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ミクロ経済学において、生産可能性フロンティア（PPF）、生産可能性曲線（PPC）、または生産可能性境界（PPB）とは、与えられた資源を単位時間あたりに完全に効率的に利用して、すべての生産要素を用いて生産可能なすべての生産量を示すグラフ表現である。PPFは、配分効率、規模の経済、機会費用（または限界変換率）、生産効率、資源の希少性（すべての社会が直面する根本的な経済問題）など、いくつかの経済概念を示している。[ 1 ]
このトレードオフは通常、経済全体を対象として考えられますが、個人、世帯、経済組織にも当てはまります。ある財を生産するには、他の財から資源を転用する必要があり、その結果、他の財の生産量を減らすことになります。
PPF曲線は、固定された投入量における生産集合をグラフで示し、既存の技術水準を前提として、ある財の任意の生産量に対して、別の財の生産量が最大でどの程度になるかを示します。このようにして、PPF曲線はその生産集合の文脈における生産効率を定義します。すなわち、フロンティア上の点は利用可能な投入量の効率的な利用を示し（グラフ上の点B、D、Cなど）、曲線の下の点（点Aなど）は非効率性を示し、曲線の外側の点（点Xなど）は不可能性を示します。
PPF（生産可能性フロンティア）は通常、原点から上向きまたは外向きに膨らんだ形状（原点から見ると「凹型」）として描かれますが、いくつかの仮定によっては、下向き（内側）に膨らんだ形状や直線（直線）として表現することもできます。
生産可能性フロンティア（PPF）が外側にシフトするのは、物的資本や労働力といった投入要素の入手可能性の増加、あるいは投入要素を産出物に変換する方法に関する知識の技術的進歩によるものです。このようなシフトは、例えば、すでに生産能力が最大限に発揮されている経済（PPF上）の経済成長を反映しており、これは、いずれの財の産出量も犠牲にすることなく、指定された期間内に両方の産出物をより多く生産できるようになったことを意味します。逆に、労働力が減少したり、原材料の供給が枯渇したり、自然災害によって物的資本のストックが減少したりすると、 PPFは内側にシフトします。
しかし、ほとんどの経済収縮は、生産量が減少したことを反映しているのではなく、経済がフロンティアを下回って稼働し始めたことを反映している。なぜなら、通常、労働力と物的資本の両方が不完全雇用状態にあり、遊休状態になっているからである。
ミクロ経済学において、生産可能性フロンティア（PPF）は、2つの財が存在する世界において、個人、家計、または企業が選択できる選択肢を示します。定義上、曲線上の各点は生産的に効率的ですが、市場需要の性質上、ある点は他の点よりも収益性が高いことになります。企業の均衡は、PPF上で最も収益性の高い生産量の組み合わせとなります。[ 2 ]
マクロ経済学的観点から見ると、生産可能性フロンティア（PPF）は、特定の期間における国または経済が、幅広い生産カテゴリーに対して利用可能な生産可能性を示しています。伝統的に、 y軸上の消費への全資金投入とx軸上の投資への資金投入との間の動きを示すために使用されています。しかし、経済は必ずしも配分効率がなくても生産効率を達成できる場合があります。市場の失敗（不完全競争や外部性など）や、社会的な意思決定の制度（政府や伝統など）によっては、PPF上で実現可能な範囲で消費者が望むものと比較して、生産される財の組み合わせが間違っていたり（したがって、2つの財の生産間で資源が間違った割合で配分されていたり）する可能性があります。[ 3 ]
任意の時点における生産可能性フロンティア（PPF）の位置を決定する主な要因は、技術と経営ノウハウの状態（これらは利用可能な生産関数に反映される）と、利用可能な生産要素（原材料、直接労働力、工場間接費）の量である。
短期的に実際に達成可能なのは、生産可能性フロンティア上またはフロンティア内の点のみです。長期的には、技術が向上したり、生産要素の供給が増加したりすると、経済が両方の財を生産する能力が高まります。この潜在力が実現されると、経済成長が起こります。この増加は、生産可能性フロンティアが右にシフトすることで示されます。逆に、自然災害、軍事災害、または生態学的災害は、経済の生産能力の低下に対応して、生産可能性フロンティアを左に移動させる可能性があります。[ 4 ]したがって、曲線上または曲線内のすべての点は、生産セット の一部です。生産セットとは、経済が潜在的に生産できる財の組み合わせです。
図示されている 2 つの生産財が資本投資(将来の生産可能性を高めるため) と現在の消費財である場合、今年の投資額が大きいほど、翌年以降に PPF は外側にシフトします。[ 5 ]曲線のシフトは、例えば銃などの一方の財の生産可能性を他方よりも有利にする技術進歩が、有利な財の軸に沿って PPF をより外側にシフトさせ、生産可能性をその方向に「偏向」させる様子を表すことができます。同様に、ある財が例えば資本をより多く使用し、資本が他の要素よりも速く成長する場合、成長の可能性は資本集約的な財に有利に偏向する可能性があります。また、PPF のシフトは、技術の向上または資本財の適切な使用を示すこともあります。[ 6 ] [ 7 ]
生産可能性フロンティアとは、固定された資源（生産要素）と固定された技術進歩を前提として、経済が達成できる生産物（財・サービス）の最大量を示すものである。
達成不可能な目標も、対外貿易や経済成長を通じて達成できる。例えば、資源や技術の輸入、財・サービスの生産量の増加などが挙げられる。
具体的には、生産フロンティア上のあらゆる点において、経済は生産効率を達成する。すなわち、与えられた投入量から、ある財の生産量を犠牲にすることなく、他の財の生産量を増やすことはできない。
生産効率の高い点の中には、パレート効率的であるものがあります。つまり、どの消費者も不利益を被らないような取引を見つけることは不可能です。パレート効率は、限界変換率（フロンティアの傾き／財の機会費用）がすべての消費者の限界代替率と等しい場合に達成されます。
同様に、フロンティア上のパレート効率的な点すべてが配分効率的であるとは限りません。配分効率は、経済が社会の選好に合致する量を生産する場合にのみ達成されます。
生産可能性フロンティア（PPF）は、通常、上に示したような曲線の形をとります。PPF上で操業している経済は効率的であると言われ、これは一方の財の生産量を減らさずに他方の財の生産量を増やすことは不可能であることを意味します。対照的に、経済が曲線の下で操業している場合、それは非効率的に操業していると言われます。これは、資源を再配分することで両方の財の生産量を増やすことができるか、あるいは労働力や資本などの資源が遊休状態にあり、両方の財の生産量を増やすために十分に活用できる可能性があるからです。
例えば、経済の生産要素の利用可能な量が時間とともに変化せず、技術進歩も起こらないと仮定すると、経済が生産可能性フロンティア（PPF）上で稼働している場合、バターの生産量を増やすためには銃の生産量を犠牲にする必要がある。[ 4 ]生産が効率的であれば、経済はPPF上の組み合わせ（点）から選択できる。銃が重要な場合はB 、バターの生産量を増やす必要がある場合はC 、バターと銃の生産量を均等にする必要がある場合はDである。[ 4 ]
PPFでは、曲線 上のすべての点は生産効率が最大となる点です（与えられた投入量から、ある財の生産量を犠牲にすることなく、これ以上ある財の生産量を増やすことはできません）。フロンティアの内側の点（Aなど）は生産可能ですが、生産効率は低いです。曲線の外側の点（ Xなど）は、与えられた既存の資源では生産できません。[ 8 ]ただし、曲線上のすべての点がパレート効率的であるとは限りません。限界変換率がすべての消費者の限界代替率に等しく、したがって価格の比率に等しい場合にのみ、どの消費者も不利にならないような取引を見つけることは不可能になります。[ 9 ]
生産可能性曲線上またはその左側にある点は、達成可能な点であると言われます。つまり、現在利用可能な資源で生産できる点です。生産可能性曲線の右側にある点は、現在利用可能な資源では生産できないため、達成不可能な点であると言われます。曲線の左側にある点は、既存の資源で他の財の生産を犠牲にすることなく、少なくとも1つの財の生産量を増やすことができるため、非効率的であると言われます。効率的な点は、生産可能性曲線上にある点です。そのような点では、一方の財の生産量を増やすには、他方の財の生産量を減らすしかありません。 [ 10 ]
さまざまなタイプの効率性指標（ファレル、双曲線、方向性、コスト、収益、利益、加算など）とその関係についての詳細な議論については、Sickles and Zelenyuk (2019、第3章) を参照してください。
生産可能性フロンティア (PPF) の任意の点における傾きは、限界変換率 ( MRT ) と呼ばれます。この傾きは、ある財の生産を(生産資源の再配分によって) 他の財の生産に振り向けることができる割合を定義します。これはまた、財の (限界) 「機会費用」とも呼ばれ、限界におけるYに関するXの機会費用です。これは、財Xを 1 単位増やすために財 Y をどれだけ諦めるか、またはその逆を測定します。PPF の形状は、財の生産量が増加するにつれて機会費用が増加することを示すために、一般的に原点に対して凹型に描かれます。したがって、MRT は、PPF の左上から右下に向かって移動するにつれて絶対値が大きくなります。[ 11 ]
限界変換率はどちらの財でも表すことができます。バターで表した銃の限界機会費用は、銃で表したバターの限界機会費用の逆数です。たとえば、図の点BBでの (絶対) 傾きが2 に等しい場合、バターを 1 パック追加で生産するには、銃 2 丁の生産を犠牲にする必要があります。AA で、銃で表したバターの限界機会費用が 0.25 に等しい場合、銃 1 丁を犠牲にするとバターを 4 パック生産でき、銃のバターで表した機会費用は 4 になります。
生産可能性フロンティアは、要素集約度のエッジワース生産ボックス図の契約曲線から構築できます。[ 12 ]上記の例（原点に対して凹型の曲線で機会費用の増加を示す）は、PPFの最も一般的な形式です。[ 13 ]これは、2つの生産部門の要素集約度と技術の不均衡を表しています。つまり、経済が1つの製品にますます特化するにつれて（例えば、点Bから点Dへ移動するにつれて）、その製品を生産する機会費用は増加します。なぜなら、その製品を生産するのに効率の低い資源をますます多く使用するようになるからです。バターの生産が増加すると、銃器産業の労働者がバター産業に移動します。最初は、最も資格の低い（または最も一般的な）銃器労働者がバターの生産に転用され、これらの労働者の移動はバター生産の増加の機会費用にほとんど影響を与えません。銃器生産の損失は小さいからです。しかし、銃器生産にますます特化した資源がバター産業に移動されるにつれて、バターを連続して生産するコストは増加します。[ 14 ]
機会費用が一定であれば、直線（線形）の生産可能性フロンティア（PPF）が生成されます。[ 15 ]このケースは、資源が特化しておらず、追加費用なしで互いに代替できる状況を反映しています。[ 14 ]同様の資源を必要とする製品（たとえば、パンとペストリー）は、ほぼ直線のPPFを持ち、したがって機会費用はほぼ一定になります。[ 14 ]より具体的には、規模に対する収穫一定の場合、線形PPFには2つの可能性があります。考慮すべき生産要素が1つしかない場合、または2つのセクターの要素集約度比が生産可能性曲線のすべての点で一定である場合です。ただし、規模に対する収穫が変動する場合、どちらの場合も完全に線形になるとは限りません。[ 16 ]
規模の経済が働くと、生産可能性フロンティアは内側に湾曲し、ある財の生産量が増えるにつれて、その財の機会費用は低下する。財の連続的な単位の生産における専門化が、その財の機会費用を決定する（例えば、大量生産方式や労働の専門化など）。[ 17 ]
フロンティア上の出発点から、生産資源が増加しない場合、第１の財の生産量を増やすと、第２の財の生産量が減少することになります。これは、資源を第１の財に振り向け、第２の財から資源を奪わなければならないためです。曲線上の点は、財間のトレードオフを表しています。第２の財の生産における犠牲は機会費用と呼ばれます（第１の財の生産量を増やすと、第２の財を一定量生産する機会を失うため）。機会費用は、第１の財１単位以上と引き換えに放棄される第２の財の単位数で測定されます。[ 4 ]
PPF の文脈では、機会費用は曲線の形状に直接関係します (下記参照)。PPF 曲線の形状が直線であれば、さまざまな財の生産が変化しても機会費用は一定です。しかし、機会費用は通常、開始点と終了点によって変化します。図 7 では、バター生産量が少ない状態でバターを 10 パック追加生産するには、銃 5 丁を失う必要があります ( AからBへの移動として示されています)。点Cでは、経済はすでにバターの最大潜在生産量に近づいています。バターを 10 パック追加生産するには、銃 50 丁を犠牲にする必要があります ( CからDへの移動と同様)。利益と損失の比率は、限界変換率によって決定されます。