2016년 인간공학기사실기(필답형) 1회차

[해설]

사다리처럼 사용자를 떠받치는 설비는 가장 무거운 사용자도 견뎌야 하므로 극단적 설계의 최대치수 원칙을 적용한다.

최대치로 설계하면 그 이하의 모든 중량을 수용할 수 있다. 그래서 체중이 더 무거운 남성의 99퍼센타일(Z_0.01=2.326)을 기준으로 삼는다.

한계중량 = 평균 + 표준편차 × Z
= 70.1 + (9 × 2.326)
= 91.03 kg

혼동 주의: 조절식 설계(5~95퍼센타일)나 평균치 설계가 아니다. 표에 나온 실측 최대치 93.6 kg을 그대로 쓰지도 않는다.

[해설]

청각 표시장치 설계 원리 중 근사성은 복잡한 정보를 한 번에 주지 않고 2단계 신호로 나눠 전달하는 것이다.

• 주의신호 — 먼저 주의를 끌어 어떤 종류의 정보인지 큰 부류를 알린다.
• 지정신호 — 이어서 그 부류 안의 정확한 내용을 지정해 준다.

혼동 주의: 양립성·분리성·검약성·불변성도 같은 청각신호 설계 원리이므로 이름과 뜻을 짝지어 외운다.

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 나뉜다.

• 정상작업영역 — 상완(위팔)을 자연스럽게 늘어뜨린 채 전완(아래팔)만 뻗어 닿는 범위로 34~45cm이다.
• 최대작업영역 — 상완과 전완을 모두 곧게 펴야 닿는 범위로 55~65cm이다.
• 파악한계 — 앉은 작업자가 특정 수작업을 편하게 할 수 있는 공간의 바깥 경계이다.

실무 의미: 자주 쓰는 공구·부품은 정상작업영역 안에 둔다.

가끔 쓰는 것도 최대작업영역 밖에는 두지 않는다.

[해설]

NIOSH 들기 작업 지침은 네 가지 관점의 기준을 종합해 권장무게한계(RWL)를 정한다.

• 역학적 기준 — 여기서 역학은 疫學(역학조사)이며, 들기 작업과 요통 발생 사이의 통계적 관계를 근거로 한다.
• 생체역학적 기준 — 물건을 들 때 허리(L5/S1 디스크)에 걸리는 압축력을 근거로 한다.
• 생리학적 기준 — 반복해서 들 때의 에너지소비와 피로를 근거로 한다.
• 정신물리학적 기준 — 작업자가 스스로 견딜 만하다고 느끼는 최대 무게를 근거로 한다.

혼동 주의: '역학적'을 힘·모멘트를 다루는 力學으로 착각하기 쉽다. 신체에 걸리는 힘을 다루는 것은 생체역학적 기준이다.

①: 근골격계부담작업의 유해요인
②: 근골격계질환의 징후와 증상(증상과 징후의 식별방법 및 보고방법)
③: 근골격계질환 발생 시 대처요령
④: 올바른 작업자세와 작업도구·장비 등 작업시설의 올바른 사용방법
※ 제외 항목: 그 밖에 근골격계질환 예방에 필요한 사항

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제661조(유해성 등의 주지)에 따라 근골격계부담작업을 하는 근로자에게 알려야 하는 사항이다.

• 근골격계부담작업의 유해요인 — 반복 동작·부적절한 자세·과도한 힘처럼 작업에 숨은 위험요인이다.
• 근골격계질환의 징후와 증상 — 통증·저림 같은 증상을 스스로 알아채고 보고할 수 있게 한다.
• 근골격계질환 발생 시 대처요령 — 증상이 생겼을 때 따라야 할 보고·조치 절차이다.
• 올바른 작업자세와 작업도구·작업시설의 올바른 사용방법 — 몸의 부담을 줄이는 실제 작업 방법이다.

외우는 요령: 질환이 생기기 전부터 생긴 뒤까지의 흐름대로 유해요인 → 징후·증상 → 대처요령 → 올바른 자세·도구 순서로 외운다.

그 밖에 근골격계질환 예방에 필요한 사항은 문제 조건에서 뺐으므로 쓰지 않는다.

[해설]

청력보존 프로그램은 소음성 난청을 막기 위해 노출 평가부터 건강관리·교육까지 묶어서 운영하는 관리 체계다.

• 소음 측정 — 작업장의 소음 수준과 근로자의 노출량을 파악한다.
• 공학적 관리 — 소음원을 줄이거나 차음·흡음으로 소음이 퍼지는 것을 막는다.
• 청력보호구 착용 — 공학적 대책으로 부족한 부분을 귀마개·귀덮개로 보완한다.
• 청력검사(의학적 판단) — 정기 청력검사로 난청을 일찍 찾아내 조치한다.
• 보건교육훈련 — 소음의 위험과 보호구 착용법을 근로자에게 교육한다.

외우는 요령: 측정 → 공학적 관리 → 보호구 → 검사 → 교육의 흐름으로 기억한다.

①: 근골격계질환으로 업무상 질병(요양결정)을 인정받은 근로자가 연간 10인 이상 발생한 사업장
②: 근골격계질환으로 업무상 질병(요양결정)을 인정받은 근로자가 연간 5인 이상 발생하고, 그 수가 해당 사업장 근로자 수의 10% 이상인 경우

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제662조에 따라 근골격계질환으로 업무상 질병을 인정받은 근로자 수로 대상 여부를 판단한다.

• 인원 기준 — 연간 10명 이상 발생하면 사업장 규모와 관계없이 대상이다.
• 인원+비율 기준 — 연간 5명 이상 발생하고 그 수가 사업장 근로자 수의 10% 이상이면 대상이다.

혼동 주의: 이 프로그램과 별개로 근골격계부담작업이 있으면 3년마다 유해요인조사를 해야 한다.

두 제도를 섞어 쓰지 않도록 한다.

[해설]

SD 척도(Semantic Differential, 의미미분척도)는 대상에 대한 인상이나 감성을 서로 반대되는 형용사 쌍 사이의 척도상에서 평가하게 하는 방법이다.

예를 들어 '복잡하다-단순하다'처럼 양 끝에 상반된 형용사를 두고 3점, 5점, 7점 등 홀수 척도로 응답하게 해, 사용자가 느끼는 심상공간(감성 이미지)을 수치화한다.

[해설]

착오·실수·건망증은 모두 의도하지 않은 인간 오류지만 오류가 생긴 단계가 다르다.

• 착오(mistake) — 상황 해석이나 목표 설정부터 틀린 채로 행동한 경우이다.
• 실수(slip) — 상황과 목표는 제대로 해석했지만 의도와 다른 행동을 한 경우이다.
• 건망증(lapse) — 여러 과정이 이어지는 행동 가운데 일부를 잊어버려 하지 않은 경우이다.

구분 요령: 판단이 틀리면 착오, 실행이 틀리면 실수, 기억이 빠지면 건망증이다.

[해설]

합성평가법은 레이팅 시 관측자의 주관이 개입되는 문제를 줄이기 위해, 사전에 정해진 시간치(PTS)를 기준 삼아 실제 관측시간과 비교함으로써 레이팅계수를 객관적으로 산출하는 방법이다.

레이팅계수는 $\dfrac{\text{PTS를 적용하여 산정한 시간치}}{\text{실제 관측 평균치}}$로 구하며, 인적요소가 포함된 요소작업에서만 이 값을 계산할 수 있다.

표에 PTS 시간치가 주어진 요소작업 1과 5를 대입하면 각각 $\dfrac{0.096}{0.22}=0.44$, $\dfrac{0.64}{0.41}=1.56$이 되며, 이렇게 여러 요소작업에서 구한 값들을 종합해 전체 작업의 레이팅계수를 정한다.

[해설]

레이팅 계수(수행도 평가계수)는 관측한 작업자의 속도를 정상 속도와 비교한 값이다. 속도의 비는 시간의 역비이므로 정상시간을 실제 작업시간으로 나누어 구한다.

R = 정상시간 ÷ 실제 작업시간 × 100
= 12 ÷ 10 × 100
= 120%

실제 시간(10분)이 정상시간(12분)에 못 미치면 표준 속도를 웃돌아 일했다는 뜻이라 100%를 넘는다.

정미시간 = 관측시간 × 레이팅 계수(10분 × 1.2 = 12분)로 쓰인다는 점과 함께 외운다.

[해설]

C/R비는 조종장치 이동거리 ÷ 표시장치 이동거리이다. 회전형 손잡이의 이동거리는 손잡이 길이를 반지름으로 하는 호의 길이로 구한다.

$C/R = \dfrac{\frac{a}{360} \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}}$
$= \dfrac{\frac{30}{360} \times 2\pi \times 15}{3} = \dfrac{7.85}{3}$
$= 2.62$

조종장치의 최적 C/R비는 2.5~4.0이므로 2.62는 이 범위 안에 들어 적합하다.

혼동 주의: C/R비가 작을수록 민감하고(빠르게 이동), 클수록 둔감하다(정밀하게 조정).

[해설]

REBA의 허리(몸통) 점수는 굽힘·젖힘 각도가 클수록 척추 부담이 커지므로 1~4점으로 높아진다.

• 똑바로 선 자세는 부담이 가장 작아 1점이다.
• 앞 또는 뒤로 0~20° 구부리면 2점이다.
• 앞으로 20~60° 구부리거나 뒤로 20° 이상 젖히면 3점이다.
• 앞으로 60° 이상 구부리면 4점이다.

혼동 주의: 허리를 비틀거나 옆으로 굽히면 위 점수에 +1점을 더한다.

근육활주설(sliding filament theory, 근육수축 이론)

근육이 수축할 때 짧아지는 것은 미오신 필라멘트 속으로 액틴 필라멘트가 미끄러져 들어간 결과라는 이론이다.

[해설]

답은 근육활주설(sliding filament theory)이다. 근수축을 두 필라멘트가 미끄러지면서 서로 겹치는 현상으로 설명한다.

수축할 때 액틴·미오신 필라멘트 자체의 길이는 변하지 않는다. 액틴이 미오신 사이로 미끄러져 들어가 겹치는 부분만 늘어나서 근절이 짧아진다.

그래서 미오신 길이에 해당하는 A대는 그대로이고 I대와 H대만 줄어든다.

웨버비 $= \dfrac{\text{변화감지역}}{\text{기준자극의 크기}}$이므로
$\dfrac{1}{60} = \dfrac{x}{20}$
$x = \dfrac{20}{60} = 0.33$
∴ 약 0.33 cm(1/3 cm)

[해설]

웨버의 법칙에 따라 변화감지역(JND)은 기준자극의 크기에 비례한다. 웨버비는 변화감지역을 기준자극으로 나눈 값이다.

웨버비 = 변화감지역 ÷ 기준자극
1/60 = x ÷ 20
x = 20 ÷ 60 ≈ 0.33 cm

즉 20cm 선은 약 1/3 cm 이상 달라져야 길이 차이를 알아챌 수 있다. 웨버비가 작을수록 그 감각의 변별력이 좋다.

[해설]

검사기반(전문가기반) 평가는 실제 사용자 없이 전문가나 분석 모델이 인터페이스를 검토하고 예측하는 방식이다.

• GOMS 모델 — 목표·조작자·방법·선택규칙(Goals, Operators, Methods, Selection rules)으로 과제 수행을 분석적으로 예측한다.
• 휴리스틱 평가법 — 전문가가 사용성 원칙(휴리스틱) 목록에 비춰 문제점을 점검한다.

혼동 주의: 사용자 관찰법과 설문조사법은 실제 사용자가 참여하는 사용자기반 평가이다.

작업물 무게 $= 23 \times 2 = 46$ kg
LI $= \dfrac{\text{작업물 무게}}{RWL} = \dfrac{23 \times 2}{23} = \dfrac{46}{23} = 2$
→ LI = 2

[해설]

NIOSH 들기 방정식의 들기지수(LI)는 실제 드는 무게를 권장무게한계(RWL)로 나눈 값이다. 박스 2개를 한 번에 들므로 작업물 무게는 두 박스의 합이다.

작업물 무게 = 23 × 2 = 46 kg
LI = 46 ÷ 23
LI = 2

LI가 1을 넘으면 요통 위험이 커지므로 무게를 줄이거나 작업조건을 개선해야 한다.

거리에 따른 음의 강도 변화
$dB_2 = dB_1 - 20\log\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right) = 120 - 20\log\left(\dfrac{1000}{50}\right) = 93.98$
→ 93.98 dB(A)

[해설]

점음원에서는 거리가 멀어질수록 음압이 거리의 제곱에 반비례해 감쇠하므로, 거리가 2배가 될 때마다 약 6dB씩 줄어든다.

여기서는 $\dfrac{d_2}{d_1} = \dfrac{1000}{50} = 20$배이므로 감쇠량은 $20\log 20 = 26.02$dB이고, 120 - 26.02 = 93.98 dB(A)가 된다.