Development of Prediction Model of Financial Distress and Improvement of Prediction Performance Using Data Mining Techniques

데이터마이닝 기법을 이용한 기업부실화 예측 모델 개발과 예측 성능 향상에 관한 연구

Financial distress can damage stakeholders and even lead to significant social costs. Thus, financial distress prediction is an important issue in macroeconomics. However, most existing studies on building a financial distress prediction model have only considered idiosyncratic risk factors without considering systematic risk factors. In this study, we propose a prediction model that considers both the idiosyncratic risk based on a financial ratio and the systematic risk based on a business cycle. Ultimately, we build several IT artifacts associated with financial ratio and add them to the idiosyncratic risk factors as well as address the imbalanced data problem by using an oversampling technique and synthetic minority oversampling technique (SMOTE) to ensure good performance. When considering systematic risk, our study ensures that each data set consists of both financially distressed companies and financially sound companies in each business cycle phase. We conducted several experiments that change the initial imbalanced sample ratio between the two company groups into a 1:1 sample ratio using SMOTE and compared the prediction results from the individual data set. We also predicted data sets from the subsequent business cycle phase as a test set through a built prediction model that used business contraction phase data sets, and then we compared previous prediction performance and subsequent prediction performance. Thus, our findings can provide insights into making rational decisions for stakeholders that are experiencing an economic crisis.

본 연구의 목적은 비즈니스 인텔리전스 연구 관점에서 기업부실화 예측 성능을 향상키시는 것이다. 이를 위해 본 연구는 기존 연구들에서 미흡하게 다루어졌던 1) 데이터셋을 구성하는 과정에서 발생하는 바이어스 문제, 2) 거시경제위험 요소의 미반영 문제, 3) 데이터 불균형 문제, 4) 서술적 바이어스 문제를 다루어 경기순환국면을 반영한 기업부실화 예측 프레임워크를 제안하고, 이를 바탕으로 기업부실화 예측 모델을 개발하였다. 본 연구에서는 경기순환국면별로 각각의 데이터셋을 구성하고, 각 데이터셋에서 의사결정나무, 인공신경망 등 단일 분류기부터 앙상블 기법까지 다양한 데이터마이닝 알고리즘을 적용하여 실험하였다. 또한 본 연구는 데이터불균형 문제를 해결하기 위해, 오버샘플링 기법인 SMOTE(synthetic minority over-sampling technique) 기법을 통해 초기 데이터 불균형 상태에서부터 표본비율을 1:1까지 변화시켜 가며, 기업부실화 예측 모델을 개발하는 실험을 하였고, 예측 모델의 변수 선정 시에 선행연구를 바탕으로 재무비율을 추출하고, 여기서 파생된 IT 산출물인 재무상태변동성과 산업수준상태변동성을 예측 모델에 삽입하였다. 마지막으로, 본 연구는 각 순환국면에서 만들어진 기업부실화 예측 모델의 예측 성능 비교와 경기 확장기와 수축기에서의 기업부실화 예측 모델의 유용성에 대해 논의하였다. 본 연구는 비즈니스 인텔리전스 연구 측면에서 기존 연구에서 미흡하게 다루어졌던 4가지 문제점을 검토하고, 이를 해결할 프레임워크를 제안함으로써 기존 연구 대비 기업부실화 예측률을 10% 이상 향상시켰다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.