Springer-Lehrbuch Springer Berlin Heidelberg New York Barcelona Hongkong London Mailand Paris Tokio Werner Dinkelbach · Otto Rosenberg Erfolgs- und umweltorientierte Produktionstheorie Vierte, neubearbeitete und erweiterte Auflage Mit 62 Abbildungen und 15 Tabellen t Springer Professor Dr. Werner Dinkelbach Universitat des Saarlandes Abteilung Wirtschaftswissenschaft Postfach 151150 D-66041 Saarbrucken Professor Dr. Otto Rosenberg Universitat GH -Paderborn FB 5 Wirtschaftswissenschaften Warburger StraBe 100 D-33098 Paderborn ISBN-l3: 978-3-540-42654-7 e-ISBN-13: 978·3-642-97908-8 DOl: 10.1007/978·3-642-97908-8 Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Dinkelbach, Werner: Erfolgs- und umweltorientierte Produktionstheorie 1 Werner Dinkel bach; Otto Rosenberg. - 4., neubearb. und erw. Auf!. - Berlin; Heidelberg; New York; Bar celona; Hongkong; London; Mailand; Paris; Tokio: Springer, 2002 (Springer-Lehrbuch) ISBN-13: 918-3-540-42654-1 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschutzt. Die dadurch begrundeten Rechte, insbesonde re die der Obersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der VervielfaItigung auf ande ren Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur aus zugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine VervielfaItigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulassig. Sie ist grundsatzlich vergutungspflichtig. Zuwider handlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York ein Unternehmen der BertelsmannSpringer Science+Business Media GmbH http://www.springer.de © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994, 1997,2000,2002 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in die sem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden durften. Umschlaggestaltung: Design & Production GmbH, Heidelberg SPIN 10852734 42/2202-5 4 3 2 1 0 - Gedruckt auf saurefreiem Papier Vorwort Die betriebswirtschaftliche Produktionstheorie analysiert Produktions systeme, versucht durch mengenbezogene Betrachtungen den Produkti onsprozefb bestimmende Grofben zu erkennen und Informationen fUr ziel gerichtete Gestaltungen von Produktionen zu gewinnen. Grundlegende Orientierungsgrofbe ist das giitermengenbezogene Wirtschaftlichkeitsprin zip, das sich aus einer als allgemein gegeben angenommenen Giiterknapp heit ableiten lafbt. Produktionssysteme sind Input-Output-Systeme, die Giiter als Input auf nehmen und in transformierter Form als Output abgeben. Die einzu setzenden Giiter werden in Faktoren sowie in erwiinschte und nicht er wiinschte Nebenfaktoren differenziert, wahrend die ausgebrachten Giiter in Produkte sowie in erwiinschte und nicht erwiinschte Nebenprodukte unterteilt werden. Nebengiiter als Zusammenfassung von Nebenfakto ren und Nebenprodukten sind erwiinscht, wenn die giiterwirtschaftliche Knappheit durch sie verringert wird, sie sind nicht erwiinscht, wenn diese Knappheit durch sie erhoht wird. Eine Produktion ist eine Kombination eines Faktormengenvektors und eines Produktmengenvektors. Die Ge samtheit aller realisierbaren Produktionen bildet eine Technologie. Um weltorientierte Technologien beriicksichtigen explizit Nebengiiter. Eine erste Aufgabe der Produktionstheorie ist es, effiziente Produktionen, das sind Produktionen, die im Vergleich mit allen anderen im Produk tionssystem durchfiihrbaren Produktionen nicht unvorteilhaft sind, zu bestimmen. Die Menge der effizienten Produktionen kann sich nicht un wesentlich verandern, wenn Nebengiiter explizit in die Betrachtung ein bezogen werden, wenn mithin von einer umweltorientierten Technologie ausgegangen wird. Vorwort VI Existieren mehrere effiziente Produktionen in einer Technologie, miis sen fiir eine eindeutige Auswahl einer zu realisierenden Produktion wei tere Kriterien herangezogen werden. Faktormengen und Produktmen gen miissen durch eine entsprechende Bewertung vergleichbar gemacht und zu einer skalaren Gro1&e aggregiert werden konnen. Ausgehend vom Knappheitspostulat ist Faktoren und nicht erwiinschten Nebengiitern ein negativer Wert (Nutzen) sowie Produkten und erwiinschten Nebengii tern ein positiver Wert zuzuordnen. Eine vorteilhafteste Produktion ist dann diejenige, mit der der gro1&te Erfolg als Differenz zwischen positi ven und negativen Nutzen zu erreichen ist. Verschiedene Moglichkeiten einer Erfolgsdefinition mit und ohne Beriicksichtigung von Nebengiitern werden aufgezeigt und diskutiert. Insbesondere werden gewinnmaximale, deckungsbeitragsmaximale, kostenminimale, umweltkostenminimale und schadstoffminimale Produktionen bestimmt und analysiert. Nach den grundlegenden Kapiteln werden zwei spezielle Technologien, ei ne LEONTIEF-Technologie und eine G UTENBERG-Technologie, definiert und im einzelnen analysiert. Die LEONTIEF-Technologie wird als be schrankte lineare Technologie eingefiihrt. In umfassender Form wird der Einflu1& der Beriicksichtigung umweltrelevanter Nebengiiter auf die Men ge der effizienten und umwelteffizienten Produktionen einer LEONTIEF Technologie aufgezeigt. Ausgehend von problembezogen formulierten Beispielen werden flir alternativ vorgegebene erfolgs- und umweltorien tierte Zielsetzungen optimale Produktionen bestimmt, die Ursachen fiir unterschiedliche Optimallosungen ermittelt und Moglichkeiten zur Uber windung von erfolgs- und umweltbezogenen Zielkonflikten im Rahmen von Produktionssystemen diskutiert. Eine Reihe von realen Produktionssituationen lassen sich durch LEON TIEF-Technologien angemessen erfassen. Sind die Beziehungen zwischen eingesetzten Faktoren und ausgebrachten Produkten jedoch in der Wei se von mittelbarer Natur, da1& sie wesentlich von der intensitatsmai&igen und zeitlichen Nutzung des Faktors Betriebsmittel determiniert werden, la1&t sich zur Erfassung dieses Sachverhalts eine eigenstandige Technolo gie, die GUTENBERG-Technologie, definieren. Der Output wird in einer GUTENBERG-Technologie als Produkt von Intensitat und Zeit aufgefa1&t, wahrend der Input durch Verbrauchsfunktionen in Abhangigkeit von der Vorwort vii Intensitiit bestimmt wird. Auch die GUTENBERG-Technologie wird durch die explizite Berucksichtigung von Nebengutern und durch die Aufnahme von Entsorgung und Recycling als produktionswirtschaftliche Aktivitii ten zu einer umweltorientierten Technologie erweitert. Weiterhin werden - wieder vor all em anhand von Zahlenbeispielen -die unterschiedliche Ge staltung und Steuerung von Produktionen in G UTENBERG-Technologien im Vergleich mit LEONTIEF-Technologien dargestellt. Insbesondere die Steuerung der Produktionsprozesse durch zeitliche und/oder intensitiits miiJ&ige Anpassung als dem Kernstuck dieses produktionstheoretischen Ansatzes wird in Abhiingigkeit von erfolgs- und umweltorientierten Ziel setzungen diskutiert. Die sich ergebenden Abweichungen in den optima len Produktionen werden auf ihre wesentlichen Ursachen zuruckgefUhrt. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden konstruktiv fUr die Pla nung von Produktionen und fUr die Beurteilung von umweltorientierten Steuerungsinstrumenten genutzt. Die inhaltliche Gestaltung des Lehrbuchs ist gepriigt durch das Bestre ben, produktionswirtschaftliche Tatbestiinde konsequent als Technolo gien zu modellieren, umweltrelevante Nebenguter zu integrieren und die umweltbezogenen Wirkungen von Produktionen moglichst umfassend auf zudecken. Fur die Definitionen von Technologien wird von moglichst we nigen Voraussetzungen ausgegangen. Punktuell wird demonstriert, daJ& die traditionellen auf Produktionsfunktionen aufbauenden Ansiitze als Sonderfiille im technologiebezogen definierten Konzept enthalten sind. 1m Rahmen der Diskussion der Beziehungen zur axiomatisch fundierten Aktivitiitsanalyse wird gezeigt, daJ& deren Axiome entweder entbehrlich oder implizit erfUllt sind bzw. in konkreten Produktionssystemen zum Teil nicht eingehalten werden konnen. Durch den Verzicht auf Axiome wird es zum Beispiel auch ohne weiteres moglich, diskrete Technologien, die in der Realitiit des ofteren anzutreffen sind, in produktionstheoreti schen Lehrbuchern jedoch weitgehend unberucksichtigt bleiben, zu for mulieren und zu analysieren. Grundlage des Buches bildet der Stoff von Vorlesungen, die von den Au toren seit mehr als 10 Jahren an der Universitiit des Saarlandes und der Universitiit Paderborn regelmiiJ&ig gehalten werden. Dementspre chend sind die Hauptadressaten Studierende der Betriebswirtschaftsleh- viii Vorwort re, der Wirtschaftsinformatik und des Wirtschaftsingenieurwesens. Die zum Verstandnis des Stoffes notwendigen mathematischen Kenntnisse gehen nicht iiber das Wissen hinaus, das Studierenden der Wirtschafts wissenschaft iiblicherweise im Grundstudium vermittelt wird. Unser Dank gilt insbesondere Herrn Dr. Fritz Wengler, der das Manu skript kritisch durchgesehen hat, Herrn Dipl.-Inform. Thomas Latz, der uns die Abbildungen angefertigt hat, und ganz besonders Frau Karin Hunsicker, die mit grof&er Miihe und nie nachlassendem Engagement das Manuskript in eine druckfertige Fassung iibertragen hat. Saarbriicken 13.12.1993 Paderborn Werner Dinkelbach Otto Rosenberg Vorwort zur zweiten A uflage Fiir die zweite Auflage sind aIle Kapitel eingehend iiberarbeitet worden. Dariiber hinaus wurde versucht, Umweltaspekte noch weitgehender in die produktionstheoretischen Ansatze zu integrieren. Hierbei waren viele konstruktive Anmerkungen un seres KoIlegen, Herrn Professor Dr. Hans Ziegler, sehr hilfreich. Wir danken ihm fUr die intensive Auseinanderset zung mit unserem Werk. Weiterhin danken wir unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in Paderborn und Saarbriicken fiir zahlreiche Verbes serungsvorschlage. Saarbriicken 11.07.1996 Paderborn Werner Dinkelbach Otto Rosenberg Vorwort ix Vorwort zur dritten Auftage Bei der Konzipierung der Erfolgs- und umweltorientierlen Produktions theorie sind wir grundlegend davon ausgegangen, da1& die zur Befriedi gung menschlicher Bedurfnisse verfugbaren Guter knapp sind und da1& die Moglichkeiten, bei der Herstellung von Giitern die Umwelt unkon trolliert zu belasten, begrenzt sind. Fur unterschiedliche Technologien werden mengenbasierte Modelle entwickelt und durch effizienzorientierte Analysen Moglichkeiten und Grenzen rein mengenbezogener Produkti onsplanungen aufgezeigt. Monetare Bewertungen werden zur Kompro mif5findung bei der Analyse erfolgs- und umweltorientierter Zielsetzungen herangezogen. In der vorliegenden dritten Auflage werden diese Aspekte, insbesonde re auch durch eine Reihe problemspezifischer Beispiele, differenzierter herausgearbeitet und vertiefend behandelt. Besondere Anstrengungen haben wir zur weiteren Integration umweltspezifischer Ansatze unter nommen. Schlie1&lich werden Bezuge zur klassischen bzw. neoklassischen - ausschlie1&lich auf Produktionsfunktionen basierenden - Produktions theorie starker als bisher aufgezeigt. So wird etwa die COBB-DoUGLAS Produktionsfunktion, die in der neoklassischen Theorie ein zentrales The rna darstellt, Baustein einer COBB-DOUGLAS-Technologie; in ihr werden analog zum aktivitatsanalytischen Ansatz Kapazitatsrestriktionen ein gefUhrt und Anpassungsprozesse - nicht zuletzt auch unter Umweltge sichtspunkten - untersucht. An dieser Stelle mochten wir besonders fUr seine intensive Auseinan dersetzung mit unserem Buch Herrn Dipl.-Kfm. Rico Kutscher danken. Unser Dank gilt weiterhin Frau Karin Hunsicker und den Herren Dipl. Kfm. Bodo Glaser M.A., Dr. Andreas Kleine sowie Dipl.-Kfm. Jiirgen Marx fur ihren engagierten Einsatz und ihre zahlreichen Anregungen. Saarbrucken 11.07.1999 Paderborn Werner Dinkelbach Otto Rosenberg x Vorwort Vorwort zur vierten Auflage Bei der Fertigstellung der nunmehr vorliegenden vierten Auflage haben wir uns auf eine kritische Durchsicht aller Kapitel mit entsprechenden Korrekturen und Erganzungen sowie auf die Uberarbeitung der Abbil dungen konzentriert. Des Weiteren wurde das Buch urn einen Anhang erweitert, der das Ver standnis der im Text behandelten Produktionskonzepte als Entschei dungsmodelle und ihrer zielorientiert zu bestimmenden Losungen un terstiitzt. Eingefiihrt wird in entscheidungstheoretische Grundbegriffe, in die Darstellung von Produktionsaufgaben als skalare und vektorielle Entscheidungsmodelle und in die Bestimmung von effizienten Produk tionen. Insbesondere auf die Identifikation von effizienten Alternativen mit Hilfe von Dominanzkegeln wird naher eingegangen. Ein eigener Ab schnitt ist der Beschreibung und Analyse von diskreten Produktionen ge widmet. Die bisherigen Erfahrungen beider Autoren in der Lehre haben gezeigt, dass die im Anhang zusammengefassten entscheidungstheoreti schen Grundlagen geeignet sind, den Zugang zum Inhalt dieses Buches zu erleichtern. Saarbriicken 01.08.2001 Paderborn Werner Dinkelbach Otto Rosenberg