se propuso por parte de Kuang, Nielsen and Nielsen (2008a) y es

un parámetro canónico, , de dimensión (3k-3).

Reescribiendo se llega al siguiente candidato:

Donde determina el nivel, mientras que y determinan los

efectos lineales de la inflación como una constante, y la doble diferencia de los

parámetros determina los efectos no lineales.

es un maximal invariante de bajo cualquier transformación que venga dada por g.

Page 35: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

34

Los parámetros y se pueden reescribir para evitar el problema de la

identificación. Por ejemplo, tenemos:

3.3. Estimación de los parámetros por máxima verosimilitud.

Como hemos descrito antes la estimación de los parámetros del modelo Chain Ladder

extendido es posible tan sólo hasta el año del calendario más reciente, siendo necesaria

la extrapolación de los parámetros diagonales para predecir en el triángulo inferior.

Kuang, Nielsen y Nielsen (2011) sugieren un procedimiento de

estimación/extrapolación en dos pasos.

El primer paso consiste en estimar los parámetros del modelo mediante regresión lineal

generalizada hasta la diagonal más reciente (i+j-1=k), en concreto, estimar el parámetro

canónico

definido antes. El

segundo paso consiste en extrapolar los efectos diagonales estimados asumiendo que

son una serie temporal observada hasta el año k-ésimo.

Para estimar los parámetros a partir de la muestra (primer paso) consideramos el modelo

reescrito usando la parametrización canónica definida en la sección anterior. Se trata por

tanto de la estimación de un modelo generalizado con función de enlace logarítmica en

la que se define la siguiente matriz de diseño:

Page 36: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

35

donde .

Los parámetros del modelo son estimados mediante regresión mínimo cuadrática del

. Ofreciendo así un estimador insesgado del parámetro canónico

.

3.4. Extrapolación de los efectos diagonales.

Kuang, Nielsen and Nielsen (2008b) caracterizan las provisiones invariantes a

modificaciones de los parámetros . Dada la aditividad del modelo de

y la tendencia lineal en , las extrapolaciones deben ser la suma de dos

componentes, donde la primera extrapolará la tendencia arbitraria lineal, mientras que la

segunda será invariante a esta tendencia lineal.

Hay series de tiempo que son más fáciles de predecir que otras. Si la serie temporal

tiene una tendencia lineal, será posible la estimación mediante varios modelos.

Por otra parte, si la serie temporal tiene observaciones que rompen dicha tendencia

lineal, realizar las provisiones resultará más complejo. Cuando esto ocurre hay dos

posibilidades. La primera de ellas es realizar la estimación independientemente del

grupo de observaciones que rompen la tendencia lineal, siendo una predicción buena

salvo en el caso en el que ocurren dichas observaciones. La segunda opción es elegir

una estrategia que modelice un poco peor el caso en el que se cumple dicha tendencia

lineal, pero mejore la modelización cuando se produzcan los cambios estructurales.

Debemos recordar que la serie temporal no se observa directamente, puesto que se

extrae como un parámetro estimado del modelo estadístico. En el apartado anterior se ha

descrito cómo realizar la estimación, por lo que ahora nos centramos en el segundo

paso, para lo que comentaremos tres métodos, a los que nos referiremos según su orden

de integración mediante l(0), l(1) y l(2).

Page 37: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

36

Denotamos la serie temporal extraída por . Debido al problema de

identificación, esta serie temporal evolucionará alrededor de una tendencia lineal

arbitraria.

El primer modelo, l(0), se utiliza cuando la serie temporal evoluciona de forma estable

tanto dentro como fuera de la muestra. La idea es extrapolar la tendencia lineal

encontrada en los datos usando el siguiente modelo:

Donde representa una secuencia de innovaciones independientes, distribuidas según

una .

En situaciones con muchas observaciones esto se podrá argumentar mediante una

estructura autorregresiva.

Tendremos entonces como provisión:

Donde:

Las provisiones de densidad pueden ser construidas mediante la adición de una variable

Normal , , donde se tiene:

Page 38: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

37

El segundo modelo, l(1), se usará cuando se presente un cambio de nivel en el periodo a

provisionar. En esta situación las tasas de crecimiento o diferencias de la serie temporal

pueden ser estimadas mediante un modelo de paso aleatorio del tipo tal

que:

Donde .

De igual forma que con el modelo anterior, las provisiones de densidad pueden

construirse añadiendo una variable Normal , , con varianza del

estimador:

El tercer modelo, l(2), se usa cuando hay un cambio de pendiente en el periodo a

provisionar. En este caso, aplicaremos el modelo para las aceleraciones o

diferencias dobles. Se tiene entonces que:

Las provisiones de densidad vendrán dadas al añadir una variable Normal

, donde:

3.5. Aplicación práctica en R.

Como ilustración consideraremos el conjunto de datos analizado en el artículo de

Kuang, Nielsen and Nielsen (2011). Para el análisis hemos utilizado el código original

en R desarrollado por los autores. Los datos fueron considerados por primera vez por

Barnett y Zehnwirth (2000) y los introducimos en R en forma vectorial como sigue:

Page 39: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

38

Aqui kk es el número de filas (o columnas) del triángulo run-off.

Definimos tras esto los factores de desarrollo y los años en los que tienen lugar los sucesos:

Elegimos el diseño a utilizar, pudiendo ser un diseño bidimensional con parámetros canónicos

o un diseño tridimensional con parámetros canónicos.

Por otro lado, también tenemos que definir la forma de identificación de nuestro problema,

tomando como valor 0 si la identificación se rige por un modelo canónico. Para el caso

bidimensional tenemos las siguientes opciones:

-

-

Por último, para el caso tridimensional, que es el aplicado a este ejemplo, tenemos como

posibilidades las siguientes:

-

-

En nuestro caso, tomamos el primer caso.

Como distribución tomamos la log-normal, pudiéndose elegir entre las siguientes opciones:

- Log-normal.

- GLIM (Generalised Linear Model). Modelo lineal generalizado con distribución

Normal para los logaritmos de los datos. Es prácticamente igual que el primer

caso, pero pueden producirse pequeñas modificaciones en los resultados.

Page 40: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

39

- Modelo lineal generalizado con distribución de Poisson. Es el modelo Chain-Ladder

bidimensional estándar.

Junto a esto, podemos obtener gráficos para los parámetros estimados y también para los

parámetros pronosticados.

En nuestro caso obtendremos los gráficos tanto para los parámetros estimados como para los

valores pronosticados.

Habrá que definir también si los datos a los que aplicaremos los cálculos serán los datos tal

cual aparecen o si, por el contrario, utilizaremos los datos divididos por su factor de

exposición.

Por último, crearemos una submatriz de tamaño dependiente de la dimensión del triángulo

que queramos obtener. En este caso tomaremos una matriz con tamaño del triángulo

completo.

A continuación, dividimos el triángulo de sucesos entre los valores de exposición, y pasamos a

crear la submatriz.

Definimos una matriz de tamaño 11x11 vacía, y añadimos los datos del triángulo.

Nuestra matriz viene dada entonces por el triángulo de sucesos (parte superior), mientras que

el triángulo inferior quedará vacío:

Page 41: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

40

En el caso en el que el diseño elegido sea segunda opción comentada anteriormente, tenemos

que:

Si elegimos tenemos que:

En R, tomamos una matriz X de tamaño 2*(11-1) = 20 filas y 66 columnas, en la que la primera

fila estará compuesta por unos. Para las restantes filas, tendremos:

- K-1 filas: 2,…,k:

- K-1 filas: k+1,…,2k-1: .

En el caso de elegirse la tercera opción, tenemos que:

Si tomamos entonces tenemos:

En este caso se tendrá una matriz X en la que la primera fila hará referencia al nivel,

rellenándose en este caso de unos, mientras la segunda y tercera fila corresponde a la

pendiente.

Para las restantes filas, tendremos:

- K-2 filas:

- K-2 filas: .

- K-2 filas: .

Page 42: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

41

En nuestro caso habíamos elegido diseño = 3. Una pequeña muestra de la matriz X calculada

anteriormente es la siguiente:

Pasamos ahora al cálculo de la regresión, dependiendo de la distribución elegida entre las

comentadas con anterioridad (Log-Normal, Modelo Lineal Generalizado con distribución Log-

Normal y Modelo Lineal Generalizado con distribución de Poisson).

Ajustamos los datos mediante el modelo GLM (modelo lineal generalizado), extensión de los

modelos lineales que permite utilizar distribuciones no normales de los errores. Para ello

utilizaremos la matriz transpuesta resultante del cálculo anterior.

En nuestro caso ajustamos a una Log-Normal con distribución 1, por lo que la distribución de

los errores vendrá dada por el logaritmo (esta distribución nos proporciona un conteo cuando

los errores se producen según una Poisson), obteniendo los siguientes datos:

Page 43: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

42

El primer resultado corresponde a los coeficientes de nuestro modelo log-normal, mientras

que los residuos nos proporcionan la diferencia entre los valores reales del modelo y los

valores ajustados.

Los coeficientes multiplicados por las variables de nuestro problema nos darán como resultado

la predicción de siniestros.

Atendiendo a los tres modelos I(0), I(1), I(2), la estimación de los datos del problema para los

siguientes años de desarrollo quedarían:

Para l(0):

Page 44: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

43

Para l(1):

Para l(2):

Page 45: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

44

Los residuos nos ayudan a valorar si el ajuste a nuestro modelo es lo suficientemente bueno.

En este caso los residuos son muy pequeños, por lo que podemos llegar a la conclusión de que

el modelo se ajusta de forma correcta al problema inicial, ya que los valores ajustados y reales

del modelo difieren en poca cantidad.

A continuación, ejecutamos el código para obtener gráficos de los parámetros estimados. El

resultado se muestra en la siguiente figura.

En estos gráficos obtenemos la representación de los parámetros estimados. Los tres gráficos

en la última fila representan los coeficientes usando la identificación

. Podemos observar la tendencia creciente de , mientras que decrece. No

obstante, la interpretación de estos gráficos de parámetros identificados puede resultar

engañosa dada la arbitrariedad de los mismos. El parámetro canónico que no está supeditado

a esta arbitrariedad se muestra en las filas superiores.

Page 46: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

45

Por último, pasamos a obtener los valores pronosticados para lo que se procede a extrapolar el

, calculándose los valores pronosticados para . Hemos considerados los tres modelos

I(0), I(1), I(2) definidos anteriormente y los resultados de la extrapolación se muestran en el

siguiente gráfico:

l(0) se utiliza cuando la serie temporal evoluciona de forma estable tanto dentro como

fuera de la muestra, l(1) cuando se presente un cambio de nivel en el periodo a

provisionar y por último l(2) cuando hay un cambio de pendiente en el periodo a

provisionar.

Kuang, Nielsen y Nielsen (2011) utilizan un procedimiento recursivo para comparar los

modelos. Se trata de estimar usando menos diagonales de las disponibles de modo que

se puedan comparar las predicciones con los datos reales. Para este conjunto de datos

los autores concluyen que el mejor modelo de extrapolación parece ser l(0).

Para ver este resultado, los autores consideran un subconjunto de los datos, de m años

de calendario, dados en una matriz triangular . El modelo se estima para las entradas

de la matriz triangular superior, mientras que para la parte inferior se predicen los

valores.

Page 47: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

46

Este ejercicio se realizó para m = 5, …,10, obteniendo:

Origen

Predicciones

5 6 7 8 9 10

M+1 644.2 709.8 723.7 864.5 1140.4 1478.6

L(0) -3.0 11.1 -4.8 57.2 163.2 264.2

L(1) -3.1 11.9 -11.0 72.4 138.0 139.7

L(2) -4.5 12.6 -18.0 93.5 88.5 -7.0

Modelo

bidimensional

-3.9 10.8 -8.1 63.3 152.1 195.7

Como puede observarse, el error de las predicciones para este ejemplo es más cercano a

0 en l(0) para los años 1981, 1982 y 1983. Para el año 1984 el mejor modelo es l(1), y

para los restantes años (1985, 1986) se ajusta mejor l(2).

Por ello, se toma el ajuste de l(0) como el más adecuado para este ejemplo.

Page 48: ESTIMACIÓN DE PROVISIONES TÉCNICAS EN SEGUROS DE NO VIDA

47

4. Bibliografía.

- Barnett, G. & Zehnwirth, B. (2000). Best estimates for reserves. Proceedings

of the CAS, Vol. LXXXVII, No. 245-503.

- D. Kuang, B. Nielsen and J.P. Nielsen, 2008, Forecasting with the age-

period-cohort model and the extended chain-ladder model.

Biometrika, 95 (4): 987-991.

- D. Kuang, B. Nielsen and J.P. Nielsen, 2008, Chain-Ladder as maximum

likelihood revisited. A.A.S. 4, I, 105-121.

- D. Kuang, B. Nielsen and J.P. Nielsen, 2011, Forecasting in an extended

Chain-Ladder-Type model. The Journal of Risk and Insurance, 2011, Vol.

78, No. 2, 345-359.

- Guardiola, A. (1990). Manual de introducción al seguro. Fundación

MAPFRE.

- Martínez-Miranda, M. D., Nielsen, J. P and Verrall, R. (2013c). R-package

“DCL": Claims Reserving under the Double Chain Ladder Model (v. 0.1.0,

25 October 2013). http://cran.r-project.org/web/packages/DCL/index.html .

Recursos electrónicos:

- http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/ledf/specia_j_al/capitulo2.

pdf

- https://www.intrum.com/es/Prensa-y-publicaciones/Novedades-en-gestion-

de-credito/Archivo-Novedades-Gestion-de-credito/Directiva-Solvencia-II3/

- http://publications.scor.com/actuarial_prize/2014_es_JuanEspejo.pdf

- http://www.actuarios.org/espa/anales/2002/quevedo2002.pdf

- http://www.fhvie.ac.at/var/em_plain_site/storage/original/application/428aa4

14bf1ba9198dd84455133b4abd.pdf

- http://finzi.psych.upenn.edu/library/DCL/html/DCL-package.html