2023년 인간공학기사실기(필답형) 1회차

①: 빈손이동 TE
②: 쥐기 G
③: 바로놓기 P
④: 검사 I
⑤: 선택(고르기) St

[해설]

서블릭은 길브레스가 정리한 손동작의 기본동작이다. 기호는 대개 영어 동작명의 머리글자에서 왔다.

• 빈손이동 TE — Transport Empty, 빈손으로 물건 쪽으로 가는 동작이다.
• 쥐기 G — Grasp, 물건을 손으로 잡는 동작이다.
• 바로놓기 P — Position, 조립·삽입하기 좋게 방향과 위치를 맞추는 동작이다.
• 검사 I — Inspect, 품질이나 규격을 확인하는 동작이다.
• 선택 St — Select, 여러 개 가운데 하나를 고르는 동작이다.

혼동 주의: 물건을 들고 옮기는 운반은 TL이고 빈손이동은 TE다. 내려놓기(RL)·찾기(Sh)도 함께 구분해 둔다.

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 작업조건을 볼 때 확인하는 위험요인이 이 여섯 가지다.

• 반복성 — 같은 동작을 짧은 주기로 계속하면 같은 근육·힘줄이 회복할 틈이 없다.
• 부적절한 작업자세 — 허리 굽힘·팔 들기처럼 관절이 중립 위치를 벗어난 자세다.
• 과도한 힘 — 무거운 물체를 다루거나 세게 쥐고 밀 때 근육에 큰 부하가 걸린다.
• 접촉 스트레스 — 공구 손잡이나 작업대 모서리가 손바닥·손목 등을 국소적으로 누르는 것이다.
• 진동 — 수공구 진동이 손의 혈관·신경을 손상시킨다.
• 온도·조명 등 환경적 요인 — 저온은 혈류와 감각을 떨어뜨리고, 나쁜 조명은 무리한 자세를 유발한다.

외우는 요령: 핵심 셋은 반복성·부적절한 자세·과도한 힘이다. 3가지만 물으면 이 셋을 쓴다.

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 대상을 정한다.

• 연간 10명 이상 발생한 사업장 — 인원만으로 판단하는 기준이다.
• 연간 5명 이상 발생하고 그 수가 근로자 수의 10% 이상인 경우 — 규모가 작은 사업장도 발생 비율이 높으면 대상이 된다.

두 기준 중 어느 하나만 해당해도 수립 대상이다.

혼동 주의: 근골격계부담작업에 대해 3년마다 하는 유해요인조사와는 별개의 의무다.

[해설]

C/R비는 조종장치 이동거리 ÷ 표시장치 이동거리이다. 값이 클수록 둔감하지만 미세조정이 쉬워 정확한 조종에 유리하다.

$C/R = \dfrac{(a/360)\times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}}$
A: $\dfrac{(30/360)\times 2\times 3.14\times 12}{1} = 6.28$
B: $\dfrac{(20/360)\times 2\times 3.14\times 10}{0.8} = 4.36$

A(6.28)는 현재 C/R비 5를 넘고 B(4.36)는 오히려 더 민감해진다.

따라서 더 둔감하게 하여 정확히 조종하려면 A를 선택한다.

[해설]

길브레스 부부는 작업자의 손동작을 촬영·분석해 더 이상 나눌 수 없는 최소 동작 단위로 정리했고, 이를 자신의 성을 거꾸로 읽어 서블릭(therblig)이라 이름 붙였다.

서블릭은 찾기·잡기·운반 등 세부 기본동작들로 구성되며, 동작분석과 작업 개선(불필요한 동작 제거)의 기초 단위로 활용된다.

[해설]

행동유도성(affordance)은 사물의 모양·재질·배치 같은 특성이 "어떻게 쓰라"는 단서를 스스로 주는 성질이다.

예를 들어 문에 붙은 납작한 판은 밀도록, 손잡이는 당기도록 유도하므로 설명 없이도 올바르게 조작하게 된다. 노먼(Norman)이 제시한 좋은 설계 원칙 가운데 하나다.

[해설]

조절식 설계는 사용자 집단의 5%ile~95%ile을 수용하도록 범위를 잡는다. 백분위수 = 평균 ± Z × 표준편차 로 구한다.

보정값 = 신발 두께 25 mm + 여유 10 mm = 35 mm 이다. 이 값을 하한과 상한에 모두 더한다.

남자 5%ile $=392-1.65\times20.6+35=393.01$ mm
남자 95%ile $=392+1.65\times20.6+35=460.99$ mm

여자 5%ile $=363-1.65\times19.5+35=365.83$ mm
여자 95%ile $=363+1.65\times19.5+35=430.18$ mm

혼동 주의: 측정값 단위가 mm이므로 cm로 주어진 신발 두께·여유는 mm로 바꿔서 더해야 한다.

①: Fool Proof — 신체적·정신적 능력이 낮은 사용자라도 사고를 낼 확률을 낮게 해주는 설계원칙
②: Fail Safe — 부품이 고장 나더라도 재해로 이어지지 않도록 안전장치를 통해 사고를 예방하는 설계원칙
③: Tamper Proof — 사용자가 임의로 안전장치를 제거하면 장비가 작동되지 않도록 하는 설계원칙

[해설]

안전설계 원칙은 사람의 실수, 기계 고장, 고의적인 무력화라는 세 가지 사고 원인에 각각 대응한다.

• Fool Proof — 사용자가 잘못 조작해도 사고로 이어지지 않게 하는 설계다(예: 문을 열면 멈추는 전자레인지).
• Fail Safe — 부품이 고장 나면 안전장치가 작동해 안전한 쪽으로 동작하게 하는 설계다(예: 정전 시 자동 정지).
• Tamper Proof — 안전장치를 임의로 떼어 내면 기계가 기동되지 않게 하는 설계다(예: 방호덮개를 빼면 작동하지 않는 연동장치).

외우는 요령: Fool은 사람의 실수, Fail은 기계 고장, Tamper는 고의 조작과 짝지어 외운다.

[해설]

NIOSH 들기작업 지침의 들기지수(LI)는 실제 작업물 무게를 권장무게한계(RWL)로 나눈 값이다.

$LI=\dfrac{\text{작업물 무게}}{RWL}$
$=\dfrac{12}{15}$
$=0.8$

LI가 1 이하이면 요통 발생위험이 낮아 작업을 설계·재설계할 필요가 없다. 반대로 LI가 1을 넘으면 1 이하가 되도록 작업을 재설계해야 한다.

[해설]

Barnes의 동작경제 원칙은 신체 사용, 작업장 배치, 공구·설비 설계의 세 범주로 나뉘며, 이 문항은 신체 사용 원칙을 묻는다.

• 양손 동시 시작·종료 — 좌우 균형을 맞춰 한 손만 혹사하지 않게 한다.
• 양손이 동시에 놀지 않기 — 휴식시간 외의 유휴시간을 없애 효율을 높인다.
• 양팔 대칭·반대방향 동작 — 몸의 균형과 리듬을 유지해 피로를 줄인다.
• 최소동작등급 사용 — 손가락, 손목, 팔꿈치, 어깨 순으로 따져 필요한 최소 부위만 움직인다.
• 관성 이용 — 움직임의 관성을 살려 근력 소모를 줄인다.
• 연속 곡선동작 — 방향이 급히 꺾이는 직선동작보다 멈췄다 다시 출발하는 일이 적다.
• 탄도동작 — 근육으로 억제하지 않고 자유롭게 휘두르는 동작이 더 빠르고 정확하다.

혼동 주의: '공구·재료는 정해진 위치에', '작업대 높이 조절'은 작업장 배치 원칙이라 이 문항의 답이 아니다.

[해설]

인간 오류율을 정량적으로 평가하는 대표 기법은 THERP(Technique for Human Error Rate Prediction, 인간오류율 예측기법)이다.

작업을 개별 사건으로 나누고 각 사건의 성공·실패 확률을 사건나무(ETA)처럼 가지로 잇는다. 가지를 따라 확률을 곱해 작업 전체의 성공·실패 확률을 구한다.

혼동 주의: FTA는 정상사상에서 원인을 거꾸로 찾아가는 연역적 기법이라 THERP와 다르다.

근무시간에 대한 여유율이므로 내경법 적용
표준시간 $=\text{정미시간}\times\dfrac{1}{1-\text{여유율}}=0.9\times\dfrac{1}{1-0.1}=1$ 분
1일 표준 생산량 $=\dfrac{480}{1}=480$ → 480개

[해설]

여유율이 근무시간 기준으로 주어졌으므로 내경법으로 표준시간을 구한다.

표준시간 $=\text{정미시간}\times\dfrac{1}{1-\text{여유율}}$
$=0.9\times\dfrac{1}{1-0.1}=1$ 분
1일 표준 생산량 $=\dfrac{480}{1}=480$ → 480개

혼동 주의: 여유율이 정미시간 기준이면 외경법을 쓰며, 표준시간은 정미시간 × (1 + 여유율)이다.

[해설]

정보량은 사건의 발생 확률 역수에 밑이 2인 로그를 취한 값이다.

세 차례 던져 뒷면이 두 차례 나오는 경우는 조합으로 세고, 전체 경우의 수는 2³=8이다.
${}_3C_2=3,\ P=\dfrac{3}{8}$
$H=\log_2\dfrac{1}{P}=\log_2\dfrac{8}{3}=1.415$ bit

확률이 작을수록 정보량이 커지며, 확률 1/2인 사건이 정확히 1bit이다.

[해설]

정량적 표시장치는 숫자를 직접 보여주는지, 아니면 지침과 눈금 중 어느 쪽이 움직이는지로 구분한다.

• 계수형(digital) — 숫자가 직접 표시되어 정확한 값을 빨리 읽을 수 있다.
• 동침형(moving pointer) — 눈금은 고정되고 지침이 움직여 변화의 방향과 속도를 파악하기 쉽다.
• 동목형(moving scale) — 지침은 고정되고 눈금이 움직여 좁은 창으로 넓은 범위를 표시한다.

외우는 요령: 동침형은 바늘(지침)이 움직이고, 동목형은 눈금이 움직인다.

웨버의 법칙(Weber's law)

[해설]

변화감지역이 기준자극의 크기에 비례한다는 설명은 웨버의 법칙(Weber's law)이다.

식으로는 $\dfrac{\Delta I}{I}=\text{일정}$이며, 이 비율을 웨버비라 한다. 예컨대 무거운 물체를 들고 있을수록 무게가 더 많이 늘어야 차이를 느낀다.

변화감지역(JND)은 두 자극의 차이를 알아챌 수 있는 최소 변화량이며, 웨버비가 작을수록 그 감각의 변별력이 좋다.

①: 운동 양립성
②: 공간 양립성
③: 개념 양립성

[해설]

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

• 핸들 방향과 차의 진행 방향 — 조종장치의 움직임과 시스템의 반응 방향이 일치하므로 운동 양립성이다.
• 좌우 스위치와 좌우 전등 — 조종장치와 표시장치의 배치 위치가 서로 대응하므로 공간 양립성이다.
• 간장은 검은색, 식초는 흰색 — 사람이 이미 가진 관념과 일치하므로 개념 양립성이다.

혼동 주의: 방향이 맞으면 운동 양립성, 위치가 맞으면 공간 양립성으로 구분한다.

[해설]

작업자와 기계가 서로 고장에 영향을 주지 않고 각각 독립적으로 검수하므로 병렬(중복) 구조로 보고, 둘 중 하나만 정상 작동해도 전체는 성공으로 판단한다.

작업자 신뢰도 $=1-0.1=0.9$
기계 신뢰도 $=1-0.2=0.8$
$R=1-(1-0.9)(1-0.8)=0.98$

병렬 신뢰도 식은 두 요소가 동시에 실패할 확률을 1에서 빼는 방식이어서 결과가 개별 신뢰도(0.9, 0.8)보다 높아지며, 이것이 중복 검수를 두는 이유다.

[해설]

최대작업영역은 상완(위팔)과 전완(아래팔)을 곧게 뻗어 어깨를 축으로 닿을 수 있는 최대 범위다.

혼동 주의: 상완을 몸통에 붙이고 전완만 움직여 닿는 범위는 정상작업영역이다. 자주 쓰는 물건은 정상작업영역 안에, 가끔 쓰는 물건은 최대작업영역 안에 둔다.