Nota Pengajian Kejuruteraan Elektrik Dan Elektronik Tingkatan 5 Bab 3: Projek Akhir
RINGKASAN
Ringkasan Mudah (Nota Pengajian Kejuruteraan Elektrik Dan Elektronik Tingkatan 5 Bab 3:Projek Akhir)
Projek akhir kejuruteraan menggabungkan dua rangka kerja utama: Proses Reka Bentuk Kejuruteraan dan Pengurusan Projek. Memahami bagaimana kedua-duanya berinteraksi adalah kunci kejayaan.
Proses Reka Bentuk Kejuruteraan
Ini adalah proses sistematik yang terdiri daripada tujuh langkah untuk mengubah idea menjadi produk berfungsi.
1. Mengenal Pasti Masalah: Langkah pertama untuk memahami keperluan atau cabaran yang perlu diselesaikan.
2. Menganalisis Masalah: Mengkaji punca dan kesan masalah secara mendalam untuk mendapatkan gambaran yang jelas.
3. Mereka Bentuk Cadangan Penyelesaian: Menjana beberapa konsep atau lakaran awal sebagai penyelesaian yang berpotensi.
4. Memilih Penyelesaian: Menilai konsep-konsep yang ada dan memilih yang terbaik berdasarkan kriteria yang ditetapkan (cth., menggunakan Kaedah Matrik Pugh).
5. Membina Prototaip: Membina model awal produk yang berfungsi untuk tujuan pengujian.
6. Menguji Prototaip: Menguji kefungsian prototaip sama ada di makmal atau dalam persekitaran sebenar untuk mengenal pasti kelemahan.
7. Penambahbaikan Reka Bentuk: Mengubah suai dan memperbaiki prototaip berdasarkan hasil ujian dan maklum balas.
Pengurusan Projek
Ini adalah rangka kerja untuk memastikan projek berjalan lancar, teratur, dan mencapai matlamatnya. Ia terbahagi kepada empat peringkat utama.
| Peringkat | Aktiviti Utama |
| Peringkat Permulaan | Mengenal pasti dan menganalisis masalah. |
| Peringkat Perancangan | Mereka bentuk dan memilih cadangan penyelesaian. |
| Peringkat Pelaksanaan | Membina, menguji, dan menambah baik prototaip. |
| Peringkat Penamatan | Melengkapkan dokumentasi dan membuat pembentangan projek. |
Kitaran ini juga dikenali sebagai kitaran teknik PDCA (Plan, Do, Check, Act).
Pemetaan Proses Reka Bentuk kepada Pengurusan Projek
Kedua-dua proses ini saling berkaitan dan boleh dipetakan seperti berikut:
| Peringkat Pengurusan Projek | Proses Reka Bentuk Kejuruteraan yang Sepadan |
| (a) Peringkat Permulaan | (i) Mengenal pasti masalah <br> (ii) Menganalisis masalah |
| (b) Peringkat Perancangan | (i) Mereka bentuk cadangan penyelesaian <br> (ii) Memilih penyelesaian |
| (c) Peringkat Pelaksanaan | (i) Membina prototaip <br> (ii) Menguji prototaip <br> (iii) Penambahbaikan prototaip |
| (d) Peringkat Penamatan | (i) Dokumentasi <br> (ii) Pembentangan |
Kaedah-Kaedah Penting dalam Pengurusan Projek
• Pengurusan Skop Kerja: Menentukan skop kerja projek (pengurusan sumber) dan skop kerja produk (kualiti dan ciri).
• Pengurusan Masa: Menggunakan Carta Gantt untuk merancang, menjadualkan, dan memantau aktiviti projek mengikut tempoh masa yang ditetapkan.
• Pengurusan Kewangan: Mengawal perbelanjaan melalui perancangan sumber, anggaran kos, pembajetan, dan kawalan kos. Kaedah SMART boleh digunakan untuk menetapkan objektif kewangan.
• Dokumentasi: Merekodkan semua maklumat penting seperti perbincangan, lakaran, minit mesyuarat, resit pembelian, dan laporan kemajuan kerja.
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Analisis Akar Penyebab (RCA) | Satu teknik untuk menganalisis masalah hingga ke akar umbi bagi mencari punca sebenar. |
| Analisis Pokok Kesalahan (FTA) | Satu kaedah yang memetakan dan menganalisis suatu kesalahan kepada bentuk diagram visual dan model logik untuk menggambarkan hubungan pada sistem dan akar permasalahan. |
| Analisis Sebab Akibat | Juga dikenali sebagai Rajah Ishikawa atau Rajah Tulang Ikan. Teknik ini digunakan untuk menganalisis hubungan antara sebab masalah dengan akibatnya berdasarkan lima faktor utama: manusia, mesin/alat, persekitaran, bahan/komponen, dan kaedah. |
| Analisis 5 Mengapa (5 Whys) | Satu kaedah untuk mencari akar penyebab masalah dengan cara bertanyakan soalan ‘Mengapa?’ secara berulang kali sehingga puncanya ditemui. |
| Carta Gantt | Sejenis carta bar yang digunakan dalam pengurusan masa untuk menunjukkan jadual aktiviti kerja, tarikh mula dan akhir, serta memantau kemajuan sesuatu projek. |
| Dokumentasi | Proses merekod dan menyimpan segala aktiviti yang dirancang secara teratur, merangkumi catatan perbincangan, lakaran, minit mesyuarat, resit, dan laporan projek. |
| Ergonomik | Salah satu elemen spesifikasi reka bentuk produk yang berkaitan dengan keselesaan dan kemudahan penggunaan, contohnya saiz yang kompak dan tidak mengambil banyak ruang. |
| Estetika | Salah satu elemen spesifikasi reka bentuk produk yang berkaitan dengan keindahan visual, seperti reka bentuk yang cantik dan menarik. |
| Kaedah Matrik Pugh | Satu kaedah analisis yang digunakan untuk menilai dan memilih konsep reka bentuk terbaik daripada beberapa cadangan berdasarkan kriteria spesifikasi produk yang telah ditetapkan. |
| Kitaran PDCA (Plan, Do, Check, Act) | Nama lain bagi kitaran pengurusan projek yang merangkumi empat peringkat: perancangan, pelaksanaan, pemeriksaan, dan tindakan. |
| Pengurusan Kewangan | Proses mengawal perincian perbelanjaan projek untuk memastikan ia disiapkan dalam lingkungan bajet melalui perancangan sumber, anggaran kos, pembajetan, dan kawalan kos. |
| Pengurusan Masa | Aspek pengurusan projek yang memfokuskan kepada pemantauan skop kerja agar mengikut tarikh dan masa yang ditetapkan, selalunya menggunakan Carta Gantt. |
| Pengurusan Skop Kerja | Aspek pengurusan projek yang terbahagi kepada skop kerja projek (pengurusan sumber seperti masa, bahan, dan ahli kumpulan) dan skop kerja produk (memastikan kualiti, ciri, dan reka bentuk). |
| Proses Reka Bentuk Kejuruteraan | Satu set proses yang terdiri daripada tujuh langkah untuk menghasilkan sebuah produk, bermula daripada mengenal pasti masalah sehingga penambahbaikan reka bentuk. |
| Prototaip | Sebuah model awal produk yang dicipta untuk diuji kefungsiannya sebelum produk akhir dihasilkan sepenuhnya. |
| S.M.A.R.T | Satu kaedah untuk menetapkan objektif atau merumuskan pernyataan masalah berdasarkan lima kriteria: Specific (Spesifik), Measurable (Boleh Diukur), Achievable/Attainable (Boleh Dicapai), Realistic (Realistik), dan Time-bound (Tempoh Masa). |
| Spesifikasi Reka Bentuk Produk (PDS) | Satu dokumen terperinci yang menyenaraikan elemen-elemen utama dan keperluan yang perlu dipenuhi oleh produk atau sistem agar ia berfungsi dengan baik. Contoh elemen termasuk kos, prestasi, ergonomik, dan estetika. |
| Ujian Makmal | Pengujian prototaip yang dilakukan dalam keadaan terkawal di dalam makmal dengan pemantauan untuk menguji faktor seperti daya, suhu, dan kelajuan. |
| Ujian Parameter | Pengujian prototaip yang dilakukan dalam suasana dan tempat yang sebenar untuk menilai keupayaannya dalam keadaan yang tidak terkawal. |
CONTOH SOALAN KBAT
Soalan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)
Bahagian ini mengandungi soalan yang memerlukan pemikiran kritis, analisis, dan aplikasi konsep yang telah dipelajari.
1. Sebuah pasukan projek mendapati prototaip mereka gagal berfungsi sepenuhnya semasa ujian parameter. Berdasarkan aliran proses reka bentuk kejuruteraan, terangkan langkah-langkah yang perlu mereka ambil seterusnya. Jawapan: Apabila prototaip gagal berfungsi semasa ujian parameter, pasukan projek perlu kembali kepada aliran proses reka bentuk kejuruteraan. Langkah seterusnya adalah (g) Penambahbaikan Reka Bentuk Mengikut Keperluan. Proses ini melibatkan analisis semua maklum balas yang diperoleh dari ujian untuk mengenal pasti kelemahan dan kecacatan pada reka bentuk. Mereka perlu mengulang proses ujian dan penilaian dengan mengubah suai data atau komponen tertentu sehingga produk menepati spesifikasi yang ditetapkan. Jika terdapat cadangan daripada pengguna awal semasa ujian, penambahbaikan juga boleh dilakukan berdasarkan input tersebut. Proses ini memastikan produk akhir yang dibina adalah berkualiti dan berfungsi seperti yang dikehendaki.
2. Mengapakah proses verifikasi dan validasi punca masalah dianggap kritikal sebelum mereka bentuk cadangan penyelesaian? Kaitkan jawapan anda dengan Kajian Kes 1 (masalah kunci yang sering tiada pada kotak kunci). Jawapan: Proses verifikasi dan validasi adalah kritikal kerana ia menentukan punca masalah sebenar yang realistik dan boleh diselesaikan. Tanpa proses ini, pasukan mungkin akan membazirkan masa dan sumber untuk menyelesaikan masalah yang tidak relevan atau di luar kemampuan mereka. Dalam Kajian Kes 1, pelbagai punca masalah dikenal pasti menggunakan Rajah Ishikawa. Melalui proses verifikasi dan validasi, punca masalah seperti “manual penggunaan yang agak panjang” telah diterima. Keputusan ini membolehkan pasukan memfokuskan usaha mereka untuk mereka bentuk satu penyelesaian yang spesifik dan boleh dicapai, iaitu mereka bentuk manual baharu yang lebih ringkas, dan bukannya cuba menyelesaikan semua masalah yang mungkin.
3. Bandingkan kegunaan Analisis S.M.A.R.T dengan Kaedah Matrik Pugh dalam proses membuat keputusan projek. Bilakah setiap kaedah ini paling sesuai digunakan? Jawapan: Analisis S.M.A.R.T dan Kaedah Matrik Pugh kedua-duanya adalah alat membuat keputusan, tetapi digunakan pada fasa yang berbeza.
• Analisis S.M.A.R.T paling sesuai digunakan pada peringkat awal untuk merumuskan dan memilih pernyataan masalah utama yang akan diselesaikan. Ia menilai masalah berdasarkan kriteria Specific, Measurable, Achievable, Realistic, dan Time-bound untuk memastikan projek yang dipilih adalah praktikal dan boleh dilaksanakan.
• Kaedah Matrik Pugh pula digunakan selepas beberapa konsep penyelesaian telah direka bentuk. Ia paling sesuai digunakan untuk menganalisis dan memilih konsep reka bentuk terbaik di antara beberapa pilihan. Kaedah ini menilai setiap konsep berdasarkan elemen spesifikasi produk (seperti kos, prestasi, dan estetika) untuk membuat pilihan yang paling optimum. Kesimpulannya, S.M.A.R.T membantu memilih ‘masalah apa’ untuk diselesaikan, manakala Matrik Pugh membantu memilih ‘penyelesaian bagaimana’ untuk dilaksanakan.
4. Dalam kajian kes sistem penjejak panel solar, tiga konsep reka bentuk awal telah dicadangkan. Jelaskan mengapa Konsep 3 (menggunakan Arduino) dipilih walaupun kos pembuatannya dinilai negatif, berdasarkan kriteria penilaian dalam Jadual 3.2.10. Jawapan: Walaupun kos pembuatan Konsep 3 dinilai negatif (‘–1’), ia tetap dipilih kerana menunjukkan prestasi unggul dalam kriteria lain yang mempunyai pemberat tinggi. Berdasarkan Jadual 3.2.10, Konsep 3 mendapat skor positif (‘+1’) dalam kategori Prestasi, Ketahanan, Jenis Komponen, Kelestarian, dan Pemasangan. Jika dilihat pada Jadual 3.2.9 (Faktor Pemberat), Prestasi mempunyai pemberat tertinggi iaitu 30%. Ketahanan dan Pemasangan pula masing-masing mempunyai 15%. Ini menunjukkan bahawa kelebihan teknikal, kebolehpercayaan, dan kemudahan pemasangan yang ditawarkan oleh kawalan menggunakan Arduino dianggap lebih bernilai berbanding kosnya yang lebih tinggi. Keputusan ini menggambarkan bahawa pemilihan penyelesaian tidak hanya bergantung pada kos, tetapi pada keseimbangan antara semua spesifikasi penting untuk menghasilkan produk yang berkualiti dan berfungsi dengan baik.
5. Seorang pengurus projek ingin memastikan semua perbelanjaan projek direkodkan dengan teliti. Berdasarkan bahagian ‘Dokumentasi’ dan ‘Pengurusan Kewangan’, huraikan bagaimana kedua-dua kaedah pengurusan ini saling melengkapi untuk mencapai matlamat tersebut. Jawapan: Pengurusan Kewangan dan Dokumentasi saling melengkapi untuk memastikan perbelanjaan projek terurus.
• Pengurusan Kewangan menyediakan kerangka kerja dengan aktiviti seperti Anggaran Kos dan Membajet Kos, di mana peruntukan kos keseluruhan ditetapkan untuk setiap item kerja. Ia juga merangkumi Kawalan Kos untuk mengawal perubahan dalam bajet.
• Dokumentasi menyediakan mekanisme untuk merekod dan mengesahkan perbelanjaan tersebut. Di bawah dokumentasi, aktiviti seperti menyimpan resit pembelian dalam satu fail kewangan adalah penting. Jika tiada resit, catatan penggunaan wang perlu dibuat. Tambahan pula, laporan kemajuan kerja akan membincangkan perbelanjaan yang telah digunakan, memberikan gambaran semasa status kewangan projek. Dengan ini, Pengurusan Kewangan menetapkan bajet dan kawalan, manakala Dokumentasi menyediakan bukti fizikal dan rekod bertulis yang mengesahkan bahawa perbelanjaan adalah selaras dengan bajet yang dirancang, mengelakkan salah guna wang dan memastikan ketelusan.
SOALAN LAZIM (FAQ)
Soalan Lazim (FAQ)
Berikut adalah lima soalan yang sering ditanya mengenai konsep asas dalam reka bentuk kejuruteraan dan pengurusan projek.
1. Apakah empat peringkat utama dalam pengurusan sesebuah projek? Empat peringkat dalam pengurusan projek adalah:
• (a) Peringkat permulaan
• (b) Peringkat perancangan
• (c) Peringkat pelaksanaan
• (d) Peringkat penamatan
2. Apakah tujuan utama menggunakan Carta Gantt dalam pengurusan masa projek? Carta Gantt digunakan untuk pemantauan skop kerja yang dilakukan agar mengikut tarikh dan masa yang ditetapkan. Tujuan utamanya adalah untuk memastikan projek dapat disiapkan dalam tempoh yang ditetapkan dengan memaparkan jadual aktiviti kerja utama, tarikh mula dan akhir, serta hubungan kait antara setiap aktiviti.
3. Apakah dua jenis skop kerja yang perlu diuruskan dalam sesebuah projek? Dua jenis skop kerja ialah:
• Skop Kerja Projek: Memastikan elemen seperti masa, bahan, maklumat, ruang, dan ahli kumpulan diurus dan dipimpin dengan baik.
• Skop Kerja Produk: Memastikan kualiti, ciri, dan reka bentuk produk yang dikehendaki dapat dicapai.
4. Apakah dua kaedah yang digunakan untuk menguji kefungsian prototaip? Dua kaedah pengujian prototaip adalah:
• Ujian Makmal: Pengujian yang dilakukan dalam keadaan terkawal di dalam makmal dengan pemantauan guru atau juruteknik. Faktor seperti daya, cahaya, dan suhu dapat diuji menggunakan peralatan makmal.
• Ujian Parameter: Pengujian yang dilakukan dalam suasana dan tempat sebenar bagi memenuhi spesifikasi dalam keadaan yang tidak terkawal.
5. Senaraikan lima faktor utama yang dianalisis dalam Rajah Ishikawa (Analisis Sebab Akibat). Lima faktor utama yang digunakan untuk menganalisis hubungan antara sebab dan akibat sesuatu masalah dalam Rajah Ishikawa ialah:
• (a) Manusia
• (b) Mesin atau alatan
• (c) Persekitaran
• (d) Bahan atau komponen
• (e) Kaedah