CloudArchitectBuddy構造的状態制御に基づくシステム主導型設計支援

クラウドアーキテクチャ設計は、多様なサービスの組み合わせとその構成管理を必要とするシステム開発工程である[1]．設計者は機能要件に加え、スケーラビリティやセキュリティといった非機能要件、コストと運用性のバランス、将来的な拡張性も考慮しなければならない[2]．パターンカタログやベストプラクティス集[3]は存在するものの、個別の要件に適したアーキテクチャの設計にはクラウド環境に関する深い理解と経験が求められる．このような設計支援に向けて、近年では大規模言語モデル（LLM）を活用したシステム開発支援の研究が進展している[4]．LLMはコード生成やデバッグ支援などソフトウェア開発領域で幅広く活用でき[5]，ChatGPTなどの対話型インターフェースは、アイデア発想促進や要件定義の効率化に有効である[6]．継続的な対話を通じた要件の具体化や、一貫性のある文書化による人的エラー低減などの利点∗共同筆頭著者が報告されている[7,8,9]．しかし、要件の曖昧性や推論エラーによる誤解釈の可能性など、効果的な活用のためには専門家による適切な対話の誘導と要件の精緻化が必要とされている[10,11]．これらの課題に対し、我々はクラウド設計支援システムCloudArchitectBuddy（CA-Buddy）を提案する．図1がシステム概要（上段）とシステムUI（下段）である．本システムは設計プロセスを二つの状態(UserStateとArchitectureState)として構造的に表現し制御する．UserStateは要件を、ArchitectureStateは設計を構造的に保持する．対話フローは初期要件に基づくアーキテクチャの提案から始まり、システムが主導的に検証と質問生成を行い、設計者の回答を通じて段階的に状態を更新することで要件の精緻化と設計の洗練を実現する．構造的な状態制御により設計の理解と一貫性を向上させ、システム主導型のアプローチによりスムーズな設計プロセスを実現する．本研究では、16名の実務者による評価実験を実施した．実験を通じて、設計品質としては従来の対話型UIと同程度であったものの、構造的な状態制御とシステム主導型アプローチにより設計の理解を促進し、作業負荷を軽減できることを確認した．また、システム主導型の設計支援は設計者の負荷を軽減する一方で、柔軟な設計指示や詳細把握に制約があることも明らかになった．これらの知見は、CA-Buddyの構造的な状態制御とチャットUIの柔軟な対話を組み合わせることで、両者の利点を活かしたより効果的な支援の実現可能性を示唆している．