AIベースのエージェント時代におけるプロセスマイニングの再考(Re-Thinking Process Mining in the AI-Based Agents Era)

田中専務

拓海先生、最近プロセスマイニングという言葉を部下から聞くのですが、うちの現場でも役に立ちますか。AIが絡むと難しくなると聞いて不安なんです。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、順を追って整理しますよ。今回の論文は、プロセスマイニングとLarge Language Models (LLMs) 大規模言語モデルをつなぐ「AI-Based Agents Workflow(AgWf)」という考えを示しており、現場での実用性を高める視点が中心です。

田中専務

AIの「エージェント」って要するに自動で考えてくれるロボットのようなものですか?導入に対してコストや現場の混乱が心配で。

AIメンター拓海

いい質問です!ここでのエージェントは完全自律のロボットではなく、決定論的なツール(既存のプロセスマイニングライブラリなど)と確率的なAIモジュール(LLMsなど)を組み合わせて仕事を分割する仕組みです。要点を三つにまとめると、1) 複雑な作業を分解すること、2) ツールとAIの得意を組み合わせること、3) 出力の質を上げるための評価ループを回すことです。

田中専務

それだと、今あるツールを捨てずに使えるということですね。現場では既に分析ツールやログの取り方が決まっているので、その点は安心できます。

AIメンター拓海

まさにその通りです。現状のツールは“決定論的な関数(tools)”として残し、LLMsはテキスト解釈やルーティング、改善提案のような“非決定論的タスク”に使います。現場運用では段階的に導入して評価することが現実的です。

田中専務

導入の評価というと、どんな指標で良し悪しを判断するのですか。うちでは投資対効果(ROI)が最重要でして。

AIメンター拓海

重要な観点ですね。ROIを測るにはアウトカム(例えば、不良率低減や処理時間短縮)と運用コストを比較します。AgWfでは、人手で行っていたRoot Cause Analysis(原因分析)を自動化・半自動化して時間短縮と精度向上を狙うため、まずは時間と品質の改善を短期で測る設計にします。

田中専務

なるほど。これって要するに、AIに任せるところは任せて、人の判断が必要なところは残しておくことでリスクを下げつつ効率化するということ?

AIメンター拓海

その通りですよ。要点を三つで言い直すと、1) 単純化と分割でLLMsの負担を減らす、2) 決定論的な検査は既存ツールに任せる、3) AIの出力には評価と改善ループを組み込みヒューマンインザループ(人が介在する運用)を維持する、です。

田中専務

分かりました。ではまずは現場のログの整備と、評価のためのKPI定義をやってみます。自分の言葉で言うと、今回の論文は「既存のプロセスマイニング資産を活かしつつ、LLMsを使って分担と改善を回す仕組み」を提案しているという理解で合っていますか。

AIメンター拓海

完璧です!その理解があれば経営判断が出来ますよ。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。


1.概要と位置づけ

結論ファーストで言うと、本研究はProcess Mining(プロセスマイニング)における実務的な壁を、AI-Based Agents Workflow(AgWf)という枠組みで乗り越えようとする点で大きく進化を促す。従来のプロセスマイニングはログ解析とプロセスモデルとの照合を中心に発展してきたが、Large Language Models (LLMs) 大規模言語モデルの登場により、人間の言語理解に近い自由な問いかけと解釈が可能になった。とはいえ、LLMsは複雑な論理推論や形式検査が苦手であり、単独で適用すると誤解や実行不能な指示を生むリスクが高い。そこで本研究は、既存の決定論的なプロセスマイニングツール群を“tools”として維持しつつ、LLMsを非決定論的なAIタスクに割り当てることで、両者の長所を組み合わせる方法を示す。重要なのは、単にLLMsを導入するのではなく、タスクを細分化し評価ループを設けることで現場運用に耐える品質を生み出す点である。これにより、現場の運用負荷を抑えつつも分析精度と洞察の深さを両立できる。

2.先行研究との差別化ポイント

従来研究では二つのアプローチが主流であった。一つはテキスト的な要約や洞察をLLMsに任せる手法であり、もう一つはLLMsに分析コードを生成させて既存の解析エンジン上で実行する手法である。これらは便利だが、前者は構造的検証が弱く、後者は生成コードの正当性保証が課題であった。本研究の差別化はAgWfという「ハイブリッドなワークフロー」にある。具体的には、決定論的関数(既存ライブラリや可視化ツール)と非決定論的AIタスク(LLMsによる解釈やルーティング)を組み合わせ、タスクをルータ、評価器、改善器といった役割に分ける設計思想を提示する点だ。これにより、LLMsの曖昧さは評価器で検出・修正され、生成物が実環境へ直接影響を及ぼすリスクを低減できる。更に本研究はCrewAIと呼ぶ実装フレームワークでの実例提示を行い、理論だけでなく実運用に近い形での検証を行っている点で先行研究と一線を画す。

3.中核となる技術的要素

中核要素は三点に整理できる。一つ目はDivide-et-impera(分割して制する)という設計思想であり、複雑な分析タスクをLLMsが扱える粒度へと分解する点である。二つ目はAI-based tasks(AIベースのタスク)として提示された種類、すなわちrouters(ルーティング役)、ensembles(複数案の統合)、evaluators(評価器)、improvers(出力改善器)などの役割分担である。これらにより、LLMsは解釈や提案を担い、決定論的ツールが検査・実行を担う。三つ目はCrewAIフレームワークによる実装と評価ループの構築であり、これによりアウトプットの品質を定量的に測り改善を回すことが可能になる。専門用語を噛み砕くと、これは「役割分担とチェック機構を持つソフトウェアの流れ」を定義しているに過ぎないが、その定義があることで実務導入の可否判定や段階的実装が現実的になる。

4.有効性の検証方法と成果

本研究は、AgWfを用いたケースとして根本原因分析(Root Cause Analysis)やログに潜むバイアス検出を例示している。評価手法は、既存の解析結果とAgWf結果の比較、そして人間専門家による検証を組み合わせるものである。結果として、LLMs単独よりもヒット率や説明性が向上し、誤警報の低減や解釈の一貫性が確認された。重要なのは単純な性能向上だけでなく、実運用における信頼性と説明可能性が改善された点である。これにより、現場の運用担当者がAIの提案を受け入れやすくなり、導入の初期障壁を下げる効果が期待できる。とはいえ、検証は限定的なデータセットや環境で行われており、一般化にはさらなる実装と評価が必要である。

5.研究を巡る議論と課題

議論の中心は三点ある。第一に、AgWfの自動化度合いとヒューマンインザループ(人が介在する運用)のバランスである。完全自動化は効率的だが安全性と説明性を損なう恐れがある。第二に、LLMsの非決定論的性質に伴う信頼性のばらつきと、生成物の検証手法の成熟度の問題である。第三に、ワークフロー定義の自動化と評価フレームワークの標準化が未成熟である点だ。これら課題に対し、研究は評価器や改善器の強化、ワークフローのメタ定義、そして広範な現場データでの横断的評価を提案しているが、実務導入に際しては段階的検証とガバナンス設計が不可欠である。つまり、技術的な可能性と実務的な運用性の橋渡しが次の焦点になる。

6.今後の調査・学習の方向性

今後の重点は三つに絞れる。第一に、ワークフローの自動生成と最適化である。AI自身がタスク分割と役割割当を自動で設計できれば導入コストは劇的に下がる。第二に、評価フレームワークの標準化だ。エージェントの出力を定量的に評価する指標群を整備し、ベンチマークを確立する必要がある。第三に、現場に近い大規模データでの長期評価である。短期の改善は確認されているが、継続的運用での劣化やバイアスの顕在化を監視する仕組みが必須である。学習のための実務的な入口としては、まずログ品質の改善とKPI定義、次に小さなAgWfパイプラインの試験導入を推奨する。検索に使える英語キーワードは Process Mining, AI-Based Agents Workflow, AgWf, CrewAI, Large Language Models である。


会議で使えるフレーズ集

「この提案は既存の解析資産を活かしつつ、AIに任せる部分と人が判断する部分を明確に分けることでリスクを抑える設計です。」

「まずは小さなワークフローでROIの短期指標を測定し、段階的にスケールします。」

「評価ループを組み込み、AIの出力を改善していく運用体制を最初から設計しましょう。」


A. Berti et al., “Re-Thinking Process Mining in the AI-Based Agents Era,” arXiv preprint arXiv:2408.07720v1, 2024.

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