2014년 인간공학기사실기(필답형) 3회차

$dB_2 = dB_1 - 20\log\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right) = 100 - 20\log\left(\dfrac{100}{1}\right) = 60$ dB

[해설]

점음원의 소음은 거리가 멀어질수록 구면으로 퍼져 음의 세기는 거리의 제곱에, 음압은 거리에 반비례한다. 그래서 음압수준(dB)은 거리비의 상용로그에 20을 곱한 값만큼 감소한다.

기준 거리 1m 대비 100m는 거리비가 100배이므로
$100-20\log\dfrac{100}{1}=100-40=60$ dB가 된다.

$C/R = \dfrac{(a/360) \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}} = \dfrac{(30/360) \times 2\pi \times 10}{1} =$ 5.24
(π를 3.14로 계산하면 5.23)

[해설]

C/R비는 조종장치의 이동거리를 표시장치의 이동거리로 나눈 값이다. 회전형 조종장치는 손잡이 끝이 그리는 호의 길이를 조종장치의 이동거리로 쓴다.

C/R = (a/360) × 2πL ÷ 표시장치 이동거리
= (30/360) × 2π × 10 ÷ 1
= 5.236 ÷ 1 = 5.24

식에서 a는 회전각, L은 손잡이 길이(반지름)다. π를 3.14로 놓고 계산하면 5.23이 나오며, 두 값 모두 정답으로 인정된다.

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 프로그램은 유해요인을 조사하는 데서 시작해 평가로 끝나는 순환 절차다. 평가 결과는 다시 정책과 개선활동에 반영된다.

• 유해요인 조사 및 작업평가 — 근골격계질환이 생길 우려가 있는 작업인지 확인한다.
• 예방·관리 정책 수립 — 조사 결과를 바탕으로 사업장의 추진 방침을 정한다.
• 교육·훈련 실시 — 근로자와 관리자에게 유해요인과 예방법을 알린다.
• 초기 증상자 및 유해요인 관리 — 증상을 일찍 찾아내고 원인 작업을 통제한다.
• 의학적 관리 — 증상자에게 진료, 치료, 업무 조정 등의 조치를 한다.
• 작업환경 등 개선활동 — 설비, 작업방법, 작업대 같은 원인을 고친다.
• 프로그램 평가 — 효과를 점검하고 다음 주기에 반영한다.

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

①: Eliminate(제거) - 불필요한 작업·작업요소의 제거
②: Combine(결합) - 다른 작업·작업요소와의 결합
③: Rearrange(재배열, 재배치) - 작업순서의 변경
④: Simplify(단순화) - 작업·작업요소의 단순화·간소화

[해설]

ECRS는 작업을 개선할 때 검토하는 네 가지 원칙이며, 이 순서대로 적용한다.

• Eliminate(제거) — 불필요한 작업이나 작업요소를 없앤다.
• Combine(결합) — 다른 작업이나 작업요소와 묶어 한 번에 처리한다.
• Rearrange(재배열) — 작업순서를 바꿔 흐름을 개선한다.
• Simplify(단순화) — 남은 작업을 더 쉽고 간단하게 만든다.

개선 효과가 가장 큰 것은 제거이므로, 검토는 항상 "이 작업이 꼭 필요한가"를 묻는 데서 시작한다.

①: 숙련도(Skill): 경험·적성 등의 숙련된 정도
②: 노력도(Effort): 마음가짐
③: 작업환경(Condition): 온도·진동·조도·소음 등 작업장 환경
④: 일관성(Consistency): 작업시간의 일관성 정도

[해설]

웨스팅하우스 시스템은 작업자의 수행도를 네 가지 요소별로 등급을 매겨 평가한다. 네 등급값을 합해 정상시간을 보정하는 평가계수를 구한다.

• 숙련도(Skill) — 경험과 적성에서 오는 익숙한 정도다.
• 노력도(Effort) — 작업에 임하는 마음가짐과 의욕이다.
• 작업환경(Condition) — 온도, 진동, 조도, 소음 같은 작업장 조건이다.
• 일관성(Consistency) — 작업시간이 사이클마다 얼마나 고르게 나오는지를 본다.

외우는 요령: 영문 머리글자 S·E·C·C(Skill·Effort·Condition·Consistency)로 외운다.

대상 집단의 해당 인체측정 변수 백분위 기준으로, 하위 90% 범위 내에 포함되는 사람.

[해설]

퍼센타일은 인체측정 자료를 작은 값부터 크기순으로 늘어놓았을 때의 백분위 위치다. 90퍼센타일은 집단의 90%가 그 값 이하에 들어가는 치수로, 하위 90% 범위에 포함되는 사람의 기준이 된다.

예를 들어 키의 90퍼센타일이 180cm라면 100명 중 90명의 키가 180cm 이하다. 출입구 높이처럼 큰 사람까지 수용해야 하는 치수는 상위 퍼센타일을 최대집단값으로 삼아 설계한다.

최대산소소비량

작업속도가 증가하면 산소소비량이 선형적으로 증가하다가, 일정 수준 이후로는 작업속도가 증가해도 더 이상 증가하지 않고 일정해지는데, 이때의 산소소비량을 말한다.

[해설]

작업속도를 계속 올려도 산소소비량이 더 늘지 않고 일정해지는 상한값을 최대산소소비량이라고 한다. 이 값은 개인이 낼 수 있는 유산소 작업능력의 한계를 나타낸다.

이 수준을 넘는 작업에서는 부족한 에너지를 무산소 대사로 채운다. 그 결과 젖산이 쌓이고 빨리 피로해진다.

실무 의미: 작업강도는 최대산소소비량에 대한 비율로 평가한다. 장시간 연속작업은 대략 1/3 수준을 넘지 않게 설계한다.

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 제4조 제1항의 면책사유다. 손해배상책임을 지는 자가 이 사실을 스스로 입증해야 책임을 면한다(입증책임의 전환).

• 미공급 — 제조업자가 해당 제조물을 공급하지 않았다.
• 개발위험의 항변 — 공급 당시의 과학·기술 수준으로는 결함을 발견할 수 없었다.
• 법령기준 준수 — 공급 당시 법령이 정한 기준을 지키는 과정에서 결함이 생겼다.
• 원재료·부품 — 그것을 사용한 제조물 제조업자의 설계·제작 지시 때문에 결함이 생겼다.

혼동 주의: 결함을 알았거나 알 수 있었는데도 피해를 막는 조치를 하지 않았다면 미공급을 뺀 나머지 세 면책사유는 인정되지 않는다.

$A_1 = 1 - (1-X_1)(1-X_2) = 1 - (1-0.1)(1-0.15) = 0.235$

$A_2 = X_3 \times X_4 = 0.15 \times 0.2 = 0.03$

$T = 1 - (1-A_1)(1-A_2) = 1 - (1-0.235)(1-0.03) = 0.258$

[해설]

정상사상 T에 이르는 경로에 OR게이트와 AND게이트가 섞여 있으므로, 게이트 종류에 맞는 확률 결합식을 아래에서 위로 차례로 적용한다.

OR게이트는 입력 중 하나만 성립해도 출력이 성립하므로 $A_1=1-(1-0.1)(1-0.15)=0.235$,
AND게이트는 입력이 모두 성립해야 하므로 $A_2=0.15\times0.2=0.03$이다.

두 값을 다시 상위 OR게이트로 묶으면 $T=1-(1-0.235)(1-0.03)=0.258$이 된다.

①: 유해요인 기본조사표
②: 근골격계질환 증상조사표
③: 개선계획 및 결과보고서

[해설]

근골격계부담작업 유해요인조사를 실시한 사업주는 조사 내용과 개선 과정을 확인할 수 있도록 관련 문서를 작성해 보존해야 한다.

• 유해요인 기본조사표 — 조사 당시 작업장 상황과 작업 조건을 기록한 문서다.
• 근골격계질환 증상조사표 — 근로자가 느끼는 통증과 불편 같은 자각증상을 조사한 문서다.
• 개선계획 및 결과보고서 — 찾아낸 유해요인의 개선 계획과 실제 이행 결과를 정리한 문서다.

외우는 요령: 작업 조사 → 증상 조사 → 개선의 흐름대로 조사표 2개와 보고서 1개를 떠올린다.

①: 생략에러(Omission Error)
②: 작위에러(Commission Error)

[해설]

스웨인(Swain)의 심리적 분류는 행위가 어떻게 어긋났는지에 따라 에러를 생략·작위·순서·시간·불필요행위 에러로 나눈다.

• 전조등을 끄지 않고 내린 것은 해야 할 절차를 빠뜨린 것이므로 생략에러(Omission Error)다.
• 주차위반 장소에 주차한 것은 행동은 했지만 잘못 수행한 것이므로 작위에러(Commission Error)다.

혼동 주의: 하지 않아도 될 행동을 추가로 한 경우는 작위에러가 아니라 불필요행위 에러(Extraneous Error)다.

$\text{시각}(') = \dfrac{57.3 \times 60 \times H}{D} = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1}{3000} = 1.146$

$\text{시력} = \dfrac{1}{\text{시각}} = \dfrac{1}{1.146} = 0.872$

여기서 H: 물체의 크기(높이), D: 눈과 물체 사이의 거리.

[해설]

시력은 구분할 수 있는 최소 시각(분)의 역수로 정한다. 시각(분)은 H/D에 57.3(라디안→도)과 60(도→분)을 곱해 구한다.

시각 = 57.3 × 60 × H / D
= 57.3 × 60 × 1 / 3000
= 1.146분

시력 = 1 / 시각
= 1 / 1.146
= 0.872

혼동 주의: 거리 3m는 틈 크기와 단위를 맞춰 3000mm로 넣는다.

①: 학습용이성(Learnability) - 초보자가 사용법을 얼마나 배우기 쉬운가
②: 효율성(Efficiency) - 숙련된 사용자가 원하는 일을 얼마나 빨리 수행할 수 있는가
③: 기억용이성(Memorability) - 오랜만에 다시 쓰는 사용자가 사용법을 얼마나 기억하기 쉬운가
④: 에러 빈도 및 정도(Error Frequency and Severity) - 실수를 얼마나 자주·크게 하며 쉽게 만회할 수 있는가
⑤: 주관적 만족도(Subjective Satisfaction) - 사용자가 제품에 얼마나 만족하는가

[해설]

닐슨(Nielsen)의 사용성 5속성은 사용성을 측정할 수 있는 요소로 나눈 것이다.

• 학습용이성은 초보자가 사용법을 처음 얼마나 쉽게 배우는지를 본다.
• 효율성은 숙련자가 원하는 일을 얼마나 빨리 해내는지를 본다.
• 기억용이성은 한동안 쓰지 않다가 다시 쓸 때 사용법을 얼마나 쉽게 떠올리는지를 본다.
• 에러 빈도 및 정도는 실수를 얼마나 자주·크게 하고 얼마나 쉽게 만회하는지를 본다.
• 주관적 만족도는 사용자가 제품을 쓰며 얼마나 만족하는지를 본다.

외우는 요령: 학습용이성은 초보자, 효율성은 숙련자, 기억용이성은 재사용자를 기준으로 본다고 구분한다.

①: 개념 양립성(conceptual compatibility) - 코드·심볼의 의미가 인간의 사고·개념과 일치
②: 개념 양립성
③: 운동 양립성(movement compatibility) - 조종장치 조작에 따른 표시장치·반응의 움직임이 인간의 기대와 일치
④: 공간 양립성(spatial compatibility) - 공간적 구성이 인간의 기대와 일치

[해설]

양립성(compatibility)은 자극과 반응이 인간의 기대와 맞아떨어지는 정도이다. 개념·운동·공간·양식 양립성으로 나눈다.

• 빨강=더운물, 파랑=찬물은 색이 뜻하는 통념이 맞는 개념 양립성이다.
• 검은 통=간장, 흰 통=식초도 색과 내용물의 연상이 일치하는 개념 양립성이다.
• 레버를 올리면 압력이 오르는 것은 조작 방향과 반응 방향이 맞는 운동 양립성이다.
• 왼쪽 스위치가 왼쪽 전등을 켜는 것은 배치 위치가 서로 대응하는 공간 양립성이다.

혼동 주의: 음성 지시에 음성으로 응답하는 것처럼 자극과 응답의 감각 형태가 맞는 것은 양식 양립성이다.

①: 요소작업 1이 애로공정(주기시간이 가장 큰 공정)이며 주기시간은 20초
②: 시간당 생산량 $= \dfrac{3600}{20} = 180$ 개
③: 공정효율 $= \dfrac{\text{총작업시간}}{\text{총작업자수} \times \text{주기시간}} = \dfrac{71}{5 \times 20} = 0.71$

[해설]

컨베이어 라인의 주기시간은 가장 오래 걸리는 애로공정이 정한다. 따라서 20초가 걸리는 요소작업 1이 기준이 되어 주기시간은 20초다.

시간당 생산량 = 3600 ÷ 주기시간
$= \dfrac{3600}{20} = 180$ 개

공정효율 = 총작업시간 ÷ (총작업자수 × 주기시간)
총작업시간 = 20+12+14+13+12 = 71초
$= \dfrac{71}{5 \times 20} = 0.71$

나머지 29%는 애로공정을 기다리며 쉬는 시간이다. 그래서 공정 간 작업시간 차이가 클수록 효율이 떨어진다.

①: 수근관증후군(Carpal Tunnel Syndrome)
②: 건염(Tendinitis)
③: 결절종(Ganglion)

[해설]

정밀작업에서 손목을 반복해 굽히고 비틀면 손목의 신경·힘줄·관절낭에 부담이 쌓인다.

• 수근관증후군 — 손목 수근관 안의 정중신경이 눌려 손가락이 저리고 감각이 둔해진다.
• 건염 — 반복 마찰로 힘줄에 염증이 생겨 통증과 부기가 난다.
• 결절종 — 관절낭이나 힘줄집 주변에 젤리 같은 물혹이 생긴다.

외우는 요령: 신경(수근관증후군)·힘줄(건염)·물혹(결절종)의 세 부위로 묶어 기억한다.

①: 주공정경로(가장 시간이 오래 걸리는 경로): 10 - 20 - 50
②: 주공정시간(가장 긴 시간): 9주

[해설]

PERT에서 주공정경로는 시작 단계에서 끝 단계까지 이어지는 경로 가운데 소요시간 합이 가장 긴 경로이다.

그림의 경로별 소요시간 합계는 다음과 같다.
10-30-40-50 = 3+2+2 = 7주
10-30-50 = 3+2 = 5주
10-20-50 = 4+5 = 9주

가장 긴 10-20-50(작업 B→F)이 주공정경로이고, 그 합계 9주가 주공정시간이다. 이 경로의 작업은 여유시간이 0이라서 하나라도 늦어지면 전체 공기가 그만큼 늘어난다.

$\text{대비}(\%) = 100 \times \dfrac{L_b - L_t}{L_b} = 100 \times \dfrac{80-10}{80} = 87.5$ %

[해설]

시각적 대비는 배경과 과녁의 광도 차이가 배경 광도의 몇 %인지로 나타낸다.

$\text{대비}(\%) = 100 \times \dfrac{L_b - L_t}{L_b}$
$= 100 \times \dfrac{80-10}{80}$
= 87.5 %

혼동 주의: 과녁이 배경보다 밝으면(L_t > L_b) 대비가 음수로 나온다.