2019년 인간공학기사실기(필답형) 3회차

①: 신체 사용에 관한 원칙 - 양손은 동시에 동작을 시작하고 끝마쳐야 한다.
②: 작업역의 배치에 관한 원칙 - 모든 공구와 재료는 일정한 위치에 정돈되어야 한다.
③: 공구 및 설비의 설계에 관한 원칙 - 두 가지 이상의 기능을 조합한 공구를 사용한다.

[해설]

Barnes(반즈)의 동작경제 원칙은 작업자의 피로를 줄이고 동작을 효율화하기 위한 원칙으로, 3가지 범주로 나뉜다.

• 신체 사용에 관한 원칙 — 양손이 동시에 시작하고 끝나야 한쪽 손이 놀거나 기다리는 낭비가 없다.
• 작업역의 배치에 관한 원칙 — 공구·재료를 정해진 자리에 두면 찾고 고르는 동작이 사라진다.
• 공구 및 설비의 설계에 관한 원칙 — 기능을 조합한 공구를 쓰면 공구를 바꿔 쥐는 동작이 줄어든다.

다른 예시로 신체 사용은 양팔의 대칭·반대 방향 동작, 작업역 배치는 정상작업역 안 배치, 공구 설계는 지그·고정구로 물건 잡기를 써도 된다.

①: 수작업
②: 18
③: 길브레스
④: 동작목적

[해설]

서블릭은 길브레스(Gilbreth)가 만든 미세동작 분석 기호이며, 이름 Gilbreth를 거꾸로 읽어 지었다.

• 수작업 — 사람이 손으로 하는 모든 작업을 분석 대상으로 삼는다.
• 18가지 기본동작 — 모든 수작업을 쥐기·운반·놓기 같은 18개의 기본동작으로 나눈다.
• 길브레스 — 동작연구를 처음 시작한 사람으로, 서블릭 기호를 만들었다.
• 동작목적 — 손이 어떻게 움직였는지보다 무엇을 하려는 동작인지를 기준으로 분류한다.

외우는 요령: 18가지는 효율적 동작과 비효율적 동작으로 나뉜다. 동작을 개선할 때는 비효율적 서블릭을 줄이는 것이 핵심이다.

[해설]

ILO 여유율은 작업조건과 무관한 고정여유와 작업조건이 나쁠수록 커지는 변동여유로 나뉜다.

• 신체적 부담 — 작업자세, 중량물 취급, 눈의 긴장도.
• 작업환경 — 조명, 공기조건, 소음.
• 정신적 부담·단조 — 정신적 긴장도, 정신적 단조감, 신체적 단조감.

혼동 주의: 고정여유는 개인여유(5%)와 기본피로여유(4%)로, 변동여유 9가지와 구분한다.

①: 원추체(원추세포)
②: 간상체(간상세포)
③: 원추체 - 황반에 집중되어 있으며 낮처럼 조도가 높을 때 기능하고 색을 구별하는 세포
간상체 - 주로 망막 주변에 있으며 밤처럼 조도가 낮을 때 기능하고 흑백의 음영만을 구분하는 세포

[해설]

망막의 시세포는 밝은 곳에서 색을 보는 원추체와 어두운 곳에서 명암을 보는 간상체로 나뉜다.

• 원추체(원추세포) — 황반에 몰려 있고, 조도가 높을 때 작동하며 색과 세부를 구별한다.
• 간상체(간상세포) — 망막 주변부에 많고, 조도가 낮을 때 작동하며 흑백 음영만 구분한다.

그래서 어두운 곳에서는 간상체만 작동해 색을 구별하기 어렵다.

시각 = $\dfrac{1}{\text{시력}} = \dfrac{1}{0.5} = 2$ 분
시각(분) = $\dfrac{57.3 \times 60 \times H}{D}$ 이므로
$2 = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1.5}{D}$
$D = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1.5}{2} = 57.3 \times 60 \times 1.5 \times 0.5 = 2578.5$ mm
→ 2.579 m

[해설]

시력 = 1/최소분간시각(분)이므로 시력 0.5는 시각 2분에 해당하고, 시각(분) = 57.3×60×H/D 로 거리 D를 구한다. 57.3은 라디안을 도로, 60은 도를 분으로 바꾸는 계수다.

$\text{시각} = \dfrac{1}{0.5} = 2$ 분
$D = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1.5}{2}$
$D = 2578.5$ mm = 2.579 m

혼동 주의: 표적 크기 H를 mm로 넣었으므로 D도 mm로 나오니 1000으로 나눠 m로 바꾼다.

[해설]

조절식 설계는 여자 5%tile ~ 남자 95%tile 범위를 맞추며, 퍼센타일 값은 평균 ± Z × 표준편차로 구한다.

맨발 오금높이에 신발 두께 25mm와 여유 10mm를 합한 35mm를 더해 보정한다.

최소 = 363 − 1.65 × 19.5 + 35
= 365.83 mm

최대 = 392 + 1.65 × 20.6 + 35
= 460.99 mm

혼동 주의: 5%tile은 표준편차 항을 빼고 95%tile은 더한다.

외상과염(상완골 외측상과염, 테니스 엘보)

[해설]

팔꿈치 바깥쪽 뼈 돌출부(상완골 외측상과)에는 손목을 뒤로 젖히는 신전근 힘줄이 붙는데, 여기에 반복 부하가 걸려 생긴 염증이 외상과염이다.

그래서 손목을 젖히거나 물건을 쥘 때 팔꿈치 바깥쪽이 아프고, 테니스 백핸드 동작에서 흔해 테니스 엘보라 부른다.

혼동 주의: 팔꿈치 안쪽(내상과)에 생기는 것은 내상과염, 즉 골프 엘보다.

[해설]

산소 1L를 소비하면 약 5kcal가 쓰이므로 이를 이용해 에너지소비량을 구한다. 이어서 Murrell 공식으로 기준을 넘는 만큼을 휴식시간으로 준다.

에너지소비량 = 1.2 × 5 = 6 kcal/min
휴식시간 R = T × (E − S) ÷ (E − 1.5)
= 480 × (6 − 3.5) ÷ (6 − 1.5)
= 266.67 분

T는 총 작업시간 480분, S는 여성 권장 평균 에너지소비량 3.5kcal/min, 1.5kcal/min은 휴식 중 에너지소비량이다. 남성이면 S에 5kcal/min을 넣는다.

[해설]

감성공학은 소비자의 감성 이미지를 형태·색상·질감 같은 물리적 설계요소로 번역하며, 번역 방식에 따라 두 가지로 나뉜다.

• 기능전개형 감성공학 — 감성어휘를 상위에서 하위 개념으로 계층적으로 전개해 구체적 설계 사양에 연결한다.
• 다변량 해석형 감성공학 — 감성어휘 평가 자료를 다변량 통계로 분석해 설계요소와의 관계를 찾는다.

외우는 요령: 기능전개형은 말을 쪼개 내려가는 방식, 다변량 해석형은 통계로 관계를 찾는 방식이다.

요인값의 절대값이 0.5 이상인 셀(실제적 유의성을 가지는 셀)을 기준으로 그룹핑한다.

①: Factor1 = 널찍한, 편안한
②: Factor2 = 진부한
③: Factor3 = 우아한, 약한

[해설]

요인부하량은 절대값이 0.5 이상일 때만 유의하다고 본다. 한 어휘가 두 요인에서 기준을 넘으면 절대값이 큰 요인에 배정한다.

• Factor1 — 널찍한-좁은(−0.865)과 편안한-불편한(−0.890)이 음(−)의 부하로 묶여 널찍한·편안한이 된다.
• Factor2 — 참신한-진부한만 0.769로 기준을 넘으므로(Factor3은 0.449로 미달) 진부한이 된다.
• Factor3 — 우아한-촌스러운(−0.675로 Factor1의 0.516보다 큼)은 우아한, 강한-약한(0.899)은 약한이 된다.

모범답안은 부하량이 음(−)이면 앞쪽 어휘, 양(+)이면 뒤쪽 어휘로 읽는다. 부호는 방향만 나타내므로 어느 그룹에 넣을지는 절대값으로 판단한다.

①: 운동 양립성
②: 공간 양립성
③: 개념 양립성

[해설]

양립성은 자극과 반응의 관계가 사람의 기대와 일치하는 정도로, 높을수록 반응이 빠르고 오류가 준다.

• 핸들 방향과 차의 진행 방향이 같은 것은 조작 방향이 결과 방향과 맞으므로 운동 양립성이다.
• 오른쪽 스위치가 오른쪽 전등을 켜는 것은 조종장치와 표시장치의 배치 위치가 대응하므로 공간 양립성이다.
• 간장은 검정, 식초는 흰색처럼 이미 가진 관념과 맞는 것은 개념 양립성이다.

혼동 주의: 음성 지시에 말로 응답하듯 자극과 반응의 형태가 맞는 것은 양식(modality) 양립성이다.

①: 조작 오류가 적다
②: 만족도가 높다
③: 학습이 빠르다
④: 작업 실행속도가 빠르다
⑤: 위급 시 대처 능력이 빠르다

[해설]

양립성(compatibility)은 조종장치와 표시장치의 관계가 사람의 기대와 일치하는 성질이다(예: 손잡이를 오른쪽으로 돌리면 바늘도 오른쪽으로 움직인다).

• 조작 오류가 적다 — 기대한 대로 움직이므로 반대로 조작하는 실수가 줄어든다.
• 만족도가 높다 — 직관적이라 사용자가 편하게 느낀다.
• 학습이 빠르다 — 따로 익혀야 할 규칙이 적다.
• 작업 실행속도가 빠르다 — 판단이 늦어지지 않아 반응시간이 짧아진다.
• 위급 시 대처 능력이 빠르다 — 생각할 여유가 없어도 반사적으로 옳게 조작한다.

혼동 주의: 양립성의 종류인 개념·운동·공간·양식 양립성과 헷갈리지 않도록, 문항이 장점을 묻는지 종류를 묻는지 확인한다.

[해설]

근골격계질환은 손목 꺾임·반복동작·국소 압박·무게 부담에서 오므로, 공구는 이 부담을 줄이는 방향으로 설계한다.

• 곧은 손목 유지 — 손잡이를 구부려서라도 손목이 꺾이지 않게 한다.
• 지나친 반복동작 금지 — 같은 손가락·손목 동작이 되풀이되지 않게 한다.
• 손잡이 면적을 넓게 — 손바닥 한곳에 압력이 몰리는 접촉 스트레스를 막는다.
• 경량 공구 사용 — 공구 무게를 2.3kg 이하로 해 팔·어깨 근육 부담을 줄인다.

외우는 요령: '손목을 굽히지 말고 공구를 구부려라'가 인간공학 공구 설계의 대표 문구다.

[해설]

사용자 인터페이스는 몸·머리·마음 세 층위에서 사용자와 맞아야 한다는 것이 조화성 설계원칙이다.

• 신체적 조화성 — 인체 치수·힘·동작 범위에 맞게 조작부를 설계한다.
• 지적 조화성 — 사용자의 지식과 사고방식에 맞게 정보를 이해하기 쉽게 보여 준다.
• 감성적 조화성 — 사용자의 정서와 선호를 반영해 만족감을 준다.

외우는 요령: 몸(신체)·머리(지적)·마음(감성) 순서로 떠올린다.

①: 반복성
②: 부자연스럽거나 취하기 어려운 자세(부적절한 작업자세)
③: 과도한 힘
④: 접촉 스트레스
⑤: 진동
⑥: 온도·조명 등 환경적 요인

[해설]

근골격계부담작업 유해요인조사에서 확인하는 작업 관련 위험요인이 이 6가지다.

• 반복성 — 같은 동작을 짧은 주기로 되풀이하는 것.
• 부적절한 작업자세 — 팔을 어깨 위로 들거나 허리·목을 굽히는 등 무리한 자세.
• 과도한 힘 — 무거운 물건을 들거나 세게 쥐고 미는 작업.
• 접촉 스트레스 — 딱딱한 모서리나 공구 손잡이가 신체 일부를 계속 누르는 것.
• 진동 — 전동공구 등에서 손·팔이나 전신으로 전달되는 진동.
• 온도·조명 등 환경적 요인 — 저온이나 부적절한 조명이 신체 부담을 키운다.

혼동 주의: 3가지만 물으면 반복성·부적절한 자세·과도한 힘을 먼저 쓴다.

①: 4시간
②: 2시간
③: 10회, 25kg
④: 25회, 10kg
⑤: 2시간, 4.5kg
⑥: 2시간
⑦: 10회

[해설]

고용노동부 고시 「근골격계부담작업의 범위」에 정한 기준 가운데 수치가 들어가는 항목들이다.

• 키보드·마우스 조작 — 하루 총 4시간 이상.
• 같은 동작 반복 — 하루 총 2시간 이상.
• 무거운 물체 들기 — 하루 10회 이상, 25kg 이상.
• 불편한 자세로 들기(무릎 아래·어깨 위·팔을 뻗은 상태) — 하루 25회 이상, 10kg 이상.
• 자주 들기 — 하루 총 2시간 이상, 분당 2회 이상, 4.5kg 이상.
• 손을 머리 위·팔꿈치를 어깨 위로 드는 자세 — 하루 총 2시간 이상.
• 손·무릎으로 충격 가하기 — 하루 총 2시간 이상, 시간당 10회 이상.

혼동 주의: 25kg은 10회, 10kg은 25회로 숫자가 서로 뒤바뀐다. 이 문항에서 키보드 작업만 4시간이고 나머지 시간 기준은 모두 2시간이다.

[해설]

NIOSH 들기 방정식(NLE)에서는 계수 하나만 0이 되어도 RWL 전체가 0이 되며, 그 조건에서는 어떤 무게도 안전하게 들 수 없다고 본다.

• 수평계수(HM=25/H) — 손과 두 발목 중점 사이 수평거리가 63cm를 넘으면 0이 된다.
• 수직계수 — 들기 시작점의 손 높이가 바닥에서 175cm를 넘으면 0이 된다.
• 비대칭계수 — 몸통을 비트는 각도가 135°를 넘으면 0이 된다.

혼동 주의: 수평거리가 25cm 미만이면 HM은 0이 아니라 1로 둔다.

[해설]

사용설명서는 사용자가 제품을 안전하고 올바르게 사용하도록 돕는 문서이므로, 제품이 무엇인지, 어떻게 쓰는지, 어떤 위험이 있는지를 반드시 포함해야 한다.

• 안전에 관한 주의사항으로 오사용에 따른 위험을 사전에 경고한다.
• 제품 명칭을 명확히 표기해 대상 제품을 특정한다.
• 사용방법을 단계별로 안내해 올바른 조작을 유도한다.