LLM-assisted web application functional requirements generation – ウェブアプリケーションの機能要件生成を支援するLLMの実証研究 (LLM-assisted web application functional requirements generation – A case study of four popular LLMs over a Mess Management System)

田中専務

拓海先生、最近社内で「LLMを要件定義に使える」という話が出ておりまして、正直何が変わるのか掴めておりません。投資に見合うのか一から教えていただけますか。

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、今回の研究は「LLM(Large Language Model、大規模言語モデル)を使えば要件仕様の下書きを短時間で作れるが、完全任せは危険」という点を示しています。大丈夫、一緒に要点を三つで整理しますよ。

田中専務

要点三つというと、まず何ができて何がダメなのか、次に現場でどう使うのか、最後に投資対効果の見込みですね。具体例で頼みますよ。

AIメンター拓海

いいポイントです。要点一、LLMはユースケースやワークフローのような「文章ベースの設計ドラフト」を早く作れるんです。要点二、生成物は整って見えるが、業務ルールの厳密性や抜け漏れに弱い。要点三、現場のレビュー工程を組めば時間短縮と品質担保の両立が可能です。

田中専務

なるほど。で、現場で使うイメージなんですが、要するにこれって要するに人が下書きを作る時間を短縮して、最終チェックは人がするということ?

AIメンター拓海

その通りです!具体的には、担当者がLLMに業務の概要を渡してドラフトを生成し、プロジェクト担当者がレビューして修正する流れです。大丈夫、段取りさえ作ればリスクは管理できますよ。

田中専務

モデルはいくつかあると聞いています。GPTとかClaudeとかGemini、DeepSeekという名前が出ましたが、どれを選べばいいんでしょうか。コストや精度が違うのですか。

AIメンター拓海

良い質問ですね。論文ではGPT、Claude、Gemini、DeepSeekの四モデルを比較していますが、どれもユースケース生成はそこそこ良く、業務ルールの生成は差が出やすい特徴がありました。選定は予算・プライバシー方針・社内レビュー体制で決めるのが現実的です。

田中専務

社内で活用する際の注意点は何でしょうか。データ流出や誤情報が心配で、現場が「AI任せ」にするのも怖いのです。

AIメンター拓海

大事な点です。まずデータガバナンスを明確にして、秘密情報を学習に使わせない仕組みを作ります。次に生成物をチェックする役割を定義し、最後にモデルの特性を学ぶトレーニングを行えば、誤用リスクは大幅に下げられますよ。

田中専務

実装費用と効果が合うかどうか、最初の段階でどうやって判断すればいいですか。小さなプロジェクトで試すべきですか。

AIメンター拓海

その通りです。小さな実証プロジェクト(PoC)で効果を測るのが王道です。費用対効果を知るために、作業時間の削減量、レビューに要する追加工数、モデル改善にかかるコストの三つを最初に測定しましょう。

田中専務

わかりました。最後に一つだけ確認させてください。これって要するに、我々がやるべきは「AIを導入して放置すること」ではなく「AIを道具として使い、現場の知見で補強すること」ということですか。

AIメンター拓海

その理解で完璧ですよ!AIは強力な補助ツールであり、現場の判断と組み合わせることで初めて価値が出ます。大丈夫、一緒に現場導入の計画を作れば必ず成果が出せますよ。

田中専務

わかりました、先生。自分の言葉で整理します。LLMは要件の草案を速く作れるが完全ではない。だから初期導入は小さくして、社内レビューとデータ管理をきちんと設計するという方針で進めます。

1.概要と位置づけ

結論を先に述べる。本研究は、LLM(Large Language Model、大規模言語モデル)を用いてウェブアプリケーションの機能要件、具体的にはユースケース、業務ルール、コラボレーティブワークフローを自動生成させた場合の有効性と限界を実証的に示した点で意味がある。要するに、設計文書の“下書き”作成はLLMでかなり短縮できるが、業務ルールの厳密化や欠落の検出には人の関与が不可欠であると示した。

まず基礎的な位置づけとして、要件工学(Requirements Engineering、RE)はソフトウェア開発の初期段階であり、ここでの誤りが後工程で大きなコストになる点は経営層にとって重要である。本研究はREの一部である機能要件定義を対象に、複数の市販LLMを比較評価しているため、実務的な示唆が得られる。

次に応用上の位置づけを明確にする。研究は学術的な純粋比較に留まらず、具体的な「Mess Management System(食堂管理)」という現場業務に即したケーススタディを通じて、どの程度まで自動化が使えるかを示している。そのため、経営判断で導入を検討する際の参考になる実務的知見が含まれる。

最後に本研究のインパクトを短くまとめる。LLMの導入は単なる技術導入ではなく、業務プロセスの見直しと組織的なレビュー体制の整備を伴う投資である点を示した。これが本研究の最も大きな示唆である。

2.先行研究との差別化ポイント

先行研究は主にLLMの一般的な生成性能やコード生成能力、あるいはタスク固有のプロンプト設計に関する議論が中心であった。本研究はこれらに加え、複数の汎用LLMを同一ドメインの実務ケースで比較し、ユースケース、業務規則、ワークフローという複数の仕様アーティファクトに対する生成品質を評価している点が差別化要因である。

また、品質評価は単に表現の自然さを見るのではなく、構文的・意味的正確性(syntactic and semantic correctness)、整合性(consistency)、非曖昧性(non-ambiguity)、完全性(completeness)といった具体的評価軸を設定している点で実務的である。経営判断で必要な「再現可能な評価基準」を提示している。

さらに、研究は学術的比較にとどまらず、現実の学内食堂管理システムという限定されたドメインで実施しているため、業務特異性が生成結果に与える影響を直接観察できる点も強みである。つまり、ドメイン依存性の議論に実証的根拠を提供している。

これらを総合すると、本研究は「複数モデルの比較」「実務ドメインでの評価」「明確な品質軸の設定」という三点で先行研究に対して実務的な差別化を果たしている。

3.中核となる技術的要素

中心となる技術はLLM(Large Language Model、大規模言語モデル)であり、文章から構造化された要件文書を生成する能力が鍵である。LLMは大量のテキストから文脈を学習し、入力されたプロンプトに対して整合的な文章を生成するが、業務ルールの厳密な論理性や例外処理の網羅性は自動生成だけでは保証されない。

本研究ではGPT、Claude、Gemini、DeepSeekといった代表的モデルを使用し、同一のプロンプトセットを与えて比較した。プロンプト工夫(prompt engineering)や出力の後処理は実務導入で重要な要素であり、これらの工程が成果物の品質に大きく影響する。

評価はユースケース記述、業務ルール、ワークフローの三種類のアーティファクトに対して行われ、各アーティファクトごとに評価軸を設定してスコアリングした。ここで示された手法は導入時のベンチマーク作成に使える実務的手順を提供する。

最後に実装上の注意点として、モデル特性のバラつき、トークンコスト、応答の再現性、データガバナンスの確保といった運用面の要件が挙げられる。技術選定は性能だけでなくこれら運用要素を含めて行うべきである。

4.有効性の検証方法と成果

検証はケーススタディ手法を採り、Mess Management Systemという実際の学内食堂管理業務を対象に単一ケースで詳細な比較評価を行った。評価対象は四つのLLMで、同一の指示文(プロンプト)を与えて生成されたユースケース、業務ルール、ワークフローを専門家が査定する方式である。

評価は定性的・定量的観点の混合で行い、具体的には構文的正確性、意味的一貫性、非曖昧性、完全性という四つの基準に基づいてスコアリングした。この方法により、どのモデルがどの観点で強みを持つかが明確になった。

成果としては、ユースケースやワークフローのドラフト生成においてはLLMは有用であり、特に文書の構造化や整形を短時間で行える点で効果が大きかった。一方で業務ルールの生成はモデル間でばらつきが大きく、厳密性や例外処理の抜けが問題となった。

総じて、LLMは“設計支援”としての価値が高いが、最終的な品質担保は人のレビューと補正が必要であることを検証は示している。

5.研究を巡る議論と課題

議論の中心は、LLMの生成物をどの程度信用して業務に繋げるかという点である。研究はモデルが作る文書の表面的な整合性と、業務的に重要な細部の信頼性のギャップを浮き彫りにした。経営判断としては、このギャップをどう埋めるかが導入可否の鍵となる。

また、ドメイン特異性の問題が残る。一般的な言語知識で補える部分はあるが、業務固有の暗黙知や例外処理はデータやルールの明文化がなければモデルは誤った生成を行いやすい。従ってドメイン知識の組織的な取り込みが必要である。

さらに、標準的な評価フレームワークの欠如が指摘されており、研究は明確な評価軸を提示するが、業界での広い合意には至っていない。今後は業界横断でのベンチマークが必要である。

最後に運用上の課題として、データガバナンスとコスト構造、継続的なモデル評価・改善の体制構築が挙げられる。技術的利得を持続的な業務価値に転換するための組織内インフラが不可欠である。

6.今後の調査・学習の方向性

今後はまず、小規模な実証実験(PoC)を通じてモデル選定と運用手順の確立を行うことが現実的である。PoCでは生成時間の短縮量、レビューに要する工数、エラー率の三点を定量的に測定し、導入判断の根拠にするべきである。

研究的な観点では、プロンプト設計(prompt engineering)の体系化、ドメイン固有のファインチューニング、生成結果の自動検証手法の開発が重要な課題である。これらは実務での適用性を高めるための技術的投資である。

また評価フレームワークを業界標準に近づけるために、複数ドメイン・複数モデルでの大規模比較研究が望まれる。標準化が進めば、ベンダーの選定やRFP作成時の指標が整備され、導入リスクが低減する。

最後に、検索に用いる英語キーワードを挙げる。LLM, GPT, Claude, Gemini, DeepSeek, requirements engineering, functional requirements, use cases, business rules。これらの語を使って関連研究や実務報告を探すとよい。

会議で使えるフレーズ集

「LLMは要件の草案作成を短縮できますが、業務ルールの最終チェックは人で担保すべきです。」

「まずは小規模なPoCで時間短縮量とレビュー工数を測定しましょう。」

「モデル選定は精度だけでなく、データガバナンスと運用コストを含めて判断します。」


参考文献:R. Gupta et al., “LLM-assisted web application functional requirements generation – A case study of four popular LLMs over a Mess Management System,” arXiv preprint arXiv:2505.18019v1, 2025.

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