2012년 인간공학기사실기(필답형) 1회차

①: 작업의 다양성 제공(작업확대)
②: 작업일정 및 작업속도 조절
③: 휴식(회복)시간 제공
④: 작업습관·작업관행 개선
⑤: 작업공간·공구·장비의 정기적 청소 및 유지보수
⑥: 근골격계질환 예방체조(직장체조) 도입
⑦: 근골격계질환 관련 교육·훈련 실시
⑧: 작업자 교대 및 적정 배치(직무순환)

[해설]

관리적 개선은 설비·공구를 바꾸는 공학적 개선과 달리, 작업 배정·일정·휴식·교육 같은 운영 방식을 바꿔 부담을 줄이는 방법이다.

• 작업의 다양성 제공 — 한 동작만 반복하지 않도록 작업 범위를 넓힌다.
• 작업일정·작업속도 조절 — 무리한 속도와 몰아치기 작업을 막는다.
• 휴식(회복)시간 제공 — 근육이 회복할 시간을 준다.
• 작업습관·관행 개선 — 나쁜 자세로 일하는 버릇을 고친다.
• 공간·공구·장비의 정기 청소와 유지보수 — 무뎌진 공구 등으로 힘이 더 드는 것을 막는다.
• 예방체조 도입 — 작업 전후 스트레칭으로 근육 긴장을 푼다.
• 교육·훈련 실시 — 유해요인과 올바른 작업법을 알게 한다.
• 작업자 교대·적정 배치 — 직무순환으로 같은 부위 부담이 몰리지 않게 한다.

혼동 주의: 작업대 높이 조절·보조기구 설치처럼 설비를 바꾸는 것은 공학적 개선이라 관리적 개선에 쓰면 안 된다.

[해설]

행동유도성(Affordance)은 사물의 형태나 모양이 사용법의 단서가 되어 특정 행동을 유도하거나 제약하는 특성이다. 따로 배우지 않아도 모양만 보고 조작 방법을 알 수 있게 하는 것이 핵심이다.

문 손잡이는 형태가 곧 조작 방향을 알려 주는 대표 사례다. 잡을 수 있는 손잡이는 당기기, 평평한 판은 밀기, 둥근 손잡이는 돌리기를 떠올리게 한다.

혼동 주의: 조작과 결과가 사용자의 예상과 일치하는 정도는 양립성이라 하며, 형태가 행동을 암시하는 행동유도성과는 다른 개념이다.

①: 제조업자가 해당 제조물을 공급하지 아니하였다는 사실
②: 제조물을 공급한 때의 과학·기술 수준으로는 결함의 존재를 발견할 수 없었다는 사실(개발위험의 항변)
③: 결함이 공급 당시의 법령이 정하는 기준을 준수함으로써 발생하였다는 사실
④: 원재료·부품의 경우 이를 사용한 제조물 제조업자의 설계 또는 제작에 관한 지시로 인하여 결함이 발생하였다는 사실

[해설]

제조물책임법 제4조의 면책사유로, 제조업자가 이 사실을 스스로 입증해야 책임을 면한다(입증책임의 전환).

• 미공급 — 제조업자가 그 제조물을 유통시키지 않았다는 사실.
• 개발위험의 항변 — 공급 당시의 과학·기술 수준으로는 결함을 발견할 수 없었다는 사실.
• 법령기준 준수 — 공급 당시 법령이 정한 기준을 지켰기 때문에 결함이 생겼다는 사실.
• 부품·원재료 면책 — 완성품 제조업자의 설계·제작 지시를 따르다 결함이 생겼다는 사실.

혼동 주의: 공급 후 결함을 알았거나 알 수 있었는데도 피해 방지 조치를 하지 않았다면 미공급을 뺀 나머지 세 면책은 주장할 수 없다.

[해설]

양립성은 자극·반응이 인간의 기존 기대와 얼마나 일치하느냐의 정도이며, 일치할수록 학습이 빠르고 반응시간이 짧아지며 오류가 준다는 것이 핵심이다.

어떤 종류를 쓰든 정의와 예시가 서로 대응해야 하며, 종류 이름만 쓰고 예시를 생략하면 감점된다.

[해설]

근골격계부담작업 유해요인조사는 조사→개선→의견 수렴 과정이 사업장에 기록으로 남아야 하므로, 사업주는 그 증빙 문서를 보관한다.

• 유해요인 조사 결과서 — 어떤 작업에 어떤 부담요인이 있는지 조사한 기록.
• 개선계획 및 개선결과 보고서 — 조사 후 무엇을 고치기로 했고 실제로 어떻게 고쳤는지의 기록.
• 근로자 의견 청취 결과 — 작업자의 증상·불편 의견을 실제로 들었다는 기록.

외우는 요령: 조사·개선·의견 세 단계마다 문서가 하나씩 남는다고 기억한다.

정미시간 $NT = 10 \times 1.20 =$ 12분
①: 외경법 - 표준시간 = 정미시간 × (1 + 여유율)
$ST = 12 \times (1 + 0.1) =$ 13.2분
②: 내경법 - 표준시간 = 정미시간 × $\dfrac{1}{1 - \text{여유율}}$
$ST = 12 \times \dfrac{1}{1 - 0.1} =$ 13.33분

[해설]

표준시간은 정미시간(관측평균시간 × 레이팅계수)에 여유시간을 더해 구한다. 여유율을 무엇에 대한 비율로 보느냐에 따라 외경법과 내경법으로 나뉜다.

정미시간
$NT = 10 \times 1.20 = 12$분

외경법은 여유율을 정미시간에 대한 비율로 본다.
$ST = 12 \times (1 + 0.1) =$ 13.2분

내경법은 여유율을 근무시간(표준시간)에 대한 비율로 본다.
$ST = 12 \times \dfrac{1}{1 - 0.1} =$ 13.33분

여유율이 같으면 내경법으로 구한 값이 항상 외경법보다 조금 크다.

눈금 간격은 시거리에 비례하므로
$71 : 1.8 = 91 : x$ (mm 환산 $710 : 1.8 = 910 : x$)
$x = 1.8 \times \dfrac{91}{71} = 2.31$
∴ 약 2.31 mm(≒2.3 mm)

[해설]

눈금은 늘 같은 시각(視角)으로 보여야 읽히므로, 눈금 간격은 시거리에 비례해 늘려야 한다.

$71 : 1.8 = 91 : x$
$x = 1.8 \times \dfrac{91}{71}$
$x \approx 2.31$ mm

혼동 주의: 71 cm는 눈금 설계의 표준 시거리이며, 두 시거리의 단위만 같으면 cm·mm 어느 쪽으로 계산해도 결과는 같다.

① 효율적 서블릭(기본동작 부문·동작목적을 가진 부문) — 빈손이동(TE), 쥐기(잡기, G), 운반(TL), 내려놓기(RL), 미리놓기(PP), 조립(A), 사용(U), 분해(DA)
② 비효율적 서블릭(정신적 또는 반정신적 부문·정체 부문) — 찾기(Sh), 고르기(St), 검사(I), 바로놓기(P), 계획(Pn), 휴식(R), 잡고있기(H), 피할 수 있는 지연(AD), 불가피한 지연(피할 수 없는 지연, UD)

[해설]

서블릭은 길브레스가 분류한 17가지 기본 동작요소다. 작업 목적에 직접 기여하는지에 따라 효율적 서블릭과 비효율적 서블릭으로 나눈다.

• 효율적 서블릭은 기본동작 부문(빈손이동·쥐기·운반·내려놓기·미리놓기)과 동작목적을 가진 부문(조립·사용·분해)을 합한 8가지다.
• 비효율적 서블릭은 정신적·반정신적 부문(찾기·고르기·검사·바로놓기·계획)과 정체 부문(휴식·잡고있기·피할 수 있는 지연·불가피한 지연)을 합한 9가지다.

동작경제의 원칙에 따르면 작업개선은 비효율적 서블릭을 없애거나 줄이는 방향으로 한다. 답안에 기호(TE·G·Sh·St 등)까지 함께 쓰면 더 확실하다.

[해설]

신호검출이론에서 한 상황의 두 반응은 서로 여사건이라, 한쪽 확률을 1에서 빼면 나머지가 나온다.

신호가 있을 때 반응은 Hit 아니면 Miss다.
$P(S|S) = 1 - P(N|S) = 1 - 0.05 = 0.95$

신호가 없을 때 반응은 Correct Rejection 아니면 False Alarm이다.
$P(N|N) = 1 - P(S|N) = 1 - 0.8 = 0.2$

혼동 주의: Hit와 False Alarm은 조건(신호 유무)이 달라 둘을 더해도 1이 되지 않는다.

[해설]

안전설계 원리 가운데 세 용어는 어떤 원인이 사고로 이어지는 것을 막느냐에 따라 나뉜다.

• Fool Proof — 사람이 실수하거나 잘못 조작해도 기계가 작동하지 않게 막는 설계다(예: 덮개를 열면 멈추는 인터록).
• Fail Safe — 기계나 부품이 고장 나도 안전한 쪽으로 멈추거나 작동하게 하는 설계다(예: 정전되면 제동이 걸리는 브레이크).
• Temper Proof — 사용자가 안전장치를 떼어 내거나 무력화하지 못하게 하는 설계다(예: 방호장치를 떼면 기계가 가동되지 않는 구조).

외우는 요령: 실수는 Fool, 고장은 Fail, 임의 조작(변조)은 Temper로 짝지어 둔다.

[해설]

파레토 차트는 불량 항목을 건수가 큰 순서로 늘어놓아 개선 우선순위를 보여 주는 품질관리 도구다.

먼저 총 불량 수와 항목별 비율을 구한다.
총 불량 수 $= 50+20+15+10+5 = 100$
비율 = 항목 불량 수 ÷ 100 → A 50%, B 20%, C 15%, D 10%, E 5%

누적 비율은 앞 항목부터 차례로 더해 50→70→85→95→100%가 된다.

• 가로축 — 불량 수가 큰 순서(A, B, C, D, E)로 항목을 배열한다.
• 왼쪽 세로축 — 항목별 불량 수를 막대로 그린다.
• 오른쪽 세로축 — 누적 백분율을 꺾은선으로 그린다.

외우는 요령: 막대는 내림차순, 꺾은선은 계속 올라가 100%에서 끝난다.

[해설]

반스(Barnes)의 동작경제원칙은 쓸데없는 동작을 줄여 피로를 낮추고 능률을 높이려는 원칙이다. 적용하는 대상에 따라 3가지로 나뉜다.

• 신체 사용에 관한 원칙 — 두 손을 동시에 시작하고 끝내며 자연스러운 리듬으로 움직이게 한다.
• 작업장 배치에 관한 원칙 — 공구와 재료를 정해진 자리, 손이 쉽게 닿는 범위에 둔다.
• 공구 및 설비 설계에 관한 원칙 — 치구나 발로 조작하는 장치를 써서 손의 부담을 덜고, 여러 공구를 하나로 합친다.

외우는 요령: 원칙이 겨냥하는 신체·배치·설비 세 대상으로 기억한다.

[해설]

수공구는 손목·손바닥·손가락에 걸리는 부담(누적외상성 질환 위험)을 줄이는 방향으로 설계한다.

• 손목 중립 자세 — 손목이 꺾이면 손목 속 신경·힘줄이 눌리므로 손잡이를 구부려서라도 손목을 곧게 유지한다.
• 접촉면적 확대 — 손바닥의 연부조직(힘줄·신경·혈관)이 좁은 면에 눌리지 않도록 손잡이 접촉면을 넓힌다.
• 반복 손가락 동작 회피 — 한 손가락으로 방아쇠를 반복해 당기는 식의 동작은 손가락 힘줄 질환을 부르므로 피한다.
• 미끄럼 방지 재질 — 쥐는 힘을 덜 들이고도 안전하게 잡을 수 있게 한다.
• 적절한 손잡이 크기·길이 — 손 크기에 맞아야 쥐는 힘이 적게 든다.
• 무게 균형·진동 감소 — 한쪽으로 쏠리거나 떨리는 공구는 근육 피로와 진동장해를 부른다.

여섯 가지 중 다섯 가지를 쓰면 되며, 손목 중립 자세는 가장 대표적인 원칙이라 빠뜨리지 않는다.

소음 수준별 허용노출시간: 85dB 16시간, 90dB 8시간, 95dB 4시간
① 소음노출지수(누적소음노출량) $D = \dfrac{2}{16} + \dfrac{3}{8} + \dfrac{3}{4} = 1.25$ → 125 %
② 시간가중평균 $TWA = 16.61 \times \log_{10}\left(\dfrac{125}{100}\right) + 90 = 91.61$ → 91.61 dB(A) (반올림 91.6 dB(A))

[해설]

소음노출지수는 누적소음노출량 D = Σ(실제 노출시간 ÷ 허용노출시간)으로 구한다. D가 1(100 %)을 넘으면 노출기준 초과다.

허용노출시간은 90 dB에서 8시간이고 5 dB 증가 시 절반으로 줄어들어 85 dB은 16시간, 95 dB은 4시간이다.

$D = \dfrac{2}{16} + \dfrac{3}{8} + \dfrac{3}{4} = 1.25$ → 125 %
$TWA = 16.61 \times \log_{10}\left(\dfrac{125}{100}\right) + 90$
= 91.61 dB(A)

혼동 주의: TWA 공식에는 D를 % 값(125)으로 넣고 100으로 나눈다. 결과가 90 dB(A)를 넘으므로 노출기준 초과다.

[해설]

Hick-Hyman 법칙에 따라 선택반응시간은 자극이 가진 정보량(bit)에 비례해 늘어난다.

정보량은 자극 수에 밑이 2인 로그를 취해 구한다.
$H = \log_2 8 = 3$ bit

반응시간 공식에 단순반응시간 a=0.2초, 기울기 b=0.5초/bit를 대입한다.
$RT = a + bH$
$RT = 0.2 + 0.5 \times 3 = 1.7$ 초

혼동 주의: 자극 수 8을 그대로 곱하지 않고 반드시 log₂8 = 3 bit로 바꿔 대입한다.

[해설]

NIOSH 들기 작업 지침의 권장무게한계(RWL)는 부하상수 LC = 23 kg에 여섯 개의 감소계수를 곱해 구한다.

$RWL = LC \times HM \times VM \times DM \times AM \times FM \times CM$

• 수평계수 HM — 몸에서 손까지의 수평거리 H(cm)가 멀수록 작아진다: $HM = \dfrac{25}{H}$.
• 수직계수 VM — 손 높이 V가 75 cm에서 멀어질수록 작아진다: $VM = 1 - 0.003 \times |V-75|$.
• 거리계수 DM — 들어 올리는 수직 이동거리 D가 길수록 작아진다: $DM = 0.82 + \dfrac{4.5}{D}$.
• 비대칭계수 AM — 몸통을 비트는 각도 A가 클수록 작아진다: $AM = 1 - 0.0032 \times A$.
• 빈도계수 FM·결합계수 CM — 들기 빈도·작업시간과 손잡이 상태에 따라 표에서 읽는다.

들기지수 LI = 작업물 무게 ÷ RWL은 시점과 종점에서 각각 구한다.

LI가 1을 넘으면 요통 위험이 있어 작업을 개선해야 한다.

[해설]

OWAS는 작업 자세를 허리·팔·다리 자세와 하중의 네 요소 코드로 기록해 전신 부담을 평가하는 기법이다.

• 허리(등) 자세 — 곧음·굽힘·비틀림·굽히고 비틀림을 구분한다.
• 팔(상지) 자세 — 양팔이 어깨 아래인지, 한 팔 또는 양팔이 어깨 위인지 본다.
• 다리(하지) 자세 — 앉기·서기·한 다리 서기·무릎 굽히기·무릎 꿇기·걷기 등을 구분한다.
• 하중 — 취급 중량을 10kg 이하, 10~20kg, 20kg 초과로 나눈다.

네 코드의 조합으로 조치수준(AC1~AC4)이 정해지며, 문항은 이 중 세 가지만 쓰면 된다.