Produktions- und Kostentheorie I. Betrieb und Unternehmung nach Gutenberg Vom Wirtschaftssystem unabhängige Bestimmungsfaktoren Produktionsfaktoren (Arbeit – Betriebsmittel Werkstoffe Marktwirtschaft (Betrieb = Unternehmung) Betrieb Prinzip der ___________ ___________ ___________ Vom Wirtschaftssystem abhängige Bestimmungsfaktoren Planwirtschaft (Betrieb = Organ der Gesamtwirtschaft) ___________ ___________ ___________ ___________ 1 Produktions- und Kostentheorie II. Produktionstheoretische Grundlagen 1. Produktionstheorie Produktionsfaktoren Produktion Produkte Input Throughput Output Produktionsprozess Theoretisches Aussagesystem, das sich mit den wirtschaftlichen Prozessen der Herstellung von Produkten (Gütern) befasst. Insbesondere werden die quantitativen Beziehungen der eingesetzten Produktionsfaktoren und ausgebrachten Produkte untersucht. Ziel: Funktionale Zusammenhänge (Regelmäßigkeiten) zwischen der Menge der eingesetzten Produktionsfaktoren und der damit hergestellten Produkte aufzeigen. Primärer Aspekt: Mengenbewegungen im gesamten Produktionsprozess Produktionsfunktion: Funktionaler Zusammenhang zwischen Input und Output 2. Kostentheorie Kostentheorie – Wert Produktionstheorie - Menge Aufbauend auf dem in der Produktionstheorie entwickelten Mengengerüst des Produktionsprozesses wird in der Kostentheorie durch Einbeziehung des Produktionsfaktorpreises das zugehörige Wertgerüst untersucht. Betrachtung der Beziehung zwischen den mit Preisen bewerteten Produktionsfaktoren und des damit erzeugten Outputs. Ziel: Funktionale Zusammenhänge (Regelmäßigkeiten) zwischen dem Wert der eingesetzten Produktionsfaktoren und den damit hergestellten Produkten aufzeigen. Primärer Aspekt: Wertbewegungen im Produktionsprozess Kostenfunktion: Funktionaler Zusammenhang zwischen bewertetem Input (Wert) und Output (Menge) Minimierungsprinzip: ______________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Maximierungsprinzip: ______________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 2 Produktions- und Kostentheorie 3. Zusammenhang: Produktions- /Kostentheorie Ökonomisches Prinzip Ein vorgegebener Output soll mit so _______ Produktionsfaktoren (Input) wie möglich hergestellt werden. Keine Verschwendung von Produktionsfaktoren = technische Effizienz Produktionstheorie: Technische Effizienz Bestimmte Kombinationen von Produktionsfaktoren können einen vorgegebenen Output sinnvoller erzeugen als andere Kombinationen. Es existieren alternative Produktionsfaktor-Kombinationen / Produktionsprozesse. Die Produktionstheorie sondert die technisch ineffizienten Produktionsprozesse aus und identifiziert diejenigen, die im Hinblick auf das ökonomische Prinzip optimal sind. Kostentheorie: Ökonomische Effizienz Die Kostentheorie identifiziert denjenigen technisch effizienten Produktionsprozess, der zu den minimalen Kosten für einen vorgegebenen Output führt (____________________________________________). Ergebnis: ökonomisch effizienter Produktionsprozess Erst die Bewertung der Produktionsfaktoren führt zu einer Vereinheitlichung der Rechengrößen. Erst diese Vereinheitlichung über Geldeinheiten erlaubt die Auswahl des kostenminimalen Produktionsprozesses unter mehreren technisch effizienten Alternativen. 4. Produktionsfunktion Produktionsfunktion: allg. verbal Darstellung des funktionalen Zusammenhangs zwischen Input und Output bei technisch effizienter Produktion (d.h. keine Verschwendung von Produktionsfaktoren) Produktionsfunktion: allg. formal Voraussetzung: beliebige Teilbarkeit und Homogenität aller Produktionsfaktoren (Input) und Produkte (Output) m = Output = Produkte, Ausbringungsmenge r = Input = verschiedene Produktionsfaktorarten 1 – n _________________________________________ Prämisse: (nur) zwei verschiedene Produktionsfaktor-Arten ______________________________________ Für jede denkbare technisch effiziente (Produktions-)Faktorkombination wird die Höhe der dazugehörigen Ausbringungsmenge angegeben. Hinsichtlich der Beziehung zwischen den Faktorarten innerhalb einer Produktionsfunktion lassen sich zwei Arten von Produktionsfunktionen unterscheiden: substitutionale und limitationale Produktionsfunktionen 3 Produktions- und Kostentheorie 5. Substitutionalität - Limitationalität Merkmale der Substitutionalität Ein vorgebener Output kann durch verschiedene Kombinationen der (beiden) Produktionsfaktoren erzeugt werden. D.h.: Produktionsfaktoren können im Produktionsprozess gegeneinander ________________________________ werden. Bsp.: Zum Teeren eines Straßenstücks von 200 Meter Länge an 1 Tag (= m) können entweder 4 Arbeiter (= r1) und 2 Teermaschinen (= r2) oder _____ Arbeiter und nur ________ Teermaschine eingesetzt werden. D.h.: Die Verringerung der Einsatzmenge eines Faktors kann bei Konstanz der Ausbringungsmenge durch den verstärkten Einsatz eines (des) anderen Faktors _____________________________ werden. Auch: Die Ausbringungsmenge kann durch eine veränderte Einsatzmenge nur eines Faktors bei Konstanz aller (des) anderen Faktors beeinflusst werden. Bsp.: 4 Arbeiter teeren mit 3 Teermaschinen 300 Meter am Tag. ________________________________________: Zur Herstellung einer bestimmen Ausbringungsmenge muss von jeder Faktor-Art stets eine positive Einsatzmenge verwendet werden. Die Faktoren sind somit nicht vollkommen substituierbar. Bsp.: Pulvertee ____________________________________________: Bei der Herstellung einer bestimmten Ausbringungsmenge ist die eine Faktor-Art durch die andere vollständig ersetzbar. Merkmale der Limitationalität Ein vorgegebener Output kann nur durch _______________ effiziente Kombination der (beiden) Produktionsfaktoren erzeugt werden. D.h.: Die beteiligten Produktionsfaktor-Arten stehen in einem technisch bindenden Verhältnis zueinander und zur Ausbringungsmenge und lassen sich nicht gegenseitig substituieren. Bsp.: Zur Herstellung eines Fahrrads (= m) ist die Kombination von ___ Rädern (=r1) und ___ Sattel (= r2) technisch effizient. Durch den ausschließlichen Einsatz weiterer Sättel kann kein einziges Fahrrad mehr produziert werden. D.h.: Nur durch den vermehrten (verringerten) Einsatz ________ Faktoren kann eine erhöhte (verringerte) Ausbringungsmenge erzielt werden (anderes „Produktionsniveau“). Bsp.: _____ Räder und 2 Sättel zur Herstellung von _____ Fahrrädern. 4 Produktions- und Kostentheorie 6. Produktionsfunktion vom Typ A (s. VWL) Historischer Hintergrund: Entwicklung von Turgot um 1766 Empirisch, statistisch überprüft von Thünen um 1842 Später von Gutenberg unter dem Namen „Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs“ oder „Ertragsgesetz“ in die Betriebswirtschaftslehre übernommen. Sachlicher Hintergrund: Landwirtschaftliche Produktion historisch bedingt als alleiniger Anwendungsbereich _________________ Substitutionalität: Eine Verringerung der Bodenfläche kann durch den Einsatz von mehr Dünger oder mehr Saatgut kompensiert werden; ohne Boden oder Saatgut ist jedoch keine Ernte zu erwarten. Beobachtung von Turgot: Der zunehmende Einsatz des Faktors Arbeit bei konstanten Einsatzmengen der Faktoren Boden, Saatgut und Dünger führt zunächst zu steigenden und später zu abnehmenden Grenzerträgen bei der Ernte. ______________________ Faktorvariation: Abhängigkeit der Ernte von der Einsatzmenge eines Produktionsfaktors (Arbeit) bei Konstanz der übrigen Produktionsfaktoren (Boden, Saatgut, Dünger) E / GE / DE Ertragsgesetz I II III IV C B E A GE DE r2 (Arbeit) Modell-Prämissen Periphere Substitutionalität und partielle Faktorvariation 1 konstanter Produktionsfaktor (homogen, beliebig teilbar) 1 variabler Produktionsfaktor (homogen, beliebig teilbar) Herstellung eines (1) Produktes (homogen, beliebig teilbar) 1-stufige Produktion mit konstanter, bekannter Produktionstechnik 5 Produktions- und Kostentheorie Beobachtete Größen Gesamtertrag m: Absolute Erträge; ermittelt aus der Produktionsfunktion bei Variation eines (1) Faktors (hier r2) und unter Konstanz des anderen (1) Faktors (hier r1) partielle Gesamtertragskurve Grenzertrag M: Ertragszuwächse bei infinitesimalen Änderungen des variablen Faktors (hier r2) und Konstanz des anderen Faktors (hier r1) partielles Grenzprodukt bzw. Grenzproduktivität des variablen Faktors; ermittelt durch die 1. Ableitung der part. Gesamtertragsfunktion Durchschnittsertrag e: Durchschnittliche Erträge; ermittelt über die Division des Gesamtertrages durch die jeweils dafür eingesetzte Menge des variablen Faktors (hier r2) partielle Durchschnittsertragsfunktion Gesamertrag Grenzertrag Durchschnittsertrag Phase I II III IV = = GP = = Beobachtungen Der anfängliche Mehreinsatz von Arbeit zur Pflege des Ackers (z.B. Unkraut entfernen) bewirkt eine üperproportionale Erhöhung der Ernte. steigende Erntezuwächse bis r2 bei A Ab r2 bei A ist ein Großteil des Unkrauts entfernt; weitere Pflegearbeit bewirkt jedoch nur eine unterproportionale Erhöhung der Ernte. sinkende Erntezuwächse (Grenzerträge m’); jeder zusätzliche Arbeitstag zur Pflege lässt zwar die Gesamternte anwachsen, diese Zuwächse werden jedoch mit jedem zusätzlichen Arbeitstag geringer, da das entfernte Unkraut das Wachstum des Weizens immer weniger behinderte. Ab r2 bei B bewirkt der Mehreinsatz von Arbeit weiterhin eine unterproportionale Erhöhung der Ernte. Das hier entfernte Unkraut war dem Wachstum des Weizens noch weniger hinderlich. Sinkende Erntezuwächse; jeder zusätzliche Arbeitstag lässt zwar die Gesamternte anwachsen, diese Zuwächse werden jedoch weiterhin mit jedem zusätzlichen Arbeitstag geringer. Ab r2 bei C bewirkt der Mehreinsatz von Arbeit eine Verringerung der Ernte, da die Feldarbeiter beim Unkraut jäten mehr jungen Weizen zertrampeln als die Pflege dem Wachstum nützlich ist. Negative Erntezuwächse; jeder zusätzliche Arbeitstag lässt die Gesamternte sinken. 6 Produktions- und Kostentheorie Phase Gesamtertrag E Grenzertrag GE Durchschnittsertrag DE Endpunkte I II III IV III. Kostentheoretische Grundlagen 1. Kosten Kosten stellen den mit Preisen bewerteten Verzehr von Produktionsfaktoren dar Bewertung erfolgt durch Multiplikation der Produktionsfaktoren mit den vom Markt vorgegebenen Preisen 2. Gesamtkosten Gesamtkostenfunktion K ergibt sich durch Multiplikation der eingesetzten Mengen an Produktionsfaktoren r mit ihren Preisen p K= Faktoreinsatzmengen hängen von der Ausbringungsmenge m ab Gesamtkosten hängen ebenfalls von der Ausbringungsmenge m ab m= K= 3. Fixe und variable Kosten Fixe Kosten Bevor ein Betrieb die Produktion aufnehmen kann, muss die ________________ _________________________ hergestellt werden. Beispiele: Kauf oder Miete von Gebäuden, Fuhrpark, Maschinen, Werkzeug; Abschluss von Versicherungen oder Lieferverträgen. fallen unabhängig von der Produktionsmenge bzw. dem Beschäftigungsgrad in gleicher Höhe an absolut fixe Kosten (Grundbereitschaftskosten) stets unverändert unabhängig von Veränderungen der Gesamtkapazität relativ fixe Kosten (Zusatzbereitschaftskosten, auch: sprungfixe / intervallfixe Kosten) 7 Produktions- und Kostentheorie steigen mit der Kapazitätsausdehnung z.B. Abschreibung zusätzlicher Maschinen; menschliche Arbeit steht nur in Form von Vollzeitkräften mit 40 Stunden Arbeitszeit/Woche zur Verfügung (kleinere Einheiten durch Teilzeitarbeit) Sprungfixe Kosten 60 Kosten 50 40 K* 30 K 20 10 0 0 2 4 6 8 Arbeiter Jede vollständige Einheit eines Produktionsfaktors (z.B. Vollzeitkraft) muss vollständig bezahlt werden die Mengensprünge der Produktionsfaktoren verursachen daher Sprünge der tatsächlichen Kostenkurve K die Kurve K* zeigt die kontinuierliche Kostenentwicklung bei beliebig teilbaren Produktionsfaktoren Variable Kosten Kosten, die von der Höhe der __________________________ abhängig sind, werden als variable Kosten bezeichnet Beispiel: Je mehr Autos ein Betrieb produziert, desto mehr Rohbleche, Reifen und z.B. höhere Akkordlöhne werden erforderlich. Gesamtkosten = fixe und variable Kosten K K Kf Kv(m) = = = = Kf + Kv(m) Gesamtkosten fixe Kosten variable Kosten Grenzkosten Als Grenzkosten wird die Veränderung der Gesamtkosten aufgrund einer infinitesimal kleinen Änderung des Outputs bezeichnet. Sie werden durch die 1. Ableitung K’(x) der Kostenfunktion K(x) ermittelt. Allg. gilt: f(x) = axn+c f’(x) = n*axn-1 s. Beispiel zu Gesamt-/Grenz-/Stückkosten Mathematische Herleitung der Kostenfunktion: Annahmen: 2 Produktionsfaktormengen r1 und r2 Limitationalität Preise p1 und p2 Fertigungsmenge x fixer Kostenfaktor Kf 8 Produktions- und Kostentheorie Kosten für r1: K1 = Kosten für r2: K2 = Es gilt: r1 = fizenten und r2 = , wobei a1 und a2 sog. Produktionskoef- Der Produktionskoeffizient gibt den Anteil eines Produktionsfaktors an, der bei der Produktion auf eine Einheit des Outputs entfällt: a1 = und a2 = Bei linear-limitationalen Produktionsfunktionen sind die Produktionskoeffizienten technische Konstante. Gesamtkosten = variable Kosten + fixe Kosten = = = Bei m = a1 * p1 + a2 * p2 und b = Kf gilt: K= 1 x 3 (vgl. allg. Geradengleichung in der Mathematik: y = mx + b) 2 Gesamtkosten Beispiel: K x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kv Kf K K, Kf, Kv 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 x 9 Produktions- und Kostentheorie Stückkosten kv kf k 4,00 3,50 3,00 k, kv, kf x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 x 4. Beispiel zu Gesamt-/Grenz-/Stückkosten Ein Betrieb benötigt 200.000,00 € zur Herstellung der Betriebsbereitschaft. 40,00 € werden pro Ausbringungsmengeneinheit an variablen Kosten aufgewendet. Es sollen 2.000 Ausbringungsmengeneinheiten (m) produziert werden. Gesamtkostenfunktion K = Gesamtkosten K = Grenzkostenfunktion K’ = Grenzkosten K’ = Stückkostenfunktion k = Stückkosten k = variable Stückkostenfunktion kv = variable Stückkosten kv = 10 Produktions- und Kostentheorie Fixe Stückkostenfunktion kf = Fixe Stückkosten kf = 5. Der Zusammenhang zwischen Kosten, Erlösen und Gewinn Gesamtkostenfunktion: K x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 K k E p 1,25 Kv K, E, Kv, G/V in Tsd. 1 x 3 ; Kapazitätsgrenze = 8 2 E Kv G/V 1 2 3 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 K' k p kv K' 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 0 4 5 6 7 8 9 x in Tsd. K E Kv G/V Bei welcher Stückzahl decken die Erlöse die Kosten (Nutzenschwelle)? 11 Produktions- und Kostentheorie k, kv, p in Tsd. 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x in Tsd. k p kv Welche Kostenkurven schneiden sich im Punkt A? ___________________________ ______________________________________________________________ Im __________________________________ wird der maximale Gewinn erzielt. Welche Stückzahl sollte das Unternehmen daher produzieren? _______________________________________________________: Würde die Produktmenge zu einem Preis in dieser Kostenhöhe abgesetzt, entstünde ein Verlust in Höhe der fixen Kosten, den ein Unternehmen nur für kurze Zeit hinnehmen kann. Bei einem Preis, der diese Kostenhöhe unterschreitet, würde der Betrieb stillgelegt. Wo liegt das Betriebsminimum / die Preisuntergrenze im obigen Schaubild? 12 Produktions- und Kostentheorie 6. Linearer Gesamtkostenverlauf und linearer Gesamterlösverlauf Typische Erlös-Kosten-Situationen und ihre Konsequenzen Kostendeckung bei Kapazitätsauslastung Verlust wenn x < xmax Verlust in Höhe der fixen Kosten Konsequenz / Handlungsempfehlung Nach Möglichkeit Produktion bis zur Kapazitätsgrenze ausweiten Nach Möglichkeit Produktion bis zur Kapazitätsgrenze ausweiten Suche nach alternativen und billigeren Produktionsverfahren Die Aufrechterhaltung der Produktion lohnt gerade noch Betriebsstilllegung Situation Auswirkung auf Erfolg I. E > K, p > k Gewinnerzielung II. p = k, E = K bei x < xmax Erfolg = 0 III. p = k, E = K bei x = xmax IV. p = kv, E =KV Betriebsminimum V. p < kv, E < Kv Verlust bei Stilllegung ist kleiner als bei Fortführung der Produktion Grenzkosten > Grenzerlös Break-Even-Point-Analyse Ermittlung jener Produktmenge, bei der die Kosten gleich dem Erlös sind, so dass weder Gewinn noch Verlust entsteht. Bsp.: BEPA für Herstellung von Bürostühlen Kv = 200,00 €; Kf = 250.000,00 €; VP = 450 € Drei Möglichkeiten zur Ermittlung des BEP: a) tabellarisch x Kf Kv KG E G/V 0 600 1000 1400 bei x = ________________ gilt: E = KG BEP 13 Produktions- und Kostentheorie b) rechnerisch Gesamtkosten KG (x) = ________________________ Gesamte variable Kosten Kv (x) = ____________________ E(x) = ________________ algebraische Lösung: im Beispiel: x = ______________________________________ Kosten/Erfolg c) grafisch 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 -100000 -200000 -300000 0 500 1000 1500 BEP liegt im Schnittpunkt von Erlös- und Kostengeraden x Kf Kv KG E G/V 14 Produktions- und Kostentheorie Nutzkosten und Leerkosten Nutzkosten KNutz: Leerkosten KLeer: Teil der Fixkosten, der der tatsächlich genutzten Kapazität zuzurechnen ist. Teil der Fixkosten, der auf nicht genutzte Kapazität entfällt. Kfix = KNutz + KLeer KNutz = wobei B = Beschäftigung und Bmax = Kapazität alternative Ermittlung der Leerkosten: KLeer = KLeer = Kfix - KNutz = = Beispiel: fixe Kosten: 100.000,00 € Maximalkapazität: 5000 Stück Produktionsmenge 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Beschäftigungsgrad Kfix Knutz Kleer 15 Produktions- und Kostentheorie 120.000,00 € Kosten in € 100.000,00 € 80.000,00 € 60.000,00 € 40.000,00 € 20.000,00 € - € 0 20 40 60 80 100 Beschäftigungsgrad in % Kostenremanenz (auch: Kostenresistenz) Kostenverlauf im Fall rückläufiger Beschäftigung, bei der die Gesamtkosten vielfach nicht auf der gleichen Kostenkurve Ka zurücklaufen, mit der sie vorher bei steigender Beschäftigung zugenommen haben. Sie fallen entsprechend einer darüber liegenden Kostenkurve Kr. Die höheren Kosten werden als remanente Kosten bezeichnet. Ursachen: Andersartige Anpassung bei Beschäftigungsabnahmen als bei Beschäftigungszunahmen aus arbeitsrechtlichen, wirtschaftlichen, sozialen, betriebspolitischen, arbeitsorganisatorischen oder psychologischen Gründen. Die Kostenremanenz sollte deshalb nicht unbedingt als ein Nachhinken der Kosten bei Beschäftigungsrückgang, sondern als ein Wirksamwerden anderer Kostenbestimmungsfaktoren aufgefasst werden. Die Kostenremanenz kann als Remanenzschleife (Hysteresis-Schleife, vgl. Abbildung „Kostenremanenz (1)”) oder als remanenter Kostensprung auftreten (vgl. Abbildung „Kostenremanenz (2)”). 16 Produktions- und Kostentheorie Der Hysterese-Effekt beschreibt die Fortdauer einer Wirkung bei Wegfall der Ursache: Aufgebaute Kapazitäten können nicht auf der ursprünglichen Kostenkurve abgebaut werden, auf der sie vorher bei steigender Beschäftigung zugenommen haben. IV. Ertragsgesetzliche Kostenfunktionen unter Zugrundelegung einer Produktionsfunktion vom Typ A 1. Beispiel für einen ertragsgesetzlichen Kostenverlauf K Kostenfunktion: K = ax3 + bx2 + cx + d x 17 Produktions- und Kostentheorie 2. Ermittlung der Durchschnittskosten ertragsgesetzlicher Kostenverlauf allgemein Gesamtkosten K Durchschnittskosten k variable Stückkosten kv fixe Stückkosten kf 3. Übungsaufgabe Gesamtkosten K Stückkkosten k var iable Stückkosten kv Grenzkosten K ' x K k kv K' kf 0 1 2 3 4 5 6 7 8 18 Produktions- und Kostentheorie 200 180 160 K,k,kf,kv,K' 140 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 x K k kv K' Stückkostenanalyse 90 80 70 K,k,kf,kv 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 x k kv K' kf 19 Produktions- und Kostentheorie Ermittlung des Betriebsminimums: Das Betriebsminimum liegt im Minimum der durchschnittlichen variablen Kosten. Würde die Produktmenge zu einem Preis in dieser Kostenhöhe abgesetzt, entstünde ein Verlust in Höhe der fixen Kosten, den ein Unternehmen nur für kurze Dauer hinnehmen kann. Bei einem Preis, der diese Kostenhöhe unterschreitet, würde der Betrieb stillgelegt. Welche Kurven schneiden sich im Betriebsminimum? __________________________________________________________________ Gleichsetzen der entsprechenden Kostenfunktionen: 20 Produktions- und Kostentheorie Zusammenfassende Darstellung 220 200 180 160 D 140 K,k,kv,K',E,p 120 100 80 A 60 B 40 A 20 C D B E 0 0 2 4 6 8 -20 -40 x K k kv K' E p G/V 21 Produktions- und Kostentheorie Kurvenbereich A: Nutzenschwelle Erläuterung B: Nutzenmaximum = Gewinnmaximum C: Kostenoptimum = Betriebsoptimum D: Nutzengrenze E: Betriebsminimum 22