6 ZUSAMMENFASSUNG

Im allgemeinen besteht eine positive Korrelation zwischen der "Einfachheit" von Entscheidungen bzw. der Analyse der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge, auf der eine Entscheidung beruht und der Möglichkeit, sie durch Computer unterstützen zu können.

Dieser Zusammenhang darf jedoch nicht zu der Annahme führen, daß die Analyse komplexer Sachverhalte einer Unterstützung durch den Computer nicht zugänglich wären.

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Konzeption und Erstellung eines Expertensystems zur ökonomischen Analyse landwirtschaftlicher Betriebe, einem Problemfeld, das sich zum einen durch seine Komplexität auszeichnet und zum anderen in aller Regel das Hinzuziehen eines Spezialisten - eines Experten - erfordert.

Zur Fertigstellung dieses Computermodells mit dem Namen FARMEXPERT wurde auf die relativ neuen Techniken und Mittel zur Entwicklung von Expertensystemen, im speziellen Fall auf die Entwicklung von regelbasierten Expertensystemen, zurückgegriffen. Der erste Teil der Arbeit befaßt sich mit diesen neuen Techniken. Dazu werden insbesondere jene Gesichtspunkte vertieft, die als theoretische Grundlage für das konkrete, realisierte Computermodell relevant sind.

Expertensysteme lassen sich prinzipiell in fünf strukturelle Komponenten zerlegen. Einer der problematischsten - weil am meisten gestaltbare - ist die Wissensbasis zur Repräsentation des im Modell enthaltenen Wissens. Eine der Möglichkeiten dazu besteht in der Verwendung von Regeln. Bei der Diskussion dieser Technik werden neben den prinzipiellen Verfahren, aus gegebenen Fakten zu einer Schlußfolgerung zu gelangen, auch die Grundlagen der Mathematik, denen die Schlußfolgerungsmechanismen regelbasierter Expertensysteme folgen, erläutert. Ein weiteres Kapitel widmet sich der Arbeitsweise dieser Mechanismen als der zweiten Komponente von Expertensystemen. Als weitere Bestandteile sind die Schnittstellen zum Programmentwickler, zu anderen Programmen und zum Endanwender zu identifizieren, die im einzelnen dargestellt und von ihren Anforderungen her beschrieben werden.

Expertensysteme können für eine Vielzahl zu lösender Probleme entwickelt werden. Unabhängig von der Wissenschaftsdisziplin, aus der ein Modell stammt, weisen die Ausführungen zum funktionellen Potential von Expertensystemen auf die äußerst vielfältigen Einsatzmöglichkeiten hin, deren Erschließung zum Teil noch nicht ansatzweise begonnen wurde. Diese Ausführungen sind jeweils mit Beispielen aus dem agrarwissenschaftlichen Bereich unterlegt.

Als Beitrag zur Klärung der Frage, was Expertensysteme genau sind, soll der Versuch verstanden werden, Expertensysteme gegen konventionelle Programme einerseits und wissensbasierte Systeme andererseits abzugrenzen. Dabei wird klar herausgestellt, daß es prinzipiell kein Problem gibt, welches sich ausschließlich mit den Techniken der Expertensystemprogrammierung lösen lassen würde und nicht auch durch ein in einer konventionellen Programmiersprache erstelltes Modell; bestimmte Kategorien von Problemen allerdings sind durch ein Expertensystem erheblich einfacher lösbar. Wichtige Unterschiede bestehen in der unkomplizierteren Möglichkeit des Umgangs von mit Unsicherheit behafteten Aussagen oder Sachverhalten und der Verwendung von Heuristiken anstelle von Algorithmen. Die Abgrenzung zu wissensbasierten Systemen hingegen ist schwieriger zu vollziehen. Festzuhalten bleibt hier, daß Expertensysteme eine Untermenge der wissensbasierten Systeme darstellen und letztere viel eher als Expertensysteme auch mit konventionellen Programmiersprachen erstellt werden können.

Die Diskussion über Expertensysteme wäre unvollständig, würde nicht die Frage beantwortet, unter welchen Bedingungen ihre Entwicklung angebracht erscheint und unter welchen eher nicht. Eindeutige Richtlinien dazu sind in der Literatur nicht zu finden, jedoch liefern einige allgemeine Richtlinien hinreichend Anhaltspunkte. Das zur Bearbeitung anstehende Sachproblem darf nicht zu schwierig sein, kein allzugroßes Maß an "gesundem Menschenverstand" erfordern - dieses Hintergrundwissen ist derzeit nicht mit einem zu rechtfertigenden Aufwand zu programmieren - und sollte nur erkenntnisfähige (kognitive) Fähigkeiten erfordern. Als gerechtfertigt wird die Entwicklung eines Expertensystems grundsätzlich dann angesehen, wenn es zu einer Verbesserung des Status quo führt.

Wird das Problem als geeignet angesehen, gilt es, sich der Beantwortung der Frage nach dem Programmierungswerkzeug für das Expertensystem zu widmen. Grundsätzlich sind dabei originäre Programmiersprachen wie LISP oder PROLOG von speziellen Expertensystem-Entwicklungs-Werkzeugen, sogenannten Shells bzw. Expert-System-Building-Tools, zu unterscheiden. In fast allen Fällen, bei denen bei der Frage nach der Art der Wissensrepräsentation die Entscheidung für die bisher am weitesten verbreitete Regelform fällt, wird für die Programmentwicklung eine solche Shell vorgezogen. Bei der Auswahl, die, neben vielen diskutierten Entscheidungskriterien, auch vom darzustellenden Problem beeinflußt wird, dürfen auch so einfache Dinge wie die vom voraussichtlichen Anwenderkreis üblicherweise benutzte Hardware nicht übersehen werden. Dies gilt in besonderem Maße, wenn dieser Anwenderkreis im Bereich der Landwirtschaft angesiedelt ist, wo die meist hohen Ansprüche der Entwicklungswerkzeuge oft in krassem Gegensatz zur tatsächlich verwendeten Hardware stehen. Am konkreten Fall hat sich gezeigt, daß für die Wahl eines bestimmten Werkzeuges zur Programmierung eines Expertensystems zur ökonomischen Analyse das Entwicklungswerkzeug auch über ein entsprechendes arithmetisches Potential verfügen muß, ohne das quantitative Aussagen kaum möglich sind.

Einer der zentralen Punkte bei der Expertensystementwicklung ist die Wissensakquisition, die in aufeinanderfolgenden, sich unter Umständen wiederholenden Phasen abläuft. Neben der Darstellung dieser Phasen und der verschiedenen Methoden zur Wissensakquisition, wobei deutlich wird, daß zwar eine Vielzahl von Möglichkeiten, aber keine Rezepte zu deren Anwendung existieren, gilt der Frage nach dem geeigneten Experten besondere Aufmerksamkeit. Dabei gilt es zu unterscheiden, ob mit dem Modell Probleme bearbeitet werden sollen, über deren Lösung klar definierte Vorgehensweisen allgemein anerkannt sind, oder ob das Modell in einem Sachgebiet zu entwickeln beabsichtigt ist, welches zwar auch über anerkannte Bearbeitungsmechanismen verfügt, die allerdings noch nicht so ausgereift sind, als daß der Versuch andere Wege aufzuzeigen, nicht lohnenswert erschiene. Im letzten Fall, der auch für die vorliegende Arbeit zutrifft, sollten Experten zum Zuge kommen, die nicht nur das Sachgebiet beherrschen, sondern sich auch intensiv mit den Gestaltungs- und Entwicklungsmöglichkeiten von neuen Lösungsansätzen der dort zu bearbeitenden Probleme beschäftigen.

Die Frage, wie Expertensysteme als solche in das Kontinuum agrarwissenschaftlicher Entscheidungs-Unterstützungs-Systeme einzuordnen sind, wird anhand der Darstellung der hinter diesen Systemen stehenden theoretischen Konzepte beantwortet. Um diese Einordnung etwas plastischer zu gestalten, werden einige bereits entwickelte Expertensysteme aus den verschiedensten Bereichen der Agrarwissenschaften vorgestellt.

Die Diskussion um die Vorgehensweise zur ökonomischen Analyse landwirtschaftlicher Betriebe beginnt das Augenmerk von den eher technischen Aspekten hin zu den inhaltlichen Fragen der vorliegenden Arbeit zu lenken. Hier liegt der Schwerpunkt auf der Jahresabschlußanalyse, um den Grundstein für die Ableitung eines theoretischen Konstrukts zu dieser Analyse zu legen. Dabei wird gleich zu Beginn deutlich, daß weder in der landwirtschaftlichen noch in der allgemeinen Betriebswirtschaftslehre ein allgemeingültiger Algorithmus zur Beurteilung der Unternehmenssituation existiert. Gleichzeitig wird auf die Grenzen der Jahresabschlußanalyse hingewiesen, allerdings nicht ohne die Unterbreitung einiger Vorschläge, wie diese Unzulänglichkeiten abgemildert werden könnten, denn die Bilanzanalyse ist trotz aller Bedenken und Schwierigkeiten ein unverzichtbares Mittel für die Einschätzung und Beurteilung von Unternehmen. Dies gilt auch für den landwirtschaftlichen Bereich.

Im folgenden wird auf Kennzahlen und Kennzahlensysteme als Mittel zur Jahresabschlußanalyse eingegangen, insbesondere um allgemeinverbindliche Kriterien herauszuarbeiten, die bei der Konstruktion von Kennzahlen berücksichtigt werden sollten. Diese Ausführungen beziehen sich maßgeblich auf die in FARMEXPERT vordergründig verwendeten Beziehungszahlen. In erster Linie ist hier die Forderung nach einer funktionalen Beziehung zwischen den Größen im Zähler und Nenner anzuführen. Des weiteren sollte zu Zwecken der ökonomischen Analyse der Gebrauch von Kennzahlen vermieden werden, in deren Quotient naturale und monetäre Größen gemischt vorkommen.

Im Anschluß an diese Diskussion wird überprüft, inwieweit die geläufigen Kennzahlen, die üblicherweise zur Betriebsanalyse herangezogen werden, diesen Kriterien genügen, mit dem Ergebnis, daß dies nicht für alle dieser Kennzahlen zutrifft. Demzufolge werden, untermauert durch Beispiele, konkrete Vorschläge zur Berechnung von Kennzahlen unterbreitet, die besonders zur vergleichenden Untersuchung der technisch-ökonomischen Effizienz landwirtschaftlicher Betriebe besser geeignet erscheinen. Im Zusammenhang damit wird die Ursachenanalyse mittels Kennzahlen kritisch beleuchtet, um festzustellen, daß eine Ursachenanalyse durch einfache Zerlegung, so wie dies in verschiedenen Kennzahlensystemen geschieht, nicht in jedem Fall zu befriedigenden Ergebnissen führt. Basierend auf dieser Kritik wird vorgeschlagen, nach den herausgearbeiteten Kriterien gebildete und geeignet erscheinende Kennzahlen in ihrem wechselseitigen Zusammenspiel einer logischen Analyse zu unterziehen, um aus der Kombination von Zerlegung und logischem Schließen zu einer verbesserten Ursachenforschung zu gelangen. Diese Technik wird später dann auch für das konkret erstellte Expertensystem FARMEXPERT bei speziellen Analysen angewandt.

Die in FARMEXPERT benutzte Analysetechnik beruht in ihren Grundlagen auf der Methode des horizontalen Betriebsvergleichs, in dem Kennzahlen des gleichen Zeitraums eines Analysebetriebs an den Werten einer passenden Vergleichsbetriebsgruppe gemessen werden. Dabei untersucht FARMEXPERT nicht nur Werte des Jahresabschlusses, sondern bezieht zusätzlich Größen aus dem Preis-, Mengen- und Strukturgerüst mit ein, um so gleichzeitig dem der Jahresabschlußanalyse häufig angelasteten Kritikpunkt der mangelhaften Datenqualität zumindest ansatzweise zu begegnen. Ein weiterer Anlaß zur Kritik dieser Analysetechnik ist der Vergangenheitsbezug der Daten. Hierzu erfolgt der Vorschlag, die Untersuchung auf Basis projizierter Jahresabschlüsse, gewissermaßen zeitnah, durchzuführen. Dieser Vorschlag, dessen gedankliche Weiterverfolgung als lohnenswert erachtet wird, kann allerdings in der vorliegenden Arbeit aufgrund fehlender Voraussetzungen nicht weiter aufgegriffen werden.

Der Klärung des Begriffs der Betriebsanalyse folgt ein kurzer historischer Abriß, jedoch nicht ohne auch auf seine Perspektiven unter veränderten technologischen Rahmenbedingungen einzugehen. Aus den bereits vorliegenden Arbeiten auf diesem und eng verwandten Gebieten, können insgesamt vielversprechende Ansätze identifiziert werden, wenngleich einige der bestehenden Schwachpunkte nicht verschwiegen werden dürfen. Aus dem Gesagten folgt, daß ein nutzbringender Einsatz solcher Systeme derzeit vor allem dort sinnvoll ist, wo einer personellen Analyse zeitliche und/oder fachliche Restriktionen entgegenstehen. Der Vorteil liegt in der Zeitersparnis und in der Vollständigkeit "nichts zu übersehen".

Ein Expertensystem, wie das hier vorgestellte, dient zur Unterstützung, nicht zur Verdrängung menschlicher Arbeitskraft, beispielsweise landwirtschaftlicher Berater. Ein so verstandenes Computerprogramm ist als Lieferant von Informationen aufzufassen, die für eine sachgerechte Entscheidung notwendig sind. Es vereinfacht die Analyse und gibt durch die nach Maßgabe der Ursachenanalyse bereits gezogenen Schlußfolgerungen Hinweise zu den Hauptproblembereichen und auf das Möglichkeitsfeld zu ergreifender Maßnahmen. FARMEXPERT bietet somit eine Informations- und Diskussionsgrundlage, die das Gespräch über die Ergebnisse der Analyse und der daraus abzuleiteten Maßnahmen nicht ersetzen, aber bereits in eine bestimmte Richtung lenken kann. Das Computermodell hat somit in keiner Weise einen normativen Charakter.

Diesen Überlegungen folgt die Diskussion der Eignung landwirtschaftlicher Unternehmen zur ökonomischen Analyse. In diesem Gliederungspunkt wird abgeleitet, wieso mit FARMEXPERT eine Analyse mit dem Schwerpunkt auf der technisch-ökonomischen Effizienz des Betriebes und keine Unternehmensanalyse durchgeführt wird. Die wichtigsten Argumente für die Betriebsanalyse liegen in der mangelhaften Datengenauigkeit, beispielsweise bei der Angabe der bewirtschafteten Flächen, den eingesetzten Arbeitskräften oder dem bei Familienbetrieben oft verschwommenen Verhältnis hinsichtlich der Verbindung des Privathaushaltes zum Betrieb. Diese Überlegungen führen zusammen mit den abgeleiteten Kriterien zur Kennzahlenkonstruktion dazu, daß die Analyse der Verwertung der originären Produktionsfaktoren, der Struktureffizienz, zugunsten einer Effizienzanalyse des Prozesses in den Hintergrund rückt. Ebenso wird abgeleitet, wieso auf eine Liquiditäts- und Stabilitätsanalyse vollkommen verzichtet wird.

Die Erkenntnis, daß grundsätzlich nur solche Betriebe vergleichbar sind, die unter gleicher Zielfunktion wirtschaften, ist Anlaß zur Diskussion der betrieblichen Zielfunktion landwirtschaftlicher Unternehmen. Als eines der wichtigsten Ergebnisse wird herausgearbeitet, daß das ultimative Mittel zur Erreichung einer wie auch immer definierten Zielfunktion die Gesunderhaltung der eingesetzten Produktionsfaktoren darstellt; nur mit gesunderhaltenen Produktionsfaktoren läßt sich effizient wirtschaften. Eine effiziente Wirtschaftsweise wiederum ist unabdingbar, will das Unternehmen sich im Kreise seiner Konkurrenten und der gesamten Volkswirtschaft behaupten, sich also des Überlebens versichern. Effizienz, als Beziehung zwischen monetären Input- und Outputgrößen verstanden, hat den Vorteil, eindeutig meßbar und operational zu sein. Sie ist somit ein geeigneter Maßstab für eine vergleichende Betriebsanalyse.

Die Umsetzung der in den theoretischen Grundlagen dargelegten Thesen in eine konkrete Anwendung beginnt mit der Darstellung der Konzeption von FARMEXPERT, an die sich eine Demonstration des realisierten Computermodells anschließt. Zuerst wird im Rahmen der technischen Beschreibung des Programms auf die Methode der Wissenakquisition für das Expertensystem eingegangen, die sich zwischen den Techniken bewegt, bei der ein Experte mit einem Wissensingenieur zusammenarbeitet bzw. der Wissensingenieur sein eigener Experte ist und im übrigen den aufgestellten Hypothesen zur Wissenakquisition folgt.

FARMEXPERT ist konzipiert, einen zu analysierenden Betrieb - den Analysebetrieb - mit den Daten einer Referenzgruppe oder eines Referenzbetriebes zu vergleichen und den Vergleich zu bewerten, um auf die Hauptproblembereiche des Analysebetriebs hinweisen zu können. Wo immer möglich, versucht FARMEXPERT zusätzliche Empfehlungen für eine Verbesserung der betrieblichen Situation zu geben.

Das Modell gliedert sich von der Struktur her in eine Datenbasis und ein davon unabhängiges Regelwerk. Neben den Regeln als Teil der Wissensbasis von FARMEXPERT stellen die Buchführungsergebnisse die zweite Komponente des "Wissens" dar. Während das Regelwerk das Wissen über Art und Durchführung der Analyse stellt, liefert die externe Datenbasis den Vergleichsmaßstab, an dem der jeweilige Analysebetrieb gemessen wird.

Durch diese exakte Trennung wird erreicht, daß der Vergleichsmaßstab nicht in das Regelwerk integriert werden muß, eine Fixierung fester Bewertungskriterien umgangen werden kann und Störeinflüsse, die nicht im Einflußbereich des Betriebsleiters liegen - wie Inflation und Preisschwankungen auf Faktor- und Produktmärkten -, weitgehend eliminiert werden.

Die Datenbasis beinhaltet in der vorliegenden Version von FARMEXPERT die Buchführungsergebnisse landwirtschaftlicher Betriebe in Hessen als Referenzdaten. Um eine bessere Vergleichbarkeit der Betriebe herzustellen, ist die Datengrundlage nach Betriebsformen, Vergleichsgebieten und der Streubreite des Betriebserfolges untergliedert, wobei der Analysebetrieb jeweils an den erfolgreichen Betrieben gemessen werden sollte. Die Referenzdaten müssen allerdings nicht notwendigerweise aus den hessischen Buchführungsergebnissen stammen, es kann jede beliebige Betriebsgruppe oder auch ein Einzelbetrieb als Referenz definiert und in die Datenbasis eingegeben werden. Der Einsatz von FARMEXPERT ist also nicht auf ein Bundesland beschränkt.

Der Anwender kann sich im Verlauf der Sitzung im Dialog jederzeit eines kontextsensitiven Hilfesystems bedienen, das ihm Auskunft über das Zustandekommen der Analyseergebnisse und der verwendeten Begriffe geben kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, zu jeder durch FARMEXPERT gestellten Frage eine Begründung darüber zu erhalten, warum ihre Beantwortung als notwendig erachtet wird.

Bevor mit der Darstellung des Analyseverlaufs begonnen wird, erfolgen einige grundsätzliche Anmerkungen zur Verbalisierung numerischer Ausprägungen im laufenden Text und zur Wahl der Sensitivitätsschwelle durch den Anwender. Diese Sensitivitätsschwelle bestimmt in Teilen der Analyse deren Tiefgründigkeit.

Die eigentliche Abweich- und Ursachenanalyse ist in verschiedene Bereiche gegliedert, die sich von eher allgemein gehaltenen Ergebnissen bis zu mehr entscheidungsorientierten Resultaten gegen Ende einer Sitzung erstrecken. Dies wird anhand einer umfassenden Beispielsitzung dargestellt. Die Veranschaulichung der Variabilität der Analyseergebnisse, die mit einem einzigen Beispiel naturgemäß nicht demonstriert werden kann, erfolgt über Entscheidungsbäume. Zusätzlich ist im Anhang ein zweiter Beispiellauf angefügt.

Der Analyseverlauf beginnt mit einem Vergleich der Wertschöpfung und der Untersuchung der Bilanz. Grundsätzlich werden die berechneten Kennzahlen, die alle über ihre Berechnungsgleichung nachvollziehbar definiert sind, immer in einen wertenden Text eingebettet, der die gefundene Ausprägung für den Analysebetrieb dem Wert der Vergleichsbetriebsgruppe gegenüberstellt. Alle Kennzahlen sind relativiert, so daß die Betriebsgröße als möglicher Störfaktor ausgeschaltet ist.

Im Anschluß an die Bilanzanalyse werden im Rahmen der Überprüfung der Zukunftsvorsorge des Betriebes verschiedene Kennzahlen miteinander in Beziehung gesetzt, aus deren Ausprägung zueinander Schlußfolgerungen abgeleitet werden.

Nach der Untersuchung weiterer Kennzahlen in diesem und benachbarten Bereichen steigt FARMEXPERT in die detaillierte Untersuchung der Aufwandsseite der Gewinn- und Verlustrechnung ein. Dabei werden die Aufwendungen immer in Beziehung zu dem durch sie erwirtschafteten Ertrag gesehen, um die Verhältnismäßigkeit zu wahren. Auch hier werden aus dem Zusammenspiel verschiedener Kennzahlen Schlußfolgerungen gezogen, die wiederum auf Problembereiche des Analysebetriebs aufmerksam machen und im Rahmen des Möglichen Hinweise zur Verbesserung der vorgefundenen Situation liefern.

Die Untersuchung der Aufwandsseite wird durch die Überprüfung der Effizienz der eingesetzten Produktionsfaktoren ergänzt, bevor mit der Analyse der Ertragsseite und der sie beinflussenden Preis-, Mengen- und Struktureffekte fortgefahren wird. In diesem sehr rechenintensiven Teil der Untersuchung werden eventuelle Verbesserungsmöglichkeiten bezüglich der Betriebsstruktur aufgezeigt und auf erschließungsfähige Potentiale hingewiesen. Gerade dieser Punkt, der doch sehr deutlich Ansatzpunkte zur Verbesserung der Situation des Betriebes aufzuzeigen in der Lage ist, würde, durch seine methodenbedingte Rechenintensität, einer mit der Hand durchgeführten Betriebsanalyse weitgehend verschlossen bleiben müssen.

Die Analyse wird abgeschlossen, indem die wichtigsten Ergebnisse in zusammengefaßter Form wiederholt und abschließende Hinweise auf die Auswirkung einiger Größen, wie beispielsweise der Einfluß der Entnahmen auf die langfristige Überlebensfähigkeit des Unternehmens, gegeben werden, die im Rahmen einer Betriebsanalyse ausgeklammert blieben.

Insgesamt kristallisiert der Beispiellauf, gerade im letzten Untersuchungsteil, einige Punkte zu weitergehendem Forschungsbedarf und möglichen Erweiterungen heraus. So wäre wünschenswert, die Analyseergebnisse um einige Bereiche aus der Kostenrechnung auf Betriebszweigebene erweitern zu können. Dies ist aufgrund des verwendeten Datenmaterials nicht möglich, aber denkbar, wenn solch ein Modell beispielsweise für vergleichende Untersuchungen in Beratungsringen Verwendung finden sollte, wo eine eigene Datengrundlage definiert werden kann. Ebenso sind verschiedentlich Ansatzpunkte zu weiteren Expertensystemen ausgemacht worden, die bei festgestellten Schwachpunkten aktiviert werden könnten. Diese erstrecken sich etwa bei Preisabweichungen im Vermarktungsbereich bis hin zum Produktionsbereich, in dem die durch Mengen- bzw. Ertragseffekte verursachten Abweichungen angesiedelt sind.

Das Expertensystem in seiner vorliegenden Form, das zeigt der Beispiellauf ebenfalls, ist noch verbesserungsfähig. Die insgesamt ermutigenden Ergebnisse deuten darauf hin, daß es nicht nur verbesserungsfähig, sondern auch verbesserungswürdig ist.


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