home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Computerized Investing - Spreadsheet Collection / Spreadsheet Collection.iso / pc / ibm11 / bondmgmt.doc < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1991-07-12  |  20.7 KB  |  342 lines

  1. A Bond Portfolio Worksheet
  2. By Fred Shipley, Ph.D.
  3. Computerized Investing, January/February 1989
  4.  
  5. To effectively manage a bond portfolio an investor must keep track of the
  6. current return, any current or anticipated changes in value and the riskiness
  7. of the portfolio.  In this article we provide a template for performing these
  8. calculations and updating portfolio values over time.
  9.  
  10. For an investor considering the management or performance evaluation of a bond
  11. portfolio, one of the first aspects that must be analyzed is the current income
  12. the portfolio provides.  Since most investors are, and should be, looking to
  13. the bond part of their portfolio to provide a steady income stream, it is
  14. important to know the yield this portfolio provides.  As with any individual
  15. bond, we want to know both the current yield and the yield to maturity.
  16.  
  17. Certainly an investor also needs to know the change in the value of his or her
  18. portfolio over time.  In our simple spreadsheet, we allow you to determine that
  19. change from some initial value--either your initial cost, or as of some
  20. specified past date.  By updating the spreadsheet on a regular basis you can
  21. track your portfolio's performance over time.
  22.  
  23. Finally, for planning and risk management purposes, an investor must know the
  24. effect of changes in interest rates on portfolio values.  The spreadsheet
  25. includes a summary indication of those effects, a means of modeling the effects
  26. of changes in market rates, and a screen for individually changing assessments
  27. of yields on each individual bond in the portfolio.
  28.  
  29. Bond Portfolio Summary Screen
  30.  
  31. Figure 1 shows the overall portfolio summary.  It is calculated from data on
  32. each individual bond's value and cost, their coupon rates and maturities.  As a
  33. result of this effort, you get the portfolio's change in value over cost, its
  34. current income yield and approximate yield to maturity, the portfolio duration,
  35. and an estimate of the effect on value for a 1% change in interest rates. 
  36. Finally, by entering new estimates of market rates for each bond you hold, the
  37. program will calculate the new market value, yield to maturity and the
  38. percentage change in portfolio value that would result from these interest rate
  39. changes.  Alternatively, you can enter a summary overall market yield for the
  40. entire portfolio and get the same information.
  41.  
  42.                           Figure 1
  43.               Bond Portfolio Management Worksheet
  44.  
  45.                 A           B      C          D           E      
  46.  1          Current Portfolio Holdings -- Summary Information    
  47.  2                                                               
  48.  3                        Day   Month        Year                
  49.  4    Current Date:        26      10        1988                
  50.  5                                                               
  51.  6    Initial Portfolio Cost:                      $46,963.75    
  52.  7    Current Portfolio Market Value:   $47,801.25               
  53.  8              Change in Value Since Purchase:       $837.50    
  54.  9                                                   =========   
  55.  10   Current Portfolio Yield:               8.206%              
  56.  11   Approximate Portfolio YTM:             9.925%              
  57.  12   Portfolio Duration (years):             6.80               
  58.  13   Effect of 1% Increase in Yield:        -6.19%              
  59.  14                                                              
  60.  15        Effects of Revised Yield Assumptions                  
  61.  16   New Estimated Portfolio YTM:          10.171%              
  62.  17   New Portfolio Value:              $46,954.86               
  63.  18   %age Change in Portfolio Value:        -1.77%              
  64.  19             Change in Value Since Purchase:        ($8.89)   
  65.  20   TYPE PgDn to Enter Data                        =========   
  66.                                                                  
  67. Remember that current yield only relates the income from a bond to its current
  68. price.  It does not consider the effects of value appreciation or decline over
  69. time as a result of decreasing maturity.  This yield measure does not
  70. adequately reflect the true return on your portfolio.  What it does indicate is
  71. the current return per dollar of current market value.  The yield to maturity
  72. is a better measure of total return, but there are several important
  73. assumptions embedded in that concept.
  74.  
  75. First, there is the obvious assumption that you actually hold the bond until
  76. maturity.  That may not be too bad a presumption.  Second, we assume that any
  77. cash flows the portfolio generates (periodic interest income) are reinvested at
  78. the yield to maturity.  This may be stretching things.  Many investors consume
  79. the current interest payments.  The effect of spending these cash flows is to
  80. reduce your realized rate of return.  Third, the spreadsheet only calculates
  81. the approximate yield to maturity.  We have done this simply to reduce the size
  82. of the program.  To calculate the true yield, you would have to create a column
  83. (or row) of cash flows for each individual bond.  For many investors this would
  84. result in an unwieldy mess.  For the bonds used to illustrate the spreadsheet
  85. the true yield to maturity is 9.955%, while the approximate yield to maturity
  86. is 9.925%, a difference of 3 basis points (3/100s of 1%).
  87.  
  88. Using Duration in Portfolio Management
  89.  
  90. To estimate the effect of changing interest rates on the value of the
  91. portfolio, we calculate the average portfolio  duration.  Duration is a
  92. present-value-weighted-average time to maturity and is related to the price
  93. sensitivity of a bond or bond portfolio.  The portfolio duration is just the
  94. weighted average of the duration of each individual bond.  You must weight each
  95. bond's duration by its percentage composition in your portfolio.  This
  96. percentage is based on current market values.  For any bond, its percentage
  97. composition (Wb) of the portfolio is:
  98.  
  99.             Market Value of Holdings of Bond b
  100. Wb    =   --------------------------------------
  101.              Total Market Value of Portfolio
  102.  
  103. These percentages are calculated in the spreadsheet.  If you look at Figures 2
  104. and 3, you will see that calculation.  For example, the IBM 10.25s of 1995 have
  105. a value of $21,075.00 and the total value of the portfolio is $47,801.25 so the
  106. IBM bonds are 44% of the portfolio.
  107.  
  108.  
  109.                                        Figure 2
  110.                                   Data Input Section
  111.      
  112.              A           B      C          D        E         F        G
  113.  22            Data Input Section -- Enter Individual Bond Information
  114.  23                                                                   
  115.  24                                               Years     Initial    Units 
  116.  25                                     Maturity    to       Cost      Owned 
  117.  26         Issuer      Rating Coupon     Date   Maturity (% of Face) ($000s)
  118.  27   -----------------------------------------------------------------------
  119.  28         A T & T        AA   7.000% 02/15/2001   12.31   79.000        5 
  120.  29         A T & T        AA   8.625% 04/01/2026   37.43   93.500       10
  121.  30         Chrysler      BBB  12.000% 11/15/2015          104.625        3
  122.  31          DuPont        AA   6.000% 12/01/2001           78.000        5
  123.  32          I.B.M.       AAA  10.250% 10/15/95            102.875       20
  124.  33   Turner Broadcasting  B    0.000% 03/15/92             60.500       10
  125.  34                       ---------------------------------------------------
  126.  35    Portfolio Totals:                                $46,963.75          
  127.  36    Weighted Average Maturity:     05/30/2003                     
  128.  37    Number of Years to Maturity:                 14.6 yrs.               
  129.      
  130.                                        Figure 3
  131.                               Current Portfolio Holdings
  132.  
  133.            H           I         J      K         L           M       N   
  134.  24     Current                                                           
  135.  25      Price       Market     % of Current               Approx. Duration
  136.  26   (% of Face)    Value     Holdgs Yield     Income     Y.T.M.  (Years) 
  137.  27   ---------------------------------------------------------------------
  138.  28       84.000     $4,200.00  8.79%  8.333%     $350.00    9.182%   8.06 
  139.  29       91.125     $9,112.50 19.06%  9.465%     $862.50    9.361%  10.89 
  140.  30      107.125     $3,213.75  6.72% 11.202%     $360.00   11.255%   8.84 
  141.  31       75.000     $3,750.00  7.84%  8.000%     $300.00    9.304%   8.59 
  142.  32      105.375    $21,075.00 44.09%  9.727%   $2,050.00    9.182%   5.20 
  143.  33       64.500     $6,450.00 13.49%  0.000%       $0.00   13.330%   3.38 
  144.  34   ---------------------------------------------------------------------
  145.  35                 $47,801.25 100.00% 8.206%   $3,922.50    9.925%   6.80 
  146.  36              ==========================================================
  147.      
  148. These percentage weights allow us to determine the duration of the entire
  149. portfolio.  For our example portfolio, the duration is 6.8 years, or about 6
  150. years and 10 months.  In contrast, the average maturity of the portfolio is
  151. 14.6 years.
  152.  
  153. The numbers in Figures 2 and 3 illustrate several important features of
  154. duration.  First, as we just saw, duration is always less than or equal to time
  155. to maturity.  For zero coupon issues, such as the Turner Broadcasting notes,
  156. the duration is exactly the time to maturity.  For all other bonds, the
  157. duration will be less than time to maturity.  Second, the duration of a
  158. portfolio is sensitive to portfolio composition.  Nearly half of the value of
  159. this portfolio is in the IBM bonds, which are relatively short term.  That
  160. holding causes the duration of the portfolio to be relatively short. 
  161. Increasing the percentage of holdings in the AT&T debentures that are due in
  162. 2026 would significantly increase the duration of the portfolio.
  163.  
  164. Duration allows us to estimate the effects of changes in interest rates on the
  165. value of our bond holdings.  The longer the duration of our portfolio, the
  166. greater the change in value when interest rates change.  (Another discussion of
  167. duration appeared in the September/October, 1988 issue of CI.  See pages 7 and
  168. 8, especially.)  Remember that the value of a bond or portfolio of bonds does
  169. not change symmetrically with symmetric changes in interest rates.  That is, if
  170. the average yield to maturity for the bonds in our portfolio were to increase
  171. by 1 percentage point, the value of the portfolio would decrease.  This
  172. decrease in value is less than the increase in value that would occur, if the
  173. average yield to maturity on the portfolio were to decrease by 1 percentage
  174. point.
  175.  
  176. Nevertheless, duration allows us to get an idea of the impact of changes in the
  177. levels of market interest rates.  As Figure 1 shows, an increase in rates of 1%
  178. would decrease the value of the portfolio by about 6.19%.  Of course, we would
  179. be able to invest any new funds at higher returns, so some of this loss would
  180. be offset.  In fact, duration allows us to balance out the effects of lower
  181. portfolio values and higher reinvestment opportunities, if we so desire.
  182.  
  183. Balancing the Effects of Higher Yields and Lower Portfolio Values
  184.  
  185. Interest rate changes have two effects on bond portfolios.  Suppose, for
  186. example, that market interest rates increase.  When rates increase, the values
  187. of existing bonds decline.  With higher rates, however, new investment, or
  188. reinvestment of future cash flows, will earn a higher return.  With the
  189. exception of the zero coupon issue, all of our portfolio is generating cash
  190. flows through interest income.  These cash flows are thus more valuable when
  191. interest rates rise.  An important question for an investor is how long must
  192. the cash flows occur in order for the higher reinvestment rate to balance out
  193. the effect of the lower portfolio value.  Can an investor structure a portfolio
  194. so as to minimize changes in total return?
  195.  
  196. You might think that the best way to accomplish the goal of decreasing
  197. variations in bond returns is to simply hold the bonds in your portfolio until
  198. they mature.  This will not work.  While you will get the face value of your
  199. investment back if you do so, you are, in fact, holding your bonds too long.
  200.  
  201. Selling before the time to duration results in net price risk; selling after
  202. duration results in net reinvestment rate risk.  For interest rate increases,
  203. net price risk simply means that the potential effect of decreasing portfolio
  204. value outweighs the effect of increasing reinvestment return.  Net reinvestment
  205. rate risk means that the effect of greater reinvestment opportunities is
  206. outweighs the effect of decreasing portfolio value.  The appropriate way to
  207. minimize variation in bond returns is to set the duration of a bond portfolio
  208. equal to your anticipated holding period.  By doing so, the effects of value
  209. changes due to interest rate variations will be offset by the greater returns
  210. due to better reinvestment opportunities.
  211.  
  212. Strictly speaking, whenever interest rates change, so does the duration of the
  213. portfolio.  Figure 4 shows this.  Because of the increase in the yields to
  214. maturity of the bonds in the portfolio, the duration of the portfolio has
  215. decreased to 6.64 years.  In order to maintain a duration equal to the years
  216. remaining in your holding period, you must rebalance your portfolio.  That is,
  217. you must reallocate funds among the various bonds so that the duration is
  218. adjusted to counteract the effects of changing interest rates.  For most
  219. individuals, this is simply too costly.  If interest rate changes are not too
  220. severe, the penalty from failing to adjust your portfolio is probably something
  221. you can ignore.  Most institutions rebalance only on an annual basis.
  222.  
  223.                                        Figure 4
  224.                            Revised Market Yield Assumptions
  225.                
  226.           O         P           Q          R          S         T       U   
  227.  25                                    Revised                              
  228.  26   Changed  New Value               Current     Total      % of  Duration
  229.  26    Y.T.M. (% of Face)   Income      Yield      Value     Holdgs in Years
  230.  27   ----------------------------------------------------------------------
  231.  28     9.800%    80.231      $350.00    8.725%   $4,011.53    8.54%   7.94 
  232.  29     9.800%    88.344      $862.50    9.763%   $8,834.41   18.81%  10.51 
  233.  30    12.500%    96.150      $360.00   12.480%   $2,884.51    6.14%   8.21 
  234.  31     9.400%    74.690      $300.00    8.033%   $3,734.49    7.95%   8.57 
  235.  32     9.200%   105.315    $2,050.00    9.733%  $21,062.93   44.86%   5.20 
  236.  33    13.500%    64.270        $0.00    0.000%   $6,426.98   13.69%   3.38 
  237.  34   ----------------------------------------------------------------------
  238.  35    10.171%              $3,922.50    8.354%  $46,954.86   100.00%  6.64 
  239.  36   ========           ===================================================
  240.  
  241. What understanding duration allows you to do is structure certain parts of your
  242. portfolio to realize certain goals.  For example, suppose you are planning on
  243. several future major cash outlays at different times.  Perhaps you plan to
  244. retire in 10 years and buy a condominium in Florida; then in another 3 years
  245. (13 years in the future) you want to make a round-the-world cruise; finally
  246. after 20 years you want to present your grandchildren with enough cash to get
  247. them through an expensive university.  If you structured your portfolio so that
  248. you had enough bonds with a duration of 10 years to provide your down payment
  249. on the condominium, enough with a duration of 13 years to go on your cruise,
  250. and a sufficient sum with a duration of 20 years to endow your grandchildren's
  251. education, you would achieve your objectives with little variation in total
  252. return on your portfolio.  This allows you to project quite accurately the
  253. return you need to provide the necessary cash.
  254.  
  255. Setting up the Input Data
  256.  
  257. The input screen is shown in Figure 2.  While we are using only six bonds to
  258. illustrate the process, you may enter as many as you want.  Simply copy the
  259. necessary formulas down as many rows as you need.  The basic data required are
  260. the issuer, the bond rating, the coupon rate, the maturity date, the initial
  261. cost and the number of bonds owned.  The cost should be entered the way price
  262. quotes are normally given, as a percentage of face value. Finally, to simplify
  263. some of the duration formulas, which are quite complex, we have calculated some
  264. preliminary data.  This appear in Figure 5.
  265.  
  266.                                        Figure 5
  267.                               Miscellaneous Calculations
  268.  
  269.     V     W        Z       Y      Z   AA    AB      AC       AD      AE   AF 
  270. 23  []   REVISED DATA CALCULATIONS    []  ORIGINAL DATA CALCULATIONS      [] 
  271. 24  []         @ Revised YTMs         []         @ ytm = approx. ytm      []
  272. 25  []Weighted Weighted Annuity P. V. []Weighted Weighted Annuity  P. V.  []
  273. 26  []Duration  Y.T.M.  Factor Factor [] Y.T.M.  Duration Factor   Factor []
  274. 27  []--------------------------------[]----------------------------------[]
  275. 28  []   0.679    0.008 14.121  0.308 []   0.008   0.708   14.566   0.331 []
  276. 29  []   1.977    0.018 19.840  0.028 []   0.018   2.076   20.670   0.033 []
  277. 30  []   0.504    0.008 15.398  0.038 []   0.008   0.594   16.851   0.052 []
  278. 31  []   0.681    0.007 14.888  0.300 []   0.007   0.673   14.964   0.304 []
  279. 32  []   2.331    0.041 10.123  0.534 []   0.040   2.292   10.129   0.535 []
  280. 33  []   0.463    0.018  5.293  0.643 []   0.018   0.457    5.309   0.646 []
  281. 34  []--------------------------------[]----------------------------------[]
  282. 35  []                                []                                  []
  283. 36  []                                []                                  []
  284.  
  285. The only difficult entry is the maturity date.  To enter that we must use of
  286. the spreadsheet's date functions.  The @date function takes a given year, month
  287. and day and converts them into something Lotus can understand.  1-2-3 keeps
  288. track of time by counting the days since December 31, 1899 and can go to
  289. December 31, 2099.  Years are represented serially from 1900.  For example,
  290. 1988 is simply 88, but 2011 would be 111.
  291.  
  292. The form of the @date function is:
  293.  
  294.      @date(year number,month number,day number)<P>
  295.  
  296. Our first AT&T bond matures on February 15, 2001.  The formula that appears in
  297. cell D28 is @date(101,2,15).  Lotus can also deal with formulas or cell
  298. references in the @date function.  For example, one of our inputs is the
  299. current date in cells B4, C4 and D4.  Since we have entered 1988 in cell D5,
  300. when we want to show that reference, we use:
  301.  
  302.      @date($D$4-1900,$C$4,$B$4)<P>
  303.  
  304. Subtracting 1900 from 1988 gives us the year 88, which is what 1-2-3 expects in
  305. the formula.  The dollar signs ($s) ensure that the cell references do not
  306. change when we copy the formula.  For users with Release 2 of 1-2-3 or a
  307. compatible program, you can simply use the @now function to return the current
  308. date as stored in your PC.  However, if you do not set this date each time you
  309. start your computer, or have the date set automatically, then all the
  310. calculations will be off.
  311.  
  312. Since 1-2-3 determines every date serially, you must then format the cell where
  313. the date function appears to translate that serial number and display it as a
  314. date.  Cells D28 through D33 are formatted using the / Range Format Date
  315. command, with the first date format.
  316.  
  317. Examining the Effects of Changes in Market Interest Rates
  318.  
  319. Figure 4 shows the results of changes in your estimates of market yields.  The
  320. worksheet is designed so you can enter either a new yield for each individual
  321. bond in your portfolio, or you can simply enter a single, overall portfolio
  322. yield.  In Figure 4 we have entered new data for each individual bond.  The
  323. results of these changes are summarized in the lower part of the summary
  324. screen, which is shown in Figure 1.  The average portfolio yield to maturity is
  325. taken from cell M35 and appears in cell D11.  The new portfolio value and the
  326. percentage and dollar change from the current value are shown immediately below
  327. D11.
  328.  
  329. As you can see, we have assumed that yields on the bonds have increased.  This
  330. results in a decline in portfolio value as well as a slight decline in the
  331. portfolio's duration.  As a result of the decrease in the market value of the
  332. portfolio, the current yield has increased.  This increase reflects the
  333. improvement in reinvestment opportunities as a consequence of the interest rate
  334. rise.
  335.  
  336. What this spreadsheet allows you to do is understand the current position of
  337. your fixed income portfolio and plan for anticipated changes.  With this
  338. information and an understanding of how interest rate changes affect your bond
  339. holdings you will be in a better position to make careful financial plans.
  340.  
  341. (c) Copyright 1989 by the
  342. American Association of Individual Investors