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Assessing Consistency and Reproducibility in the Outputs of Large Language Models: Evidence Across Diverse Finance and Accounting Tasks

(大型言語モデルの出力の一貫性と再現性の評価:金融・会計タスクにおける証拠)

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田中専務

拓海さん、最近AIを使えと言われて困ってます。部下は「LLMで分析を自動化できます」と言うのですが、同じ質問を何度も投げて違う答えが返ってくると聞いて不安です。これって要するに信頼できるんでしょうか?投資に値しますか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!まず結論から言うと、この論文は「同じ入力でも出力が変わることはあるが、タスク次第でかなり安定する。複数回の実行を少し集約すると実用的に信頼できる」という結果を示しています。大丈夫、一緒に要点を整理できますよ。

田中専務

具体的には何を調べたんですか。うちで使うなら分類とか決算説明の要約が重要で、数値予測もやってほしい。どれが得意でどれが弱いのか知りたいです。

AIメンター拓海

いい質問です。研究は、分類(classification)、センチメント分析(sentiment analysis)、要約(summarization)、文章生成(text generation)、数値予測(prediction)の五つの代表的タスクで、同じ入力を50回ずつ試して挙動を調べています。要点は三つで、タスク依存性、モデル差は一貫しないこと、そして簡単な集約で安定性が大きく改善することです。

田中専務

これって要するに『重要な判断をAI一回で決めるのは危ないけど、数回やって多数決や平均を取れば安心できる』ということですか?

AIメンター拓海

まさにその通りです!その単純な集約が大きな改善を生む点が実務的な示唆です。特に2~5回の集約で一貫性が劇的に向上するので、運用コストと信頼性のバランスを取る方法として現実的に導入できますよ。

田中専務

投資対効果の観点ではどう評価すればいいですか。複数回実行するコストが増えるなら割に合わないと感じる部長もいます。

AIメンター拓海

投資対効果は三点で見ると分かりやすいです。第一に、タスクの種類で期待される一貫性が異なるため、まずは分類やセンチメントのように安定するタスクで効果を上げる。第二に、集約回数は3回程度で多くの改善が得られるためコストが急増しない。第三に、人の専門家よりも一貫性が高く、特に人間の専門家同士で意見が割れる場面で有利になります。

田中専務

なるほど。では高性能な最新モデルを使えば全部解決する、というわけでもないと。うちがまずどこから手を付けるべきか、拓海さんの提案をお願いします。

AIメンター拓海

大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。短く言うと三段階が実務的です。まずは分類やセンチメント分析でPoC(概念実証)を行い、次に集約(3回程度)を採用して運用コストと精度を測る。最後に数値予測や生成系は限定運用し、必要に応じて人の承認を挟む運用設計にするのが良いです。

田中専務

分かりました。では最後に、私の言葉でこの論文の要点をまとめます。『同じAIでもタスクによって出力のぶれが違う。分類や感情分析は安定する。複雑な生成や数値はぶれやすい。3回くらい回して結果を集約すれば実務で使えるレベルに近づく』。これで合っていますか?

AIメンター拓海

その通りです!素晴らしい要約ですね。これで会議でも自信を持って説明できますよ。大丈夫、一緒に進めていきましょう。


1.概要と位置づけ

結論ファーストで述べる。Large Language Models (LLMs) 巨大言語モデルを財務・会計のテキスト解析に適用する場合、その出力の一貫性(consistency)と再現性(reproducibility)はタスクによって大きく異なるが、簡単な出力の集約によって実務上の信頼性が大幅に向上する、という点が本研究の最も重要な貢献である。これは、AI導入を検討する経営判断に直結する知見であり、単発の出力で重大な意思決定をするリスクを軽減する運用ルールを提示している。

背景としては、LLMs(Huge Language Models)を用いた自動化が財務・会計領域で増えている一方で、同一のプロンプトに対して複数回実行した際の出力差が運用上の不安要因となっている点を挙げる。研究は分類、センチメント分析、要約、文章生成、数値予測という代表的タスクで50回の独立実行を行い、実データとしてMD&AやFOMC声明、決算説明会の議事録、財務諸表など多様なソースを用いている。この点が、従来の短期的な評価を超えた包括的な分析を可能にしている。

位置づけとして、本研究は「実務での信頼性に直結する評価」を主眼に置いた点で従来研究と一線を画す。多くの先行研究が性能や精度指標に注目するのに対して、本稿は再現性という運用上の観点を量的に示し、実務導入の判断材料を提供している。結果は一律の結論を示さず、タスクごとに異なる挙動を示すため、実装時のカスタム設計の必要性を示唆する。

最後に経営層への含意を述べる。AIをただ導入すれば効果が出るという単純な期待は危険である。どのタスクを自動化するか、どの程度の冗長性(複数回実行や集約)を許容するかを経営判断として設計することが必須である。これがこの研究が経営にとって価値ある理由である。

2.先行研究との差別化ポイント

本研究は従来のLLM評価研究と比べて三つの重要な差別化点を持つ。第一に、実務に近い金融・会計テキストを大量に使い、50回の繰り返し実行で統計的に安定した評価を行っている点である。多くの先行研究は少数回の実行や合成データで評価するため、運用で遭遇するばらつきを過小評価しがちである。

第二に、評価対象を分類や要約、数値予測など複数の異なるタスクに広げた点である。タスク横断的な比較により、汎用モデルが必ずしも全てのタスクで同じように振る舞わないことを示しており、モデル選定や運用設計におけるタスク固有の戦略が必要であることを明確にしている。

第三に、単に不安定さを指摘するだけでなく、実用的な対処法として3~5回の出力集約が有効である点を示したことだ。これは理論的な提案にとどまらず、コストと信頼性の均衡点として実務で直ちに使える示唆を与えている点で先行研究とは異なる。

加えて、人間の専門家との比較を通じて、LLMsが人間よりも一貫性で優れる場面を示したことは特筆に値する。人間同士で判断が分かれる場合に、モデルの高い再現性が意思決定の補助として有効に働く可能性を示している。この点は実務での導入判断を後押しする。

3.中核となる技術的要素

技術的には、研究はOpenAIの複数モデルを比較対象とし、同一入力を複数回投げることで出力のばらつきを定量化している。ここで重要なのは、モデルの内部確率や生成メカニズムが確率的決定を行うため、同一プロンプトでも出力に揺らぎが生じるという点である。これはモデルのアルゴリズム特性に由来する。

次に評価指標だが、研究は二値分類やセンチメントの再現率だけでなく、多クラス分類や数値予測の誤差指標も用いている。特に数値予測に対しては平均絶対相対誤差(MARD)などの具体指標を提示し、モデル間の比較を定量的に可能にしている。これは経営判断での比較に使いやすい。

第三の技術的ポイントは集約戦略である。単純な多数決や平均といった集約が一貫性を高めるという結果は、複雑な追加学習やチューニングを行わずに運用面で即座に実装可能であるという点で実務的価値が高い。技術的には複数実行の独立性を仮定しているが、経験的に効果が確認されている。

最後に、より高性能なモデルが常により安定とは限らない点を示したことは重要である。モデルのバージョンやアーキテクチャによりタスクごとの一貫性パターンが異なるため、モデル選定は精度だけでなく再現性評価も含めて行うべきである。

4.有効性の検証方法と成果

検証は実データを用いた大規模な実験設計に基づいている。MD&A(経営陳述)、FOMC(連邦公開市場委員会)声明、ニュース記事、決算説明会議事録、財務諸表といった多様なソースを対象に、3.4百万以上の出力を生成して統計的に分析している。これにより、タスク横断的な一般性のある結論が導かれている。

成果の要点は三つある。第一に、二値分類やセンチメント分析はほぼ完全な再現性を示し、実務での自動化に適しているという点である。第二に、文章生成や数値予測はタスク複雑性のために変動が大きく、単発での利用は慎重であるべき点である。第三に、3~5回の実行を集約することで、再現性が劇的に改善し、場合によっては精度も向上する。

さらに、興味深いことに高性能モデルが必ずしも最も再現性が高いわけではないという観測があった。GPT-4oは数値予測で優れた安定性を示した一方、軽量モデルが多クラス分類で予想外に良好な結果を出すケースも報告されている。これによりモデル選定は実データに基づく検証が必須であるという示唆が得られている。

5.研究を巡る議論と課題

本研究は運用可能な示唆を与える一方で、いくつかの制約と今後の課題を残している。まず、実験は特定の商用モデル群に基づいており、他のモデルや内部カスタムモデルにそのまま一般化できるかは追加検証が必要である。モデルの更新やAPI仕様変化が運用への影響を与える可能性がある。

次に、集約戦略の効果は多くのケースで証明されているが、集約回数の選定や集約方法(平均、中央値、Score-based majorityなど)の最適化はタスクや組織のリスク許容度によって変わるため、運用設計における細かな最適化が必要である。コストと効果のトレードオフ評価が不可欠だ。

また、倫理や説明可能性の観点も残る課題である。出力が変動する場合、その根拠を人に説明することが難しい場面が生じる。特に規制対応や監査が必要な決算情報の自動化では、人の最終確認プロセスを確保するガバナンス設計が必要である。

6.今後の調査・学習の方向性

今後は三つの方向が有望である。第一に、企業内データやカスタムモデルを含めたさらなる外部妥当性の検証である。第二に、集約戦略の最適化と実運用でのコストベネフィット分析である。第三に、解釈性(explainability)と監査可能性の強化で、出力のばらつきを説明可能な形で提示する仕組みの研究である。

また、経営層向けの実務ガイドライン整備も急務である。どのタスクを優先的に自動化するか、どの程度の冗長実行を採用するか、ヒューマン・イン・ザ・ループ(Human-in-the-loop)をどこに置くかといった運用ルールを定めることで、導入の失敗リスクを低減できる。

最後に検索に使える英語キーワードとしては、”Large Language Models”, “LLMs”, “reproducibility”, “consistency”, “financial text analysis”, “sentiment analysis”, “aggregation strategy” などを挙げておく。これらを手がかりに原論文や関連研究を参照してほしい。


会議で使えるフレーズ集

「このタスクは分類・センチメント分析なので、まずは3回実行して多数決で判断を安定させる提案です。」

「生成や数値予測はばらつきが出やすいので、最終判断は必ず人の承認を挟む運用にします。」

「モデル選定は精度だけでなく再現性の評価結果に基づいて行い、運用コストと精度のバランスをとります。」


参考・引用: J. J. Wang, V. X. Wang, “Assessing Consistency and Reproducibility in the Outputs of Large Language Models: Evidence Across Diverse Finance and Accounting Tasks,” arXiv preprint arXiv:2503.16974v2, 2025.

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