Optımızatıon of payment automatıon ın constructıon projects through blockchaın-based smart contracts

İnşaat projelerinde ödeme otomasyonunun blokzincir tabanlı ve akıllı sözleşmelerle optimize edilmesi

PDF İndir

Tez No: 953218
Yazar: HANAN RAJABBASHA HUBBİ
Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA PINAR ÇAKMAK
Tez Türü: Yüksek Lisans
Konular: Mimarlık, Architecture
Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
Yıl: 2025
Dil: İngilizce
Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
Bilim Dalı: Yapı Yönetimi Bilim Dalı
Sayfa Sayısı: 97

Özet

İnşaat sektöründe, finansal işlemler, sözleşme yönetimi ve tedarik süreçlerinde karşılaşılan problemler proje performansını önemli ölçüde etkilemektedir. Dijital proje yönetim araçlarının yaygın olarak kullanılmasına rağmen, bu araçlar ödeme prosedürlerini kolaylaştırmada çoğu zaman başarısız olmakta, bu da idari yüke neden olarak paydaşların finansal belirsizliğini artırmaktadır. İnşaat sözleşmelerinde doğrulama ve onay süreçlerinin uzaması sık karşılaşılan bir durumdur ve çoğu zaman proje ilerlemesini etkiler, uyuşmazlıkları artırır. İnşaat projelerinde ödeme ile ilişkili iş akışlarında görevlerin ve ödeme onaylarının eş zamanlı yürütülmesi, sıklıkla çatışmalara yol açan önemli problemlerden biridir. Ayrıca, geleneksel ödeme süreçleri bankalar veya finans kuruluşları gibi üçüncü taraf aracıları içerdiğinden, sürece yönetim katmanları eklenmekte; dolayısıyla işlemler gecikmekte ve masraflar artmaktadır. Bu aracılar güvenliği sağlamakta ancak otomasyonu kısıtlayarak süreçleri engellemektedir. Sektör raporları, sözleşme verimsizliklerinin inşaat sektöründe üretkenlik için önemli bir faktör olduğunu; sektörde daha verimli sözleşme yürütme ve finansal iş akışları gerektiğini tespit etmiştir. Bu noktada, maliyetleri düşürmek ve proje performansını iyileştirmek için söz konusu verimsizliklerin ele alınması önemlidir. Söz konusuzorlukların bir kısmının üstesinden gelmek için, inşaat ödeme süreçlerini iyileştirmek amacıyla önerilen sistemlerden biri Proje Banka Hesapları (PBA)'dır. Bu PBA'lar, alt yüklenicilere anında ödeme yapılmasını sağlayarak şeffaflığı teşvik eder ve fon hataları ve yanlış ödeme tahsisi riskini azaltır. Bununla birlikte, bu sistemlerin bazı sınırlamaları bulunmaktadır, çünkü pahalı ve zaman alıcı olabilirler ve yüklenici iflasına karşı sınırlı koruma sağlayabilirler. Bu kısıtlamalar nedeniyle, blok zinciri tabanlı akıllı sözleşmeler, insan müdahalesini en aza indirme, ödeme verimliliğini artırma ve sözleşme yürütmeyi otomatikleştirme yeteneğine sahip bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Blok zincir, merkeziyetsizlik ve değişmezlik özellikleri nedeniyle birçok sektörde öne çıkmıştır. Blok zincir ağlarında kullanılan akıllı sözleşmeler, yalnızca önceden tanımlanmış koşullar karşılandığında sözleşme şartlarının otomatik olarak yürütülmesine izin verir. Akıllı sözleşmeler, blok zinciri mevcut ödeme iş akışlarıyla entegre ederek doğrulanmış proje kilometre taşlarına göre ödemeleri otomatikleştirdikleri için gecikmeler nedeniyle ortaya çıkan çatışmaları azaltabilir ve manuel müdahale ihtiyacını en aza indirebilir. Çalışmalara göre, akıllı sözleşmelerin uygulanması, inşaat projelerinde maliyetleri %6-7 oranında azaltabilir ve üretkenliği %8-10 oranında artırabilir, bu da onları finansal yönetimi geliştirmek için kullanışlı bir teknoloji haline getirir. Bu tezin amacı, gelişmiş proje yönetim araçlarıyla entegre edilmiş blok zincir tabanlı akıllı sözleşmelerin inşaat projelerinde ödeme prosedürlerini nasıl optimize edebileceğini araştırmaktır. Bu amaca ulaşmak için, çalışmada öncelikle mevcut araçların sınırlamaları belirlenmiş ve blok zincir teknolojisinin sözleşme yönetimini, kilometre taşı takibini ve finansal iş akışlarını geliştirmek için nasıl kullanılabileceği araştırılmıştır. Aynı zamanda blok zincir teknolojisinin hesap verebilirliği, gerçek zamanlı izlemeyi ve karar almayı optimize etme yeteneğini de değerlendirilmiştir. Bunun için araştırma kapsamında, inşaat sektöründe yaygın kullanımları nedeniyle Primavera Cloud ve Primavera Unifier araçları seçilmiştir. Primavera Cloud, yardımcı olduğu karmaşık projeleri yönetmek için gelişmiş hiyerarşik bir yapı ve gelişmiş kaynak tahsis yetenekleri sağlamakatdır; bu özellikler diğer çoğu proje yönetim aracında bulunmamaktadır. Ek olarak, Primavera Unifier, ödeme ve sözleşme yönetimi özellikleriyle finansal izleme için imkan tanımaktadır. Ancak, bu araç, sert iş akışı yapıları ve merkeziyetsiz otomasyon desteği konusunda sınırlamalara sahiptir ve ödeme prosedürlerinde esneklik kaybına neden olabilir. Bu nedenle, blok zincir entegrasyonu ödeme otomasyonunu ve şeffaflığı artırmak için umut verici bir çözüm olarak değerlendirilebilir. Ayrıca, akıllı sözleşme hizmeti sunduğu ve Oracle'ın bulut ekosistemi içinde çalıştığı için Oracle Blockchain Platform (OBP), blok zinciri entegre etmek için seçilmiştir. Bu tez çalışmasında, yukarıda adı geçen platformlar entegre edilmiş ve finansal işlemleri kolaylaştırarak ve inşaat projelerinde ödeme prosedürlerinin şeffaflığını optimize ederek sözleşme yürütmeyi düzenleyen gelişmiş bir otomatik ödeme sistemi önerilmiştir. Tez çalışmasında, üç aşamalı sistematik bir metodoloji uygulanmıştır. İlk aşama, sistematik bir literatür incelemesi gerçekleştirilmiş olup; Scopus veri tabanında, inşaat sektörü ile ilişkili blok zincir ve akıllı sözleşme teknolojikonu alanlarında akademik yayınlar taranmıştır. Tarama sonucunda ilişkili olan yayınlardan yirmi dört makale detaylı analiz etmek üzere seçilmişitr.. Seçilen makaleler araştırma eğilimlerini, karşılaşılan zorlukları ve araştırma boşluklarını ortaya çıkaracak şekilde meta-analiz sınıflandırma çerçevesi kullanılarak detaylı şekilde incelenmiştir. Bu yirmi dört makale, inşaat sözleşmelerini yönetmek için blok zincirin kullanılmasına ilişkin temel sınırlamaları ve fırsatları belirlemek için analiz edilmiştir. İkinci aşamada, ilk aşamada gerçekleştirilen analiz ve bulgulara dayalı bir kavramsal çerçeve geliştirilmiştir. Ödeme gecikmeleri ve sözleşme yürütmede şeffaflık eksikliği gibi kritik sorunları ele almak için blok zinciri tabanlı akıllı sözleşmelerin Primavera Cloud ve Unifier çerçevesiyle hibrit bir entegrasyonu önerilmiştir. Ek olarak, Nesnelerin İnterneti (IoT) sensörleri ve dijital olarak imzalanmış denetim raporları tez kapsamında önerilen çerçevede, ödemelerin yalnızca proje aşama verilerini güvenilir kılmak ve doğrulandığında otomatik olarak başlatıldığını doğrulamak için kullanılmıştır. Üçüncü aşamada ise, önerilen çerçeveyi doğrulamak ve gerçek dünyadaki uygulanabilirliğini değerlendirmek için hem sektör uygulayıcıları hem de blok zincir uzmanlarıyla görüşmeler yapılmıştır. Bu görüşmeler, tez kapsamında önerilen çerçevenin potansiyel uygulama zorluklarını ortaya koyarak blok zincirin inşaat proje yönetiminde kullanımına ilişkin pratik bir değerlendirme yapılmasına olanak sağlamıştır. Uygulayıcılarla yapılan görüşmeler, blok zincirin mevcut proje yönetim süreçleriyle entegrasyonunda birkaç önemli sorunu ortaya koymuştur. İş akışı istikrarsızlığı, başlıca zorluklardan biridir; çünkü Primavera Unifier üzerinden onay süreçlerinde blok zincir tabanlı akıllı sözleşmelerin uygulanması, geleneksel iş akışlarının değiştirilmesini gerektirir ve bu durum uyum sorunlarına yol açarak benimsemeyi zorlaştırabilir. Diğer bir endişe ise, katı blok zincir düzenlemelerinin, özellikle gayri resmi anlaşmaların ve esnek sözleşme yönetiminin yaygın olduğu ülkelerdeki sektör uygulamalarıyla uyumlu olmamasıdır. Ayrıca, görüşmelerde Primavera sistemleri ve mevcut proje iş akışlarıyla etkin bir şekilde entegre edilebilecek uygun bir blok zincir platformunun seçilmesi gerektiği vurgulanmıştır. Yanlış hizalanma durumunda, blok zincir tabanlı çözümler mevcut sorunları çözmek yerine yeni verimsizliklerin ortaya çıkmasına neden olabileceğine değinilmiştir. Blok zincir uzmanları ile yapılan görüşmelerde Primavera gibi merkezi sistemlere güvenmenin blok zincirin merkeziyetsiz yapısıyla çelişmesinin başlıca sorunlardan biri olduğu belirtilmiştir.. Uzmanlar, merkeziyetsizliğin akıllı sözleşmeleri verimli bir şekilde uygulamak için kritik bir zorluk olduğunu ifade etmiştir. Aksi takdirde, blok zinciri uygulaması gereksiz hale gelebilir. Veri doğruluğu da kritik bir zorluktur, çünkü akıllı sözleşmeleri yürütmek güvenilir ve doğrulanabilir verilere dayanır ve giriş verileri manipüle edilirse veya yanlışsa, blok zinciri verimliliği azalır. Sözleşme yürütme güvenilirliğini artırmak için uzmanlar, IoT sensörlerini Primavera'nın dijital belgelerine ek bir kaynak olarak dahil etmek gibi birden fazla veri kaynağını entegre etmenin önemini vurgulamıştır. Bir diğer önemli zorluk ise blok zincirin yüksek hesaplama maliyetidir. Ethereum gibi halka açık blok zincirler yüksek güvenlik seviyelerine rağmen, yüksek işlem maliyetleri nedeniyle büyük ölçekli inşaat projeleri için pratik değildir. Uzmanlar, inşaat projeleri için konsorsiyum blok zincirlerini önermiştir. Bu tür blok zincir, birden fazla paydaşın ağ altyapısını ve operasyonel maliyetleri paylaşması nedeniyle merkeziyetsizlik ve maliyet etkinliği arasında bir denge sağlar. Ayrıca, daha düşük maliyet ve daha hızlı işlemler için fikir birliği mekanizmalarını keşfetmeyi önermiştirr. Blok zinciri uzmanları, OBP'nin Pratik Bizans Hata Toleransı (PBFT) fikir birliği mekanizmasını kullanırken, izinli bir blok zinciri olduğu için merkeziyetsizliğini tehlikeye attığını belirtmiştir. Bu bağlamda, gelecekteki araştırmalar, maliyet ve merkeziyetsizliği dengeleyen alternatif mimarileri keşfedebilir. Ek olarak, gelecekteki araştırmalarda teşvik tasarımına sahip diğer mekanizmalar keşfedilebilir. Kurumsal ve sosyal bir bakış açısından, paydaşların direnci, inşaat sektöründe blok zincir benimsenmesi için önemli bir zorluktur. Uygulama karmaşıklığı, teknik uzmanlık eksikliği ve sözleşme yürütme üzerindeki kontrolü kaybetme endişeleri, kuruluşların blok zincir teknolojisini benimsemekten korkmalarının başlıca nedenleridir. Uzmanlara göre, maliyet tasarrufu, artırılmış güvenlik ve verimlilik iyileştirmesi gibi blok zinciri teknolojisi özellikleri, blok zincirin benimsenmesini desteklemek için kuruluşlara öğretilmelidir. Dahası, hükümet desteği ve düzenlemeleri benimsenmeyi hızlandırabilir. Ancak, belirli blok zinciri uygulamalarına yönelik aşırı kısıtlayıcı düzenlemeler ve yasaklar, blok zinciri teknolojisinde inovasyonu ve yatırımları engeller. Tez çalışmasında önerilen çerçeve kapsamında, blok zincir tabanlı akıllı sözleşme teknolojisi, inşaat sözleşmesi yönetiminin tüm problemlerini çözemeyecektir. Ancak, yapılan uzman görüşmeleri, blok zincir teknolojisinin inşaat sektöründe başarılı bir şekilde uygulanaması için ele alınması gereken konuları vurgulamıştır. Geleneksel sistemlerden blok zincir tabanlı akıllı sözleşme sistemlerine sorunsuz bir şekilde geçiş yapmak için blok zincir mimarisi ve pilot çalışmalar hakkında daha fazla araştırma yapılması kritik öneme sahiptir.

Özet (Çeviri)

The construction industry continues to be plagued by financial transactions, contract management, and procurement issues that significantly impact project performance. While digital project management tools are widely used, they often fail to streamline payment procedures, resulting in administrative burdens and exacerbating stakeholders' financial uncertainty. The prolonged verification and approval processes are common in construction contracts, and they often impact project progress and increases disputes. The simultaneous execution of tasks and payment approvals is one of the significant challenges in construction payment workflows, which often leads to conflicts. Furthermore, traditional payment processes involve third-party intermediaries such as banks or financial institutions, adding layers of administration, and thus, delaying transactions and increasing expenses. These intermediaries provide security, but they limit automation and impede processes. Industry reports have identified contract inefficiencies as an important factor for productivity in the construction industry, requiring more efficient contract execution and financial workflows. These inefficiencies should be tackled to reduce costs and improve project performance. To overcome some of these challenges, Project Bank Accounts (PBAs) are considered one of the systems proposed to enhance construction payments. By ensuring that subcontractors are paid instantly, these PBAs promote transparency and reduce the risk of funds errors and payment misallocation. Nevertheless, these systems have some limitations, as they can be expensive, time-consuming, and limited protection against contractor bankruptcy. Due to these constraints, blockchain-based smart contracts have emerged as an alternative capable of minimizing human intervention, enhancing payment efficiency, and automating contract execution. Blockchain has gained prominence in several industries due to decentralization and immutability features. Smart contracts, which are employed on blockchain networks, allow the automatic execution of contract terms only when predefined conditions are met. Smart contracts can reduce conflicts over delays and minimize the need for manual intervention, as they automate payments based on verified project milestones by integrating blockchain with existing payment workflows. According to studies, implementing smart contracts can reduce costs by 6-7% and increase productivity by 8-10% in construction projects, making them a useful technology to enhance financial management. The purpose of this thesis is to explore how blockchain-based smart contracts integrated with advanced management tools can optimize payment procedures in construction projects. To achieve this purpose, the study first determines the limitations of the existing tools and explores for ways blockchain technology can be used to enhance contract management, milestone tracking, and financial workflows. It also assesses the ability of blockchain technology to optimize accountability, real-time tracking, and decision-making. Accordingly, Primavera Cloud and Primavera Unifier tools are selected for this research due to their widespread use in the construction industry. Primavera Cloud is beneficial for managing complex projects since it offers an advanced hierarchical structure and enhanced resource allocation capabilities, features that most other project management tools lack. At the same time, Primavera Unifier provides payment and contract management features for financial monitoring. However, these tools have limitations, such as inflexible workflow structures and limited support for decentralized automation, which restrict flexibility in payment procedures. Therefore, blockchain integration might be a promising solution to enhance payment automation and transparency. Besides, Oracle Blockchain Platform (OBP) is selected to integrate blockchain, as it offers smart contract service and operates within Oracle's cloud ecosystem. By integrating these platforms, the study will develop an improved automated payment system that amends contract execution by streamlining financial transactions and optimizing the transparency of payment procedures in construction projects. The thesis follows a systematic three-phase methodology. The first phase is a systematic literature review; the Scopus database is used to review recent journal papers on blockchain and smart contract technologies related to the construction industry. Based on relevance, twenty-four papers are then selected for analysis and review. A meta-classification framework is then used to analyze research trends, challenges, and gaps. These twenty-four papers are analyzed to identify key limitations and opportunities for using blockchain to manage construction contracts. The second phase is developing a conceptual framework based on the analysis and findings. A hybrid integration of blockchain-based smart contracts with Primavera Cloud and Unifier framework is introduced to address critical issues like payment delays and lack of transparency in contract execution. Internet of Things (IoT) sensors and digitally signed inspection reports are also used in the framework to verify that payments are automatically initiated only when project milestones data is reliable and validated. In the third phase, interviews are conducted with both industry practitioners and blockchain experts to validate the proposed framework and evaluate its real-world applicability. The insights of these interviews provide the potential implementation challenges and allow for a practical assessment of using blockchain in construction project management. Practitioner interviews revealed several major issues integrating blockchain with contemporary project management processes. Workflow instability is one of the major challenges, as enforcing blockchain-based smart contracts through Primavera Unifier for approval processes needs modifying traditional workflows, which might lead to compliance issues and impede adoption. Another concern is the compliance of rigid blockchain regulations with industry practices, particularly in countries where informal agreements and flexible contract management are commonly practiced. Furthermore, practitioner interviewees illuminate the need to select an appropriate blockchain platform that can be effectively integrated with Primavera systems and existing project workflows. Blockchain-based solutions could lead to emerging new inefficiencies instead of solving current ones in case of improper alignment. From a technical perspective, expert interviewees emphasize the reliance on centralized systems like Primavera, which contradicts the decentralized nature of blockchain, one of the major issues addressed by blockchain experts. Expert interviewees emphasize that decentralization is a critical challenge for implementing smart contracts efficiently. Otherwise, blockchain implementation becomes redundant. Data accuracy is also a critical challenge as executing smart contracts relies on reliable and verifiable data, and If input data are manipulated or inaccurate, blockchain efficiency diminishes. To enhance contract execution reliability, experts emphasize the importance of integrating multiple data resources, such as including IoT sensors as an additional resource to Primavera's digital documents. Another important challenge is the high computational cost of blockchain. Despite the high-security levels of public blockchains like Ethereum, they are impractical for large-scale construction projects because of their high transaction costs. Experts recommend consortium blockchains for construction projects. This type of blockchain balances decentralization and cost-effectiveness because multiple stakeholders share the network infrastructure and operational costs. They also recommend exploring consensus mechanisms for less cost and faster transactions. Blockchain experts mentioned that while OBP employs a Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) consensus mechanism, it compromises its decentralization as it is a permissioned blockchain. Future research could explore alternative architectures that balance cost and decentralization. In addition, other mechanisms with incentive design could be explored in future research. From an organizational and social perspective, stakeholders' resistance is a significant challenge to blockchain adoption in the construction industry. Implementation complexity, lack of technical expertise, and concerns about losing control of contract execution are the main reasons organizations fear adopting blockchain technology. According to experts, blockchain technology features should be taught to organizations to support blockchain adoption, including cost savings, increased security, and efficiency enhancement.,. Furthermore, government support and regulations could accelerate adoption. However, overlying restrictive regulations and bans on specific blockchain applications prevent innovation and investments in blockchain technology. According to these findings, blockchain-based smart contract technology will not be able to solve all limitations of construction contract management. However, interviewees emphasize issues that must be addressed to implement blockchain technology successfully in the construction industry. Further investigation on blockchain architecture and pilot studies are critically required to shift seamlessly from traditional systems to blockchain-based smart contract systems.

Benzer Tezler

Tez No
954338
Yerinde dönüşüm projelerini yöneten blokzincir tabanlı akıllı sözleşme algoritması geliştirilmesi
Development of a blockchain-based smart contract algorithm that manages in-situ transformation projects
ALİ UZUNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliği İnönü Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER HALİS BETTEMİR
Tez No
837748
Otomatik para çekme makinelerinde (ATM) nakit para yönetimi için optimizasyon yaklaşımlarının geliştirilmesi
Development of optimization approaches for cash management in automatic teller machi̇nes (ATM)
ALİ TUNÇ
Doktora
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol Selçuk Üniversitesi
Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR TAŞDEMİR
Tez No
439456
ATM nakit ikmal optimizasyonunda asimetrik destek vektör regresyon tahmin modeli yaklaşımı
Asymmetric support vector regression forecast model approach in ATM cash replenishment optimization
ÖZGE TUĞRUL SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2016
Endüstri ve Endüstri Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi
Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CAFER ERHAN BOZDAĞ
Tez No
453505
Finans sektörü için yapay öğrenme teknikleri kullanarak kredi kullanabilirliğin tespiti
Using machine learning techniques of detect the credit availability for the financial sector
ALİ TUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol Selçuk Üniversitesi
Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN ÜLKER
Tez No
878097
Sağlık kurumlarında faaliyet tabanlı maliyetleme: Kamu hastanesi yoğun bakım biriminde uygulama
Activity-based costing in health institutions: Application in public hospital intensive care ünit
ABDULLAH EMRE KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Sağlık Yönetimi Sakarya Üniversitesi
Sağlık Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMA AKPINAR

Geri Dön