2022년 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 운영 방식을 바꿔 신체 부담을 줄이는 방법이다.

• 작업의 다양성 제공 — 한 가지 동작만 반복하지 않도록 작업 범위를 넓힌다.
• 작업일정·작업속도 조절 — 무리한 속도와 몰아치는 일정을 줄인다.
• 휴식(회복)시간 제공 — 피로해진 근육이 회복할 시간을 준다.
• 작업습관·작업관행 개선 — 나쁜 자세나 잘못된 습관을 바로잡는다.
• 작업공간·공구·장비의 정기 청소·유지보수 — 공구가 무뎌지거나 고장 나서 힘이 더 드는 일을 막는다.
• 예방체조(직장체조) 도입 — 작업 전후에 근육을 풀어 준다.
• 교육·훈련 실시 — 위험요인과 올바른 작업법을 알게 한다.
• 작업자 교대·적정 배치(직무순환) — 같은 부위에 부담이 쌓이지 않게 나눈다.

6가지를 물으면 위 항목 중 6개를 쓰면 된다. 작업대 높이 조절 같은 설비 변경은 공학적 개선이므로 섞어 쓰지 않도록 주의한다.

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 구분한다.

• 정상작업영역 — 상완(위팔)은 몸 옆에 자연스럽게 늘어뜨리고 전완(아래팔)만 움직여 닿는 범위로 34~45cm다.
• 최대작업영역 — 상완과 전완을 모두 곧게 펴야 닿는 범위로 55~65cm다.
• 파악한계 — 앉은 작업자가 특정 수작업을 편히 할 수 있는 공간의 바깥 경계다.

실무 의미: 자주 쓰는 공구·부품은 정상작업영역 안에 두고, 최대작업영역 밖에는 두지 않는다.

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

[해설]

고용노동부 고시 「근골격계부담작업의 범위」의 11개 호 가운데 수치가 들어가는 항목이다.

• 키보드·마우스 조작 — 하루 총 4시간 이상.
• 목·어깨·팔꿈치·손목·손으로 같은 동작 반복 — 하루 총 2시간 이상.
• 중량물 들기 — 하루 10회 이상 25kg 이상.
• 무릎 아래·어깨 위·팔을 뻗은 상태에서 들기 — 하루 25회 이상 10kg 이상.
• 잦은 들기 — 하루 총 2시간 이상, 분당 2회 이상 4.5kg 이상.
• 머리 위 손·어깨 위 팔꿈치 자세 — 하루 총 2시간 이상.
• 손·무릎으로 충격 가하기 — 하루 총 2시간 이상, 시간당 10회 이상.

외우는 요령: 25kg은 10회, 10kg은 25회로 숫자가 서로 뒤바뀐다. 시간 기준은 키보드 작업만 4시간이고 나머지는 모두 2시간이다.

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

[해설]

근골격계질환 유해요인조사에서 작업조건으로 확인하는 인간공학적 유해요인들이다.

• 반복성 — 같은 동작을 짧은 주기로 되풀이해 특정 부위에 부담이 쌓인다.
• 부적절한 작업자세 — 허리 굽힘·팔 들어올림·손목 꺾임처럼 관절이 중립에서 벗어난 자세다.
• 과도한 힘 — 무거운 물건 들기·세게 쥐기처럼 근육에 큰 힘이 요구되는 작업이다.
• 접촉 스트레스 — 공구 손잡이·작업대 모서리가 손바닥·팔을 국소적으로 누르는 압박이다.
• 진동 — 전동공구 등에서 손·팔로 전달되는 진동이다.
• 환경적 요인 — 저온·부적절한 조명처럼 부담을 키우는 작업환경이다.

외우는 요령: 핵심 3가지를 요구하면 반복성·부적절한 자세·과도한 힘을 먼저 쓴다.

[해설]

NIOSH 들기지침에서 RWL은 부하상수 23kg에 여섯 계수를 곱해 구하고, LI는 실제 중량을 RWL로 나눈 값이다.

시점 기준 H=20cm, V=30cm, 이동거리 D=140−30=110cm이며, H가 25cm 미만이라 HM=1이고 비틀림이 없어 AM=1이다.
$VM=1-(0.003\times|30-75|)=0.865$
$DM=0.82+\dfrac{4.5}{110}=0.861$

RWL을 구한다.
$RWL=23\times1\times0.865\times0.861\times1\times0.65\times1=11.13$ kg

LI를 구한다.
$LI=\dfrac{9}{11.13}=0.81$

LI가 1 미만이므로 요통 위험이 비교적 낮은 작업이다.

혼동 주의: 이동거리 D는 종점 높이에서 시점 높이를 뺀 수직 이동거리이다.

[해설]

좌판깊이는 엉덩이-오금 길이가 짧은 사람에게 맞춰야 오금이 눌리지 않으므로 최소집단값(여자 5%tile)으로 설계한다.
$44.4-2.1\times1.645=40.95$ cm

좌판높이는 오금높이 기준으로 작은 사람부터 큰 사람까지 모두 맞도록 조절식(여자 5%tile~남자 95%tile)으로 설계한다.
여자 5%tile: $38-1.7\times1.645=35.20$ cm
남자 95%tile: $41.3+1.9\times1.645=44.43$ cm

혼동 주의: 좌판깊이는 엉덩이 오금 길이, 좌판높이는 오금높이를 쓰며 지면 팔꿈치 높이는 이 문항에 쓰이지 않는다.

휴리스틱 평가법(Heuristic Evaluation)

[해설]

휴리스틱 평가법은 실제 사용자 없이 전문가가 사용성 원칙(휴리스틱)을 체크리스트로 삼아 문제점을 찾는 방법이다. Nielsen의 10가지 원칙이 대표적인 기준이다.

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

혼동 주의: 실제 사용자에게 과업을 시키면서 관찰하는 방법은 사용성 테스트이다.

[해설]

Hick's Law에 따르면 선택반응시간은 자극 수의 정보량(bit)에 비례해 늘어난다.

절편 a는 단순반응시간 0.2초, 기울기 b는 1bit당 0.5초이며, 자극 8개의 정보량은 log₂8 = 3bit이다.
$RT=a+b\log_2 N$
$RT=0.2+0.5\times3=1.7$ 초

[해설]

양립성이란 자극과 반응, 조작과 결과가 사람이 기대하는 것과 맞아떨어지는 정도이다. 양립성이 높을수록 실수가 줄고 반응이 빨라진다.

• 개념양립성 — 코드나 심벌의 의미가 사람이 가진 개념과 일치한다(예: 빨간색은 뜨거움·정지).
• 운동양립성 — 조종기를 움직였을 때 표시장치가 반응하는 방향이 기대와 일치한다(예: 손잡이를 시계방향으로 돌리면 값이 커짐).
• 공간양립성 — 조종장치와 표시장치의 배치가 기대와 일치한다(예: 오른쪽 버너는 오른쪽 스위치로 조작).

4가지를 물으면 음성 자극에 말로 반응하는 식의 양식양립성을 더한다.

[해설]

표준시간의 여유 중 모든 작업에 공통으로 붙는 일반 여유는 머리글자를 따 PDF 여유라 부른다.

• 개인여유(Personal) — 용변·물 마시기 등 생리적 필요를 위한 시간이다.
• 불가피한 지연여유(Delay) — 작업 중 피할 수 없는 기다림·중단을 보전하는 시간이다.
• 피로여유(Fatigue) — 작업으로 쌓인 피로를 회복하기 위한 시간이다.

혼동 주의: 기계간섭여유·소로트여유 등 특정 작업에만 붙는 것은 특수 여유다.

①: 근전도(EMG) — 근육 활동의 전위차 측정
②: 심전도(ECG) — 심장근 활동의 전위차 측정
③: 뇌전도(EEG) — 대뇌 활동의 전위차 측정
④: 안전도(EOG) — 안구 운동의 전위차 측정
⑤: 전기피부반응(GSR) — 피부 전기저항 변화 측정

[해설]

스트레인은 생체 전기신호로 측정할 수 있다. 신체 부위별 전위차나 피부 전기저항의 변화를 재서 긴장도를 수치로 나타낸다.

• 근전도(EMG) — 근육 활동의 전위차로 국부적인 근육 피로와 부담을 본다.
• 심전도(ECG) — 심장근 활동의 전위차로 전신 작업부하를 본다.
• 뇌전도(EEG) — 대뇌 활동의 전위차로 정신활동과 각성 수준을 본다.
• 안전도(EOG) — 안구 운동의 전위차로 눈 움직임과 시각 피로를 본다.
• 전기피부반응(GSR) — 땀 분비에 따라 달라지는 피부 전기저항으로 정서적 긴장을 본다.

혼동 주의: 안전도는 '安全'이 아니라 눈(眼)의 전위도를 뜻한다.

①: S(Simplify operations) — 작업의 단순화
②: E(Eliminate unnecessary work and material) — 불필요한 작업·자재의 제거
③: A(Alter sequence) — 작업 순서의 변경
④: R(Requirements) — 요구조건의 검토
⑤: C(Combine operations) — 작업의 결합
⑥: H(How often) — 얼마나 자주(작업 빈도)인가의 검토

[해설]

SEARCH 원칙은 작업 개선 아이디어를 빠짐없이 찾기 위한 체크리스트로, 알파벳 하나가 착안점 하나이다.

• S(Simplify operations) — 남은 작업을 더 쉽고 단순한 방법으로 바꾼다.
• E(Eliminate unnecessary work and material) — 가치를 더하지 않는 작업과 자재를 없앤다.
• A(Alter sequence) — 작업 순서를 바꿔 대기·운반·중복을 줄인다.
• R(Requirements) — 품질·정밀도 등 요구조건이 지나치지 않은지 검토한다.
• C(Combine operations) — 따로 하던 작업을 한 번에 묶어 처리한다.
• H(How often) — 작업이 얼마나 자주 일어나는지 보고 개선 효과를 판단한다.

혼동 주의: 제거·결합·재배열·단순화로 이루어진 ECRS 원칙과 겹치며, SEARCH는 여기에 요구조건(R)과 빈도(H) 검토를 더한 것이다.

모멘트 평형 $\sum M = 0$
$M_E = (100 \times 0.3) + (10 \times 0.15) = 31.5$
∴ 31.5 N·m

[해설]

모멘트 = 힘 × 회전축(팔꿈치)까지의 거리이다. 작업물 무게와 손·아래팔 무게는 같은 방향으로 돌리므로 두 모멘트를 더한다.

M_E = (100 N × 0.3 m) + (10 N × 0.15 m)
= 30 + 1.5
= 31.5 N·m

혼동 주의: 거리는 cm를 m로 바꿔(30 cm → 0.3 m, 15 cm → 0.15 m) 넣어야 단위가 N·m로 맞는다.

[해설]

표시장치는 전달할 정보의 길이·복잡성·시간성에 따라 시각과 청각 중 알맞은 쪽을 고른다.

시각적 표시장치는 정보가 복잡하고 길 때, 나중에 다시 봐야 할 때, 공간적 위치를 다룰 때 유리하다. 글자·그림은 남아 있어 천천히 읽고 다시 확인할 수 있기 때문이다.

청각적 표시장치는 정보가 간단하고 짧을 때, 시간적 사상(사건 발생 시점)을 다룰 때, 즉각적인 행동을 요구할 때 유리하다. 소리는 어느 방향을 보고 있든 바로 주의를 끌기 때문이다.

외우는 요령: 시각은 복잡·재참조·공간, 청각은 그 반대인 간단·시간·즉시로 짝지어 외운다.

①: 부작위 에러, 생략(누락) 에러(omission error) — 필요한 작업·절차를 수행하지 않아 발생한 에러
②: 작위 에러, 수행적 에러(commission error) — 필요한 작업·절차를 불확실하게(잘못) 수행하여 발생한 에러
③: 순서 에러(sequential error) — 필요한 작업·절차의 순서를 잘못 지켜 발생한 에러

[해설]

Swain의 심리적(행위적) 분류는 생략·작위·순서·시간·불필요한 행동 에러의 5가지다.

• 전조등을 끄지 않은 것은 해야 할 행위를 빠뜨렸으므로 생략(부작위) 에러다.
• 장애인 주차구역에 주차한 것은 주차는 했지만 잘못 수행했으므로 작위(수행적) 에러다.
• 사이드브레이크를 풀기 전에 액셀을 밟은 것은 절차의 앞뒤를 어겼으므로 순서 에러다.

혼동 주의: 할 일을 너무 늦거나 빠르게 하면 시간 에러이고, 하지 않아도 될 일을 끼워 넣으면 불필요한 행동 에러다.

최소집단값에 의한 설계
① 관련 인체측정 변수분포의 1%, 5%, 10% 등 하위 백분위수를 기준으로 정함
② 선반의 높이, 조정장치까지의 거리 등을 정할 때 사용
③ 팔이 짧은 사람이 잡을 수 있다면 그보다 긴 사람은 모두 잡을 수 있음

[해설]

좌판의 앞뒤 거리(좌판 깊이)는 최소집단값에 의한 설계를 쓴다.

좌판이 엉덩이~오금 길이를 넘으면 무릎 뒤가 눌리므로 이 길이가 짧은 사람을 기준으로 정한다.

• 기준값은 인체측정 변수분포의 1%, 5%, 10% 같은 하위 백분위수이다.
• 선반 높이, 조정장치까지의 거리처럼 손이 닿아야 하는 치수에 쓴다.
• 팔이 짧은 사람이 잡을 수 있으면 팔이 긴 사람은 모두 잡을 수 있다는 논리이다.

혼동 주의: 출입문 높이·통로 폭처럼 큰 사람이 기준인 치수는 최대집단값(상위 백분위수)으로 설계한다.

[해설]

서블릭(therblig)은 길브레스가 손동작을 기본 동작요소로 나누어 영문 약자로 적은 동작분석 기호다.

• 조립(Assemble)은 A로 쓴다.
• 분해(Disassemble)는 DA로 쓴다.
• 바로놓기(Position)는 P로 쓰며, 물건의 방향과 위치를 맞추는 동작이다.
• 고르기(Select)는 St로 쓴다.
• 잡기(Grasp)는 G로 쓴다.
• 찾기(Search)는 Sh로 쓴다.

혼동 주의 — 고르기와 찾기는 같은 S로 시작하므로 St·Sh처럼 둘째 글자까지 구분해 외운다.

[해설]

RULA는 상지 작업 자세를 부위별 각도로 점수화해 근골격계 위험 수준을 빠르게 평가하는 도구이다. 신체를 팔·손목의 A그룹과 목·몸통·다리의 B그룹으로 나눈다.

• 위팔 — 어깨에서 팔을 들어 올리거나 벌린 각도를 본다.
• 아래팔 — 팔꿈치 굽힘 각도와 몸 중심선을 넘는지 본다.
• 손목 — 굽힘·꺾임과 비틀림 정도를 본다.
• 목 — 앞으로 숙이거나 뒤로 젖히고 옆으로 기운 정도를 본다.

혼동 주의: 위팔·아래팔·손목은 A그룹, 목은 몸통·다리와 함께 B그룹에 속한다.