2013년 인간공학기사실기(필답형) 1회차

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 면책사유이며, 손해배상책임을 지는 자가 이 사실을 스스로 입증해야 면책된다(입증책임의 전환).

• 미공급 — 제조업자가 해당 제조물을 공급하지 않았다는 사실이다.
• 개발위험의 항변 — 공급 당시의 과학·기술 수준으로는 결함을 발견할 수 없었다는 사실이다.
• 법령기준 준수 — 공급 당시 법령이 정한 기준을 지키다가 결함이 생겼다는 사실이다.
• 원재료·부품의 항변 — 그것을 사용한 완성품 제조업자의 설계·제작 지시 때문에 결함이 생겼다는 사실이다.

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

①: OWAS 평가항목 — 허리, 팔, 다리, 하중(취급 중량물)
②: RULA 평가 신체 부위
・A그룹: 상완(위팔), 전완(아래팔), 손목, 손목 비틀림
・B그룹: 목, 몸통, 다리

[해설]

OWAS는 전신 자세를 코드로 기록하는 기법이고, RULA는 팔·목 같은 상지를 중심으로 점수를 매기는 기법이다.

• OWAS 평가항목 — 허리·팔·다리의 자세와, 다루는 중량물의 무게인 하중이다.
• RULA A그룹 — 팔과 손목 부위인 상완(위팔)·전완(아래팔)·손목·손목 비틀림이다.
• RULA B그룹 — 몸통 쪽 부위인 목·몸통·다리이다.

혼동 주의: OWAS는 손목과 목을 평가하지 않는다. RULA는 하중을 신체 부위로 보지 않고 근육 사용·힘 점수로 따로 더한다.

①: 정상작업영역 - 상완을 자연스럽게 수직으로 늘어뜨린 채 전완만으로 편하게 뻗어 파악할 수 있는 구역(34~45cm)
②: 최대작업영역 - 상완과 전완을 모두 곧게 펴서 파악할 수 있는 구역(55~65cm)
③: 파악한계 - 앉은 작업자가 특정 수작업 기능을 편히 수행할 수 있는 공간의 외곽한계

[해설]

수평면 작업영역은 팔을 얼마나 뻗는지에 따라 나누며, 자주 쓰는 공구·부품은 정상작업영역 안에 둔다.

• 정상작업영역 — 위팔(상완)은 자연스럽게 늘어뜨리고 아래팔(전완)만 움직여 닿는 범위로 34~45cm이다.
• 최대작업영역 — 위팔과 아래팔을 모두 곧게 펴야 닿는 범위로 55~65cm이다.
• 파악한계 — 앉은 작업자가 특정 손작업을 편히 해낼 수 있는 공간의 바깥 경계다.

최대작업영역 밖은 상체를 굽혀야 닿으므로 작업 배치에서 피한다.

①: 수행도 평가 — 관측 대상 작업자의 작업 페이스를 정상(표준) 페이스와 비교하여 보정하는 과정(레이팅, 평준화, 정상화)
②: 수행도 평가 방법 — 속도평가법, 웨스팅하우스 시스템(웨스팅하우스법), 객관적 평가법, 합성평가법

[해설]

수행도 평가(레이팅)는 관측한 작업자의 페이스를 정상 페이스와 비교해 보정하는 과정이다. 평준화·정상화라고도 하며, 정미시간은 관측시간에 레이팅계수를 곱해 구한다.

• 속도평가법 — 작업속도 하나만 정상속도와 비교해 평가한다.
• 웨스팅하우스 시스템 — 숙련도·노력도·작업환경·일관성 4요인에 %값을 매겨 합산한다.
• 객관적 평가법 — 속도를 평가한 뒤 작업 난이도 조정계수로 한 번 더 보정한다.
• 합성평가법 — PTS법 등으로 미리 정해 둔 기준시간과 관측시간을 비교해 레이팅계수를 구한다.

정의를 쓸 때는 정상 페이스와 비교·보정한다는 핵심어가 반드시 들어가야 한다.

[해설]

정보이론에서 N개의 대안이 똑같은 확률로 나올 때 정보량은 $H = \log_2 N$이다.

알파벳 A~Z는 26개의 등확률 대안이다.
$H = \log_2 26 = 4.70$ → 4.70 bit

혼동 주의: 대안마다 확률이 다르면 각 확률로 가중한 평균정보량 $H = \sum p_i \log_2 \dfrac{1}{p_i}$을 쓴다.

[해설]

소음 대책은 소음원 → 전파경로 → 수음자(작업자) 순서로 세우며, 소음원에서 줄이는 대책이 가장 근본적이다.

• 소음원 대책 — 소음원을 제거하거나 통제하고(저소음 기계, 정비·방진), 밀폐·방음실로 격리한다.
• 전파경로 대책 — 차폐장치·흡음재료·음향처리제를 쓰고, 소음원과 작업자 사이에 거리를 두도록 적절히 배치한다.
• 수음자 대책 — 귀마개·귀덮개 같은 방음 보호구를 쓰고, 직무를 재배치해 소음 노출 시간을 줄인다.
• 그 밖의 대책 — 배경음악으로 거슬리는 소음을 덮고(마스킹), 능동 제어로 역위상 음을 내 소음을 상쇄한다.

혼동 주의: 방음 보호구는 공학적 대책이 어려울 때 쓰는 최후 수단이다.

①: phon(음량수준) — 1,000Hz 순음의 음압수준(dB)을 기준으로 나타낸 음량 수준
②: sone(음량) — 음의 상대적·주관적 크기를 나타내는 양으로, 40phon(1,000Hz·40dB)을 1sone으로 정의
③: 1,000Hz·40dB → 40 phon, $2^{\frac{40-40}{10}} = 1$ → 1 sone
④: 1,000Hz·80dB → 80 phon, $\text{sone} = 2^{\frac{\text{phon}-40}{10}} = 2^{\frac{80-40}{10}} = 2^4 = 16$ → 16 sone
⑤: 따라서 80dB 음은 40dB 음보다 주관적으로 16배 크게 들린다

[해설]

1,000Hz 순음에서는 음압수준(dB) 값이 곧 phon 값이 되므로 40dB → 40phon, 80dB → 80phon이다.

sone은 40phon을 1sone으로 두고 phon이 10 올라갈 때마다 주관적 크기가 2배가 되도록 정의한 척도다. 그래서 $\text{sone} = 2^{\frac{\text{phon}-40}{10}}$이며, phon이 40 증가하면 $2^4 = 16$배가 된다.

[해설]

머렐(Murrell) 공식은 작업 중 권장 수준을 넘겨 소비한 에너지를 휴식으로 상쇄하도록 휴식시간을 구한다. T는 총 작업시간 60분, E는 작업 중 소비량 5, S는 권장 평균 소비량 4이고, 1.5는 휴식 중 에너지 소비량(kcal/min)이다.

$R = T \times \dfrac{E-S}{E-1.5}$
$R = 60 \times \dfrac{5-4}{5-1.5} = 60 \times \dfrac{1}{3.5}$
= 17.14분

혼동 주의: 분자는 권장량을 넘긴 소비량(E−S), 분모는 작업과 휴식의 소비량 차이(E−1.5)이므로 둘을 바꿔 넣지 않는다.

정상조명 하 71cm(0.71m) 거리에서 권장 눈금 간격은 1.3mm이므로 거리에 비례식을 적용한다.
$710 : 1.3 = 5000 : x$ (또는 $0.71 : 1.3 = 5 : x$)
$x = \dfrac{1.3 \times 5000}{710} = \dfrac{1.3 \times 5}{0.71} = 9.15$ → 9.15 mm

[해설]

정량적 표시장치의 눈금 간격 권장값은 정상조명, 관측거리 71cm에서 1.3mm이다(저조도에서는 1.8mm).

권장 간격은 관측거리에 비례하므로 5m 거리로 환산한다.
$0.71 : 1.3 = 5 : x$
$x = \dfrac{1.3 \times 5}{0.71} = 9.15$ → 9.15mm

혼동 주의: 비례식에서는 거리 단위를 m 또는 mm 중 하나로 통일해야 한다.

휴리스틱 평가법(Heuristic Evaluation)

[해설]

휴리스틱 평가법은 전문가가 닐슨의 사용성 원칙 같은 체크리스트(휴리스틱)를 기준으로 제품을 점검해 문제점을 찾는 방법이다.

보통 3~5명의 평가자가 각자 점검한 뒤 결과를 합친다. 실제 사용자를 모으지 않아 빠르고 비용이 적게 들지만, 결과가 평가자의 전문성에 좌우된다.

혼동 주의: 실제 사용자에게 과제를 시키고 관찰하는 방법은 사용자 테스트이다.

①: 휴먼에러 확률(HEP) $= \dfrac{\text{누락된 불량 수}}{\text{전체 기회 수}} = \dfrac{100-10}{1{,}000} = 0.09$ → 0.09
②: 인간 신뢰도(R) $= 1 - \text{HEP} = 1 - 0.09 = 0.91$ → 0.91

[해설]

휴먼에러 확률(HEP)은 에러가 실제로 일어난 횟수를 에러가 일어날 수 있는 전체 기회 수로 나눈 값이다. 검사자가 놓친 불량이 에러이고, 검사한 제품 1,000개가 전체 기회 수다.

HEP = 누락된 불량 수 ÷ 전체 기회 수
= (100 − 10) ÷ 1,000
= 0.09

인간 신뢰도는 에러를 범하지 않을 확률이다.
R = 1 − HEP = 1 − 0.09 = 0.91

혼동 주의: 에러 수는 찾아낸 불량 10개가 아니라 놓친 불량 90개다.

[해설]

다중활동분석에서 기계에 유휴가 생기지 않는 이론적 기계 대수는 기계 1사이클 시간을 작업자가 기계 한 대에 매달리는 시간으로 나눠 구한다.

분자 a+t는 기계 한 대의 1사이클 시간(동시작업+기계 단독가동)이다. 분모 a+b는 작업자가 기계 한 대에 쓰는 시간(동시작업+독립 활동)이다.

$N = \dfrac{a+t}{a+b}$
$= \dfrac{0.12+1.6}{0.12+0.54} = \dfrac{1.72}{0.66}$
$= 2.6$ 대

혼동 주의: 분모에 기계 가동시간 t를 넣지 않는다. 작업자 쪽 시간은 a와 b뿐이다.

①: 유해요인 조사 및 작업평가(근골격계질환 발생 우려 여부 확인)
②: 예방·관리 정책 수립
③: 교육·훈련 실시
④: 초기(초진) 증상자 및 유해요인 관리(통제)
⑤: 의학적 관리(조치)
⑥: 작업환경 등 개선활동
⑦: 프로그램 평가

[해설]

근골격계질환 예방·관리 프로그램(산업안전보건공단 지침)은 조사부터 평가까지 7단계로 이어지는 순환 구조다.

• 유해요인 조사 및 작업평가 — 근골격계질환이 생길 우려가 있는 작업인지 먼저 확인한다.
• 예방·관리 정책 수립 — 사업주가 추진 방침과 추진 체계를 정한다.
• 교육·훈련 실시 — 근로자와 관리자에게 유해요인과 예방법을 알린다.
• 초기(초진) 증상자 및 유해요인 관리 — 증상 호소자를 일찍 찾아내고 유해요인을 통제한다.
• 의학적 관리 — 증상자의 진료·치료와 업무 복귀를 관리한다.
• 작업환경 등 개선활동 — 설비와 작업방법을 인간공학적으로 고친다.
• 프로그램 평가 — 추진 성과를 점검한다.

평가 결과는 다시 정책 수립과 개선활동에 반영된다.

외우는 요령: 조사 → 정책 → 교육 → 증상자 관리 → 의학적 관리 → 개선 → 평가 순서로 외운다.

① 평균치
남성 $= 420 - (19 \times 1.282) = 395.64$ → 395.64mm
여성 $= 390 - (20 \times 1.282) = 364.36$ → 364.36mm

② 조절 범위
여성 5%ile $= 364.36 - (20 \times 1.645) = 331.46$ mm
남성 95%ile $= 395.64 + (19 \times 1.645) = 426.90$ mm
→ 331.46 ~ 426.90mm

[해설]

정규분포에서 퍼센타일 값 = 평균 + Z × 표준편차이므로, 90%ile 값에서 $Z_{0.90} \times \sigma$를 빼면 평균이 나온다.

남성 평균
$420 - (19 \times 1.282) = 395.64$ mm
여성 평균
$390 - (20 \times 1.282) = 364.36$ mm

조절식 설계의 하한은 작은 사람 쪽인 여성 5%ile로, 평균에서 $Z_{0.95} \times \sigma$를 뺀다. 상한은 큰 사람 쪽인 남성 95%ile로, 평균에 같은 값을 더한다.

여성 5%ile
$364.36 - (20 \times 1.645) = 331.46$ mm
남성 95%ile
$395.64 + (19 \times 1.645) = 426.90$ mm
조절 범위 = 331.46 ~ 426.90mm

[해설]

영상표시단말기(VDT) 취급근로자 작업관리지침(고용노동부 고시)이 정한 작업대·의자·작업자세 기준이다.

• 키보드 두께 3cm 이하 — 손목이 위로 꺾이지 않도록 낮게 한다.
• 높이 조정형 작업대는 65cm 전후 — 고정형 기준 60~70cm의 가운데 값에서 체형에 맞춘다.
• 의자 앉는 면 높이는 35~45cm 범위에서 조정 — 발바닥이 바닥에 편하게 닿도록 한다.
• 화면과 눈의 거리 40cm 이상 — 눈의 초점 조절 피로를 줄인다.
• 팔꿈치 내각 90° 이상 — 위팔을 늘어뜨린 편한 자세로 타이핑한다.
• 무릎 내각 90° 전후 — 허벅지가 바닥과 수평이 되게 앉는다.

혼동 주의: 팔꿈치는 90° "이상", 무릎은 90° "전후"로 표현이 다르다.

작업대 높이(65cm)와 의자 높이(35~45cm)를 서로 바꿔 쓰지 않도록 한다.

[해설]

C/R비는 조종장치 이동량을 표시장치 이동량으로 나눈 값이다. 같은 표시 이동에 조종을 적게 움직이는 A는 C/R비가 작고, 많이 움직이는 B는 크다.

• 민감도 — C/R비가 작은 A는 조금만 움직여도 지시가 크게 변해 민감하고, B는 둔감하다.
• 조종 시간 — 민감한 A는 목표 근처에서 미세조정이 어려워 길고, B는 미세조정이 쉬워 짧다.
• 이동 시간 — A는 목표까지 빨리 가서 짧고, B는 조종장치를 많이 돌려야 해서 길다.

외우는 요령: C/R비가 작을수록 이동 시간은 짧고 조종 시간은 길다. 두 시간의 합이 최소가 되는 점이 최적 C/R비다.

[해설]

무릎을 구부린 채 장시간 용접하면 자세·접촉·반복·노출시간의 네 유해요인이 겹치므로, 요인마다 대책을 짝지어 쓴다.

• 부자연스러운 자세 — 높낮이 조절 가능한 작업대로 작업면을 맞춰 쪼그려 앉지 않게 한다.
• 무릎의 접촉 스트레스 — 무릎 보호대로 바닥에 닿는 압력을 분산한다.
• 손목·어깨의 반복적 스트레스 — 자동화 설비를 도입해 반복 동작 자체를 줄인다.
• 장시간 유해요인 노출 — 환기로 용접흄을 줄이고, 작업 교대와 휴식시간으로 노출 시간을 끊는다.

외우는 요령: 공학적 대책(작업대·자동화)이 우선이고, 보호구와 관리적 대책(교대·휴식)은 이를 보완한다.