Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hoạt động kinh doanh của các ngân hàng thương mại, tín dụng bán lẻ và cho vay khách hàng cá nhân đang có sự tăng trưởng mạnh mẽ, tuy nhiên cũng đi kèm rủi ro vỡ nợ tiềm ẩn. Khâu đánh giá rủi ro tín dụng cá nhân đóng vai trò then chốt trong quản trị rủi ro ngân hàng, ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định cấp tín dụng (Lou & Wang, 2013). Với số lượng hồ sơ vay vốn ngày càng lớn, việc chấm điểm thủ công bộc lộ nhiều hạn chế, đòi hỏi các tổ chức tín dụng phải phát triển các thuật toán và mô hình thông minh tự động như học máy (machine learning) để nâng cao tính chính xác và hiệu suất ra quyết định (Twala, 2010; Khandani và cộng sự, 2010).

Tại Việt Nam, ứng dụng học máy vào phân loại và dự báo rủi ro vỡ nợ khách hàng cá nhân còn tương đối mới mẻ và chưa phổ biến. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài "Ứng dụng học máy trong dự báo vỡ nợ tại Ngân hàng Thương mại Cổ phần Quốc Tế Việt Nam" được sinh viên Nguyễn Minh Hiếu thực hiện tại Trường Đại học Ngân hàng TP.HCM nhằm so sánh hiệu quả dự báo của các mô hình và đề xuất giải pháp kiểm soát rủi ro.

Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của đề tài là ứng dụng các phương pháp học máy trong việc dự báo khả năng vỡ nợ tại Ngân hàng TMCP Quốc Tế Việt Nam (VIB), từ đó đề xuất các khuyến nghị giúp hạn chế rủi ro tín dụng đối với phân khúc khách hàng cá nhân.

Nhiệm vụ nghiên cứu được cụ thể hóa qua hai câu hỏi nghiên cứu:

  1. Tổng quan về ứng dụng học máy trong dự báo rủi ro vỡ nợ như thế nào?
  2. Những biện pháp nào giúp hạn chế rủi ro tín dụng của khách hàng cá nhân tại Ngân hàng TMCP Quốc Tế Việt Nam?

Phạm vi nghiên cứu được xác định rõ:

  • Không gian: Nghiên cứu thu thập và phân tích dữ liệu đối với nhóm khách hàng cá nhân vay vốn tại Ngân hàng TMCP Quốc Tế Việt Nam – Chi nhánh Sài Gòn – Phòng Giao dịch Văn Thánh (VIB Văn Thánh).
  • Thời gian: Phân tích các báo cáo hoạt động kinh doanh và báo cáo nợ hàng ngày của VIB Văn Thánh trong giai đoạn 2019 – 2020. Dữ liệu tổng quan lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm tham khảo từ các tài liệu trong và ngoài nước giai đoạn 2010 – 2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Về khái niệm vỡ nợ, tác giả tổng hợp từ các chuẩn mực và nghiên cứu quốc tế:

  • Theo Schuermann (2004), vỡ nợ là tình trạng khách hàng không hoàn thành nghĩa vụ trả nợ gốc và lãi cho các khoản vay có hoặc không có tài sản bảo đảm.
  • Theo Hiệp định Basel II, sự kiện vỡ nợ xảy ra khi người vay không có khả năng thanh toán đầy đủ các nghĩa vụ, khoản vay bị cơ cấu lại/lập dự phòng khó đòi, hoặc quá hạn thanh toán trên 90 ngày, hoặc khách hàng tuyên bố phá sản.
  • Các tác giả Sy (2007) và Altman cùng cộng sự (2019) nhấn mạnh bản chất của vỡ nợ gắn liền với sự trễ hạn thanh toán và vi phạm các điều khoản hợp đồng tín dụng.

Các nhóm yếu tố ảnh hưởng đến khả năng vỡ nợ được phân loại thành 4 nhóm chính:

  1. Yếu tố thông tin pháp lý và nhân khẩu học: Tuổi (X1), Giới tính (X2), Tình trạng hôn nhân (X3).
  2. Yếu tố hoàn cảnh sống: Nguồn thu nhập (X4), số người phụ thuộc, tình trạng sở hữu tài sản.
  3. Yếu tố tài chính: Thu nhập hàng tháng (X5), Chi phí sinh hoạt và trả lãi hàng tháng (X6), Số tiền vay (X8), Giá trị tài sản đảm bảo (X9), Tổng giá trị tài sản tích lũy (X11), Dư nợ tại các tổ chức tín dụng khác (X12).
  4. Yếu tố hành vi và đặc điểm khoản vay: Loại khoản vay/mục đích vay (X7), Thời gian vay (X10), lịch sử tín dụng.

Phương pháp nghiên cứu và mô hình ứng dụng

Nghiên cứu áp dụng phương pháp định lượng thực nghiệm thông qua 3 mô hình học máy và thống kê:

  • Rừng ngẫu nhiên (Random Forest): Thuật toán học có giám sát dựa trên tập hợp nhiều cây quyết định kết hợp kỹ thuật lấy mẫu tái lặp (bagging) và lựa chọn ngẫu nhiên tập đặc trưng để giảm phương sai (Breiman, 2001; Cutler và cộng sự, 2012).
  • Cây quyết định (Decision Tree): Sử dụng thuật toán CART (Classification and Regression Tree) phân chia không gian dữ liệu nhị phân dựa trên chỉ số đo độ thuần khiết Gini/Entropy (Rokach & Maimon, 2005; Widiastuti, 2018).
  • Hồi quy logistic (Logistic Regression): Mô hình hóa xác suất nhị phân thông qua hàm logit, ước lượng hệ số bằng thuật toán tối ưu hóa (Cox, 1958; Maalour, 2011).

Quy trình nghiên cứu gồm 5 bước: (1) Mô tả dữ liệu $\rightarrow$ (2) Xử lý sơ bộ dữ liệu $\rightarrow$ (3) Xây dựng mô hình $\rightarrow$ (4) So sánh các mô hình $\rightarrow$ (5) Đánh giá mô hình.

Các tiêu chí đánh giá mô hình được sử dụng gồm có: Ma trận nhầm lẫn (Confusion Matrix), Độ chính xác (Accuracy), Độ nhạy (Sensitivity/Recall), Độ đặc hiệu (Specificity), Điểm F1-Score, và Diện tích dưới đường cong ROC (AUC).

Dữ liệu và kỹ thuật tiền xử lý

Dữ liệu thứ cấp gồm 2.560 quan sát khách hàng cá nhân tại VIB Văn Thánh giai đoạn 2019 – 2020. Dữ liệu được làm sạch bằng Microsoft Excel và ngôn ngữ R (sử dụng các thư viện caret, caTools, rpart, randomForest, ROCR, tidyverse). Tác giả chia ngẫu nhiên bộ dữ liệu thành 2 phần: mẫu xây dựng (Training set chiếm 70% với 1.792 quan sát) và mẫu kiểm định (Testing set chiếm 30% với 768 quan sát).

Phân lớp dữ liệu Mẫu xây dựng (70%) Mẫu kiểm định (30%) Tổng số quan sát Tỷ lệ (%)
Có vỡ nợ (Nhãn 0) 499 214 713 28%
Không vỡ nợ (Nhãn 1) 1.293 554 1.847 72%
Tổng cộng 1.792 768 2.560 100%

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về nghiên cứu

Chương 1 thiết lập tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh các ngân hàng thương mại mở rộng quy mô tín dụng cá nhân nhưng đối mặt với rủi ro nợ xấu gia tăng. Tác giả chỉ ra sự chuyển dịch phương pháp từ chấm điểm thủ công, qua mô hình kinh tế lượng truyền thống (hồi quy logistic từ những năm 1970 - 1980) đến các thuật toán học máy tiên tiến (Neural Networks, Support Vector Machine, Random Forest). Chương này công bố rõ mục tiêu tổng quát, 2 câu hỏi nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu là hồ sơ tín dụng khách hàng cá nhân tại VIB Văn Thánh (2019–2020), phương pháp định lượng và quy trình 5 bước thực hiện.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết và các bằng chứng thực nghiệm về vấn đề nghiên cứu

Chương 2 hệ thống hóa cơ sở lý luận về vỡ nợ và rủi ro tín dụng ngân hàng theo tiêu chuẩn quốc tế (Basel II, Schuermann, Sy). Phân tích tác động tiêu cực của vỡ nợ tới lợi nhuận, quy mô tín dụng và rủi ro thanh khoản ngân hàng (Karim và cộng sự, 2010; Bloem & Gorter, 2001). Chương này làm rõ 4 nhóm yếu tố tác động đến hành vi trả nợ (thông tin pháp lý, hoàn cảnh sống, năng lực tài chính, hành vi vay vốn). Phần tổng quan tài liệu lược khảo 7 công trình quốc tế (Tiwari, 2018; Akindaini, 2017; Abid và cộng sự, 2018; Ojiako & Ogbukwa, 2012; Kocenda & Vojtek, 2011; Petropoulos và cộng sự, 2020; Mensah và cộng sự, 2013) và 2 nghiên cứu trong nước (Nguyễn Thị Lan và cộng sự, 2018; Đào Thanh Bình, 2019), làm cơ sở kế thừa danh mục 12 biến độc lập cho mô hình.

Chương 3. Phương pháp nghiên cứu

Chương 3 chi tiết hóa khung phương pháp luận định lượng. Tác giả định nghĩa biến phụ thuộc $Y$ (Khả năng vỡ nợ: 0 là Có, 1 là Không) cùng 12 biến giải thích ($X_1$ đến $X_{12}$). Đồng thời trình bày chi tiết cơ chế toán học của 3 thuật toán phân loại: Rừng ngẫu nhiên, Cây quyết định (CART) và Hồi quy logistic. Chương này trình bày chi tiết công thức tính các chỉ số đo lường hiệu suất mô hình: Ma trận nhầm lẫn, Accuracy, Sensitivity, Specificity, F1-Score, đường cong ROC và chỉ số AUC. Cuối chương mô tả quy trình tiền xử lý, mã hóa dữ liệu nhị phân và danh mục, phân bổ mẫu theo tỷ lệ 70% xây dựng và 30% kiểm định trên tổng số 2.560 hồ sơ.

Chương 4. Kết quả nghiên cứu

Chương 4 trình bày kết quả thống kê mô tả mẫu nghiên cứu và hiệu suất chạy thực nghiệm của 3 mô hình trên tập dữ liệu kiểm định:

  • Thống kê mô tả: Tỷ lệ vỡ nợ chiếm 28% (713 khách hàng). Khách hàng nam chiếm đa số 85% (2.176 người). Tỷ lệ đã kết hôn chiếm 74% (1.892 người). Nguồn thu từ lương chiếm 63% (1.624 người). Mục đích vay mua bất động sản chiếm tỷ lệ cao nhất 48% (1.216 người). Độ tuổi trung bình là 37,61 tuổi; thu nhập trung bình 146 triệu đồng/tháng; chi phí trung bình 60,59 triệu đồng/tháng; số tiền vay trung bình 1.027,87 triệu đồng; tài sản đảm bảo trung bình 1.445,31 triệu đồng; thời gian vay trung bình 184,67 tháng; tài sản tích lũy trung bình 5.388,47 triệu đồng; dư nợ TCTD khác trung bình 337,22 triệu đồng.
  • Phân loại Rừng ngẫu nhiên: Đạt Accuracy 76,50% trên tập kiểm định (dự báo đúng 95 ca vỡ nợ và 493 ca không vỡ nợ). Đánh giá mức độ quan trọng của các biến chỉ ra rằng: Giới tính nữ và Số tiền vay có mức đóng góp cao nhất vào khả năng phân loại; tiếp theo là Nguồn thu, Tổng giá trị tài sản tích lũy và Thu nhập; biến ít quan trọng nhất là Tình trạng hôn nhân.
  • Phân loại Cây quyết định: Đạt Accuracy 72,40% (dự báo đúng 95 ca vỡ nợ và 486 ca không vỡ nợ, sai 145 ca vỡ nợ và 68 ca không vỡ nợ).
  • Phân loại Hồi quy logistic: Đạt Accuracy 77,90% (dự báo đúng 80 ca vỡ nợ và 511 ca không vỡ nợ, sai 134 ca vỡ nợ và 43 ca không vỡ nợ).
  • So sánh và thảo luận: Đối chiếu tổng thể các chỉ số đo lường hiệu năng mô hình trên tập kiểm định.

Chương 5. Kết luận

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được về mặt học thuật và thực tiễn, đồng thời nêu rõ các giới hạn về cỡ mẫu, phạm vi địa bàn nghiên cứu và đề xuất định hướng nghiên cứu tiếp theo.


Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng và so sánh mô hình

Bảng tổng hợp kết quả đánh giá 3 mô hình dự báo vỡ nợ trên mẫu kiểm định (768 quan sát) được trích xuất từ văn bản như sau:

Mô hình phân loại Accuracy (%) Sensitivity (%) Specificity (%) F1-Score (%) AUC (%)
Rừng ngẫu nhiên 76,40% 44,40% 89,00% 51,40% 77,51%
Hồi quy logistic 77,40% 37,40% 92,20% 47,50% 76,90%
Cây quyết định 72,32% 32,70% 87,70% 39,70% 65,40%

Phân tích dữ liệu thực nghiệm cho thấy:

  1. Mô hình Hồi quy logistic đạt độ chính xác tổng thể (Accuracy 77,40%) và độ đặc hiệu (Specificity 92,20%) cao nhất.
  2. Tuy nhiên, mô hình Rừng ngẫu nhiên vượt trội hơn ở các chỉ số đánh giá khả năng phát hiện rủi ro vỡ nợ: Độ nhạy Sensitivity đạt 44,40% (cao hơn Logistic 37,40% và Cây quyết định 32,70%), F1-Score đạt 51,40% và chỉ số AUC đạt cao nhất với 77,51%. Do đó, Rừng ngẫu nhiên được kết luận là phương pháp dự báo khả năng vỡ nợ tối ưu nhất trong 3 mô hình.
  3. Các yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất tới khả năng vỡ nợ của khách hàng cá nhân tại VIB Văn Thánh gồm: Giới tính, Số tiền vay, Nguồn thu nhập, Tổng tài sản tích lũy và Thu nhập hàng tháng.

Khuyến nghị và giải pháp đề xuất

Từ kết quả nghiên cứu, tác giả đưa ra các khuyến nghị quản trị rủi ro tín dụng tại ngân hàng:

  • Xây dựng và áp dụng quy trình chấm điểm tín dụng tự động bằng mô hình học máy (đặc biệt là mô hình Rừng ngẫu nhiên) bên cạnh các phương pháp truyền thống nhằm sàng lọc hồ sơ vay vốn hiệu quả hơn.
  • Thiết lập chính sách thẩm định chặt chẽ đối với các khoản vay có quy mô lớn và xem xét kỹ lưỡng nguồn thu nhập, tài sản tích lũy và giới tính của khách hàng khi xét duyệt hạn mức tín dụng.
  • Hoàn thiện chính sách tài sản thế chấp, cơ chế bảo lãnh tín dụng bên thứ ba và xây dựng phương thức thu hồi nợ linh hoạt dựa trên đặc điểm dòng tiền thực tế của khách hàng.

Đóng góp của đề tài

  • Về mặt lý luận: Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về rủi ro vỡ nợ tín dụng cá nhân và ứng dụng các kỹ thuật học máy trong phân loại rủi ro tín dụng; xây dựng bộ 12 biến quan sát phù hợp với thực tiễn ngân hàng bán lẻ tại Việt Nam.
  • Về mặt thực tiễn: Cung cấp bằng chứng thực nghiệm về độ chính xác của các thuật toán học máy trên tập dữ liệu khách hàng cá nhân tại VIB Văn Thánh; làm tài liệu tham khảo cho các nhà quản trị ngân hàng trong việc xây dựng mô hình cảnh báo sớm nợ xấu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ rõ các giới hạn nghiên cứu xuất phát từ điều kiện thực hiện:

  • Quy mô dữ liệu: Cỡ mẫu 2.560 quan sát trong giai đoạn 2019 – 2020 còn khiêm tốn, chưa phản ánh toàn diện toàn bộ hệ thống Ngân hàng TMCP Quốc Tế Việt Nam.
  • Phạm vi địa lý và đối tượng: Nghiên cứu chỉ giới hạn tại một đơn vị cơ sở (Phòng Giao dịch Văn Thánh – Chi nhánh Sài Gòn), chưa phân tích được đặc thù riêng của từng chi nhánh, vùng miền (tỉnh/thành phố) hay loại hình kinh doanh cụ thể của khách hàng cá nhân.
  • Rào cản tiếp cận dữ liệu: Do tính chất bảo mật thông tin tín dụng khách hàng cá nhân của ngân hàng, việc tiếp cận các trường dữ liệu chuyên sâu còn bị hạn chế.

Hướng mở rộng nghiên cứu: Tác giả khuyến nghị các nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng quy mô thu thập dữ liệu trên phạm vi toàn hệ thống ngân hàng, đa dạng hóa địa bàn nghiên cứu theo vùng miền và kết hợp thêm nhiều thuật toán học máy khác khi có sự hỗ trợ về chính sách cung cấp dữ liệu từ phía ngân hàng.


Giá trị tham khảo

Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên ngành Tài chính – Ngân hàng, Công nghệ Tài chính (Fintech), Khoa học Dữ liệu ứng dụng: Tham khảo phương pháp xây dựng bộ biến nghiên cứu tín dụng bán lẻ và quy trình xử lý dữ liệu mất cân bằng phân lớp trong dự báo vỡ nợ.
  • Chuyên viên quản trị rủi ro và thẩm định tín dụng tại các ngân hàng thương mại: Tham khảo kết quả so sánh thực nghiệm giữa mô hình Rừng ngẫu nhiên và Hồi quy logistic truyền thống, cùng bảng xếp hạng mức độ quan trọng của các yếu tố nhân khẩu học và tài chính ảnh hưởng đến nợ xấu.
  • Nghiên cứu sinh, giảng viên thực hiện đề tài tương tự: Kế thừa khung đo lường ma trận nhầm lẫn, ROC/AUC và bộ mã lệnh phân tích bằng ngôn ngữ R trong môi trường tín dụng tiêu dùng tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng bao nhiêu quan sát và nguồn dữ liệu được thu thập từ đâu?
Nghiên cứu sử dụng 2.560 quan sát khách hàng cá nhân được thu thập từ các báo cáo hoạt động kinh doanh và báo cáo nợ hàng ngày tại Ngân hàng TMCP Quốc Tế Việt Nam – Chi nhánh Sài Gòn – Phòng Giao dịch Văn Thánh trong giai đoạn 2019 – 2020.

2. Bộ dữ liệu nghiên cứu có tỷ lệ vỡ nợ thực tế là bao nhiêu và được phân chia như thế nào?
Trong 2.560 quan sát, có 713 khách hàng có vỡ nợ (chiếm 28%) và 1.847 khách hàng không vỡ nợ (chiếm 72%). Dữ liệu được chia thành mẫu xây dựng (70% tương ứng 1.792 quan sát: 499 ca vỡ nợ, 1.293 ca không vỡ nợ) và mẫu kiểm định (30% tương ứng 768 quan sát: 214 ca vỡ nợ, 554 ca không vỡ nợ).

3. Trong 3 mô hình học máy được thử nghiệm, mô hình nào được đánh giá tối ưu nhất và vì sao?
Mô hình Rừng ngẫu nhiên (Random Forest) được đánh giá tối ưu nhất. Mặc dù Hồi quy logistic đạt Accuracy (77,40%) cao hơn nhẹ so với Rừng ngẫu nhiên (76,40%), Rừng ngẫu nhiên lại vượt trội ở các chỉ số phản ánh năng lực phát hiện khách hàng vỡ nợ: Độ nhạy Sensitivity (44,40% so với 37,40%), Điểm F1-Score (51,40% so với 47,50%) và Diện tích dưới đường cong AUC (77,51% so với 76,90%).

4. Theo kết quả mô hình Rừng ngẫu nhiên, những biến số nào có ảnh hưởng quan trọng nhất và ít nhất tới khả năng vỡ nợ?
Biến giới tính nữ và số tiền vay đóng vai trò quan trọng nhất trong việc dự báo khả năng vỡ nợ của khách hàng, tiếp theo là nguồn thu nhập, tổng giá trị tài sản tích lũy và thu nhập hàng tháng. Biến có mức độ quan trọng thấp nhất trong mô hình là tình trạng hôn nhân.

5. Nghiên cứu sử dụng những công cụ phần mềm và thư viện nào để xử lý dữ liệu?
Tác giả sử dụng Microsoft Excel để xử lý sơ bộ và ngôn ngữ lập trình R cùng hệ thống các thư viện chuyên dụng gồm caret, caTools, rpart, rpart.plot, tidyverse, MLmetrics, randomForest, skimr, ggpubr, rsample, ROCR, psych và knitr.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Minh Hiếu đã hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về vỡ nợ và thực nghiệm thành công 3 thuật toán học máy (Rừng ngẫu nhiên, Cây quyết định, Hồi quy logistic) trên tập dữ liệu 2.560 khách hàng cá nhân tại VIB Văn Thánh giai đoạn 2019 – 2020. Kết quả phân tích khẳng định mô hình Rừng ngẫu nhiên đạt hiệu năng dự báo tổng thể vượt trội nhất với chỉ số AUC đạt 77,51% và xác định giới tính, số tiền vay, nguồn thu nhập, tài sản tích lũy là các yếu tố then chốt tác động đến nguy cơ vỡ nợ. Công trình cung cấp căn cứ định lượng thực tiễn có giá trị giúp các ngân hàng thương mại nâng cao chất lượng thẩm định và chủ động kiểm soát rủi ro tín dụng bán lẻ.