Produktion I Produktions- und Kostentheorie Zweite, unveränderte Auflage von Dr. Günter Fandei o. Professor der Betriebswirtschaftslehre an der Fernuniversität in Hagen Mit 139 Abbildungen und 23 Tabellen Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine VervieWiltigung 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 Fassung vom 24. Juni 1985 zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungs- pflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. ISBN 978-3-540-50941-7 ISBN 978-3-662-09465-5 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-09465-5 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1989 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1989. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Marken schutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Satz: K + V Fotosatz GmbH, 6124 Beerfelden 2142/1130-54321 Meinen Eltern und meiner Familie in Dankbarkeit gewidmet Vorwort zur ersten Auflage Die Produktions- und Kostentheorie gehört zu den zentralen Gebieten der Be triebswirtschaft, da alle Überlegungen zu einer wirtschaftlichen Gestaltung indu strieller Fertigungsvorgänge von hier aus ihren Ausgang nehmen. Zwei für dieses Gebiet gravierende Entwicklungen der letzten 30 Jahre haben die Struktur und Schwerpunktbildung des Buches maßgeblich geprägt. Es handelt sich dabei um die Erkenntnisse der von KOOPMANS begründeten Aktivitätsanalyse und um die Formulierung des in besonderem Maße auf industrielle Erzeugungsvorgänge zu geschnittenen Konzepts einer Produktionsfunktion durch GUTENBERG. Durch die Aktivitätsanalyse ist es möglich geworden, verschiedene Typen von Produktions funktionen, welche die konkreten produktiven Gesetzmäßigkeiten in Produk tionsbereichen von Unternehmen beschreiben, aus einem einheitlichen Ansatz heraus zu entwickeln; dies hat allen betriebswirtschaftlichen Produktionsmodel len eine gemeinsame Basis geschaffen. Die Gutenberg-Produktionsfunktion mit ihren verschiedenen Anpassungsformen an veränderte Beschäftigungen hat den produktionstheoretischen und fertigungstheoretischen Überlegungen eine Flexi bilität eröffnet, die Anlaß zu vielfältigen weitergehenden Studien auf diesem Gebiet war. Insbesondere bedurften dadurch auch die kostentheoretischen Be trachtungen erheblicher Erweiterungen in Richtung kostenminimaler kombinier ter Anpassungsprozesse. Das vorliegende Buch will den beiden Ansätzen durch seine inhaltliche Stoffgestaltung in gebührender Weise Rechnung tragen. Es un terscheidet sich damit wesentlich von Büchern gleicher Thematik. Selbstverständlich machen auch die tradierten Analysemethoden und Denk strukturen einen großen Teil des Buches aus. Sie sind in einem erheblichen Maße ergänzt um Ansätze, die sich erweiternd um eine stochastische, dynamische und empirische Betrachtungsweise von Produktionsvorgängen aus ökonomischer Sicht bemühen. Darüber hinaus wird auch auf Konzepte der technischen Fundie rung von Fertigungsprozessen Rückgriff genommen, soweit sie die üblicherweise güterbezogenen Input-Output-Analysen der Produktionstheorie verständlicher werden lassen. Das Buch ist zu einem großen Teil aus Studienbriefen entwickelt worden, die ich zu diesem Gebiet für die Lehre an der Fernuniversität verfaßt habe. Insofern konnte ich eine Vielzahl positiver Anregungen der Lehrtextkritik durch Studen ten in diese Buchfassung einfließen lassen. Dafür bin ich dankbar und hoffe, daß das nun den Studenten nutzt, die das Buch zur Lehre in die Hand nehmen. Ich danke aber auch allen Mitarbeitern meines Lehrstuhls, die durch ihr Mitwirken zur Erstellung dieses Buches beigetragen haben. Meinen Assistenten Dr. DYCKHOFF und Dr. REESE danke ich ganz besonders für ihre stete Bereit- VIII Vorwort schaft, mit der sie mir für vielfache Diskussionen über den Inhalt und die stoff liche Gestaltung dieses Buches zur Verfügung gestanden haben. Ihre Kritik und Anregungen waren mir stets fruchtbare Beiträge. Meiner Sekretärin, Frau KUTSCHINSKI, gebührt schließlich herzlicher Dank für die Geduld und Ausdauer, mit der sie aus meinem Manuskript die Druckvorlage erstellt hat. Hagen, Juli 1986 GÜNTER F ANDEL Vorwort zur zweiten Auflage Die erste Auflage des Buches ist auf lebhaftes Interesse gestoßen. Sie war insbe sondere aufgrund der starken Studentennachfrage rasch vergriffen. Deshalb sollte schnell eine neue Auflage in broschiertem Einband verfügbar sein. Dabei habe ich aus verlagstechnischen Gründen wegen der drängenden Zeit einem Nachdruck in unveränderter Fassung zugestimmt. Ich hoffe, daß diese Entschei dung ein guter Komprorniß für die Studenten ist, da inhaltliche Korrekturen ohnehin nicht erforderlich waren. Hagen, Januar 1989 GÜNTER F ANDEL Inhaltsverzeichnis Erstes Kapitel: Einführende Übersicht zum Gebiet der Produktion ...... 1 I. Einordnung der Produktion in die Betriebswirtschaftslehre . . . . . . . 1 1. Zum Begriff der Produktion .............................. 1 2. Institutionelle Gliederung der Betriebswirtschaftslehre ........ 2 3. Funktionsbezogene Gliederung der Betriebswirtschaftslehre ... 4 11. Rahmenbedingungen und Aufgaben unternehmerischer Tätigkeit. 6 111. Eingrenzung des Untersuchungsgegenstandes .................. 10 IV. Anliegen der Produktions-und Kostentheorie .................. 11 V. Aufgabenbereiche der Produktionsplanung .. . .. . . . .. . . . . . .. . . . 16 1. Planung des Produktionsprogramms .. . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . 16 2. Wahl des Produktionsverfahrens .......................... 17 3. Gestaltung des Produktionspotentials ...................... 18 4. Planung des Produktionsprozesses .. . . . ... . ... . . . . . . . . . . . . . 19 VI. Produktions-und Unternehmensplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 VII. Zusammenfassende Übersicht ............................... 21 Erster Teil Produktionstheorie Zweites Kapitel: Grundlagen der Produktionstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 I. Übersicht über Entwicklungen in der Produktionstheorie ........ 25 1. Erfassung produktiver Gesetzmäßigkeiten durch Technologien . 25 2. Typen von Produktionsfunktionen ........................ Z6 3. Empirische Geltung von Produktionsfunktionen ........ . . . . . 29 4. Stochastische und dynamische Erweiterungen ............... 30 11. Grundelemente der Produktion .............................. 32 1. Produkte, Produktionsfaktoren, Güter ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2. Aktivität und Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 111. Technologien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1. Allgemeine Annahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2. Spezielle Formen von Technologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3. Produktionsmatrix und Güterbeschränkungen bei linearen Technologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 IV. Das Effizienzkriterium ..................................... 48 x Inhaltsverzeichnis V. Produktionsfunktionen .................................... 51 1. Herleitung der Produktionsfunktion aus der Technologie ..... 51 2. Beziehungen zwischen den Faktoren und zwischen den Produkten ................................. 53 3. Produktionstheoretische Grundbegriffe zur Charakterisierung von Produktionsfunktionen .............................. 57 Drittes Kapitel: Substitutionale Produktionsfunktionen 63 I. Grenzrate der Substitution, Komplementarität, Substitutionselastizität .................................... . 63 11. Die klassische Produktionsfunktion (das Ertragsgesetz) ......... . 69 111. Neoklassische Produktionsfunktionen ....................... . 75 1. Die Produktionsfunktion von COBB und DOUGLAS .......... . 76 2. Die CES-Produktionsfunktion ........................... . 81 3. Erweiterungen zur CES-Produktionsfunktion 86 Viertes Kapitel: Limitationale Produktionsfunktionen ................ 90 I. Die Leontief-Produktionsfunktion ........................... 90 1. Betrachtungen auf der Grundlage nur eines Produktions- verfahrens ............................................. 90 2. Untersuchung des Falls mehrerer Produktionsverfahren . . . . . . . 95 11. Die Gutenberg-Produktionsfunktion ......................... 101 1. Ausgangsbedingungen und Grundüberlegungen ............. 101 2. Verschiedene Anpassungsformen als Aktionsparameter ....... 104 3. Produktionszusammenhänge zwischen Endproduktmenge und Gebrauchsfaktoreinsatz bei unterschiedlichen Anpassungen ... 108 4. Das Konzept der Verbrauchsfunktion für Verbrauchsfaktoren 111 5. Produktionszusammenhänge zwischen Endproduktmenge und Verbrauchsfaktoreinsatz bei unterschiedlichen Anpassungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Fünftes Kapitel: Erweiterungsansätze auf dem Gebiet der statisch- deterministischen Produktionsfunktionen ......... .'................. 119 I. Vorbemerkungen. . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . . . 119 11. Die Heinen-Produktionsfunktion ............................ 120 111. Engineering Production Functions ........................... 127 1. Entwicklung und allgemeine formale Darstellung von Engineering Production Functions ..................... 127 2. Engineering Production Functions für einzelne Aggregate ..... 132 3. Engineering Production Functions für Industriezweige. ... . . . . 135 4. Engineering Production Function für eine Starkstromleitung .. 137 5. Engineering Production Function im Flugzeugbau ........... 141 IV. Das Konzept der Durchsatzfunktionen von PICHLER ............ 143 V. Der Input-Output-Analyse-Ansatz von KLOOCK .......... '" . . . 145 Inhaltsverzeichnis XI Sechstes Kapitel: Dynamische und stochastische Erweiterungsansätze auf dem Gebiet der Produktionsfunktionen .......................... 149 I. Vorbemerkungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 11. Zur Dynamisierung von Produktionsfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . 150 1. Berührungspunkte zwischen statischer und dynamischer Betrachtungsweise ...................................... 150 2. Beweggründe für eine dynamische Betrachtungsweise ......... 153 3. Formen der Dynamisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 111. Zeitabhängige Technologien aufgrund von Innovationen - autonomer technischer Fortschritt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 1. Darstellung zeitabhängiger Input-Output-Relationen bei Leontief-Prozessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 2. Der technische Fortschritt in der Gutenberg- Produktionsfunktion .................................... 164 3. Die dynamische Produktionsfunktion von KRELLE . . . . . . . . . . . . 165 IV. Einbeziehung von Lernprozessen in die Produktionstheorie - induzierter technischer Fortschritt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 1. Theoretisches Konzept der Lernprozesse in der Fertigung. . . . . . 166 2. Einbeziehung von Lernprozessen in verschiedene Produktionsfunktionstypen .............................. 169 V. Die dynamische Produktions funktion von KOPPER ............. 175 VI. Berücksichtigung von Unsicherheiten in der Fertigung durch die Produktionsfunktion .............................. 179 VII. Modell einer stochastischen Produktionsfunktion auf der Grundlage des Ertragsgesetzes ........................ 182 Siebtes Kapitel: Empirische Geltung von Produktionsfunktionen ....... 188 I. Unterschiedliche Ansatzmöglichkeiten ........................ 188 11. Ein formaler Rahmen zur Analyse der empirischen Geltung von Produktionsfunktionen ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 111. Beurteilung der empirischen Geltung bestimmter Produktions- funktionen ............................................... 191 1. Das Ertragsgesetz ....................................... 191 2. Die Leontief-Produktionsfunktion ........................ 194 3. Die Gutenberg-Produktionsfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 4. Die Heinen-Produktionsfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 5. Die Kloock-Produktionsfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 6. Die Engineering Production Functions ..................... 201 7. Zusammenfassung ...................................... 201 IV. Empirische Bedeutung der Gutenberg-Produktionsfunktion im Lichte praktischer Untersuchungen ........................ 202 1. Möglichkeiten und Grenzen der Gutenberg- Produktionsfunktion .................................... 202 2. Wege der empirischen Ermittlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 203 3. Ergebnisse empirischer Studien aus der Literatur ..... . . . . . . .. 204