[해설]

서블릭(therblig)은 길브레스가 인간의 손동작을 관찰 가능한 최소 단위로 분해해 기호화한 동작분석 도구이며, 각 동작은 고유한 영문 약자로 표기된다.

부품을 하나로 합치는 조립은 A, 분리하는 분해는 DA, 정해진 위치로 놓는 바로놓기(Position)는 P로 표기한다.

여러 대상 중 원하는 것을 눈으로 정하는 고르기(Select)는 St, 손으로 쥐는 잡기(Grasp)는 G, 대상을 눈으로 찾는 찾기(Search)는 Sh로 표기한다.

[해설]

표준시간 산정 시 반영하는 여유율은 발생 원인에 따라 모든 작업에 공통으로 적용되는 일반 여유(PDF 여유)와 특정 작업에만 적용되는 특수 여유로 나뉜다.

일반 여유는 생리적 필요를 위한 개인여유, 작업 중 불가피하게 발생하는 지연을 보전하는 불가피한 지연여유, 피로 회복을 위한 피로여유 세 가지로 구성된다.

① 산소소비량
분당 배기량 $=\frac{90}{5}=18$ L/min
분당 흡기량 $=18\times \frac{100-16-4}{79.04}=18.22$ L/min
산소소비량 $=18.22\times 0.2093-18\times 0.16=0.93$ L/min

② 에너지가
산소 1L당 5kcal이므로
에너지가 $=0.93\times 5=4.67$ kcal/min

[해설]

산소소비량은 흡기 중 산소량에서 배기 중 산소량을 뺀 값으로 구하며, 배기가스 중 질소는 소모되지 않는다는 전제로 흡기량을 역산한다.

분당 배기량은 $\dfrac{90}{5}=18\ \mathrm{L/min}$
질소농도(79.04%)가 일정하다는 원리로 분당 흡기량은 $18\times\dfrac{100-16-4}{79.04}=18.22\ \mathrm{L/min}$이 된다.

산소소비량은 $18.22\times0.2093-18\times0.16=0.93\ \mathrm{L/min}$이며, 산소 1L 소비 시 약 5kcal가 발생한다는 환산계수를 곱해 에너지가는 $0.9332\times5=4.67\ \mathrm{kcal/min}$으로 구한다.

[해설]

근골격계질환 예방관리 프로그램은 위험을 찾아내는 조사 단계와 이를 줄이는 통제·관리 단계, 그리고 이를 뒷받침하는 교육 체계로 구성된다.

• 유해요인조사: 작업별 근골격계 부담 요인을 파악한다.
• 유해요인통제: 조사에서 확인된 위험요인을 제거·저감한다.
• 의학적 조치: 증상 호소자에 대한 조기 발견과 치료·관리를 한다.
• 교육 및 훈련: 근로자와 관리자에게 예방 지식을 전달한다.
• 작업환경 등 개선활동: 설비·작업방법을 지속적으로 개선한다.

팔꿈치 모멘트 = 작업물 모멘트 + 손·아래팔 모멘트
$M=(100\times 0.3)+(10\times 0.15)=31.5$ N·m

[해설]

팔꿈치에 작용하는 모멘트는 팔꿈치를 회전축으로 볼 때 작업물의 무게와 아래팔 자체 무게가 각각 만드는 회전력을 더한 값이다.

모멘트는 힘×거리로 구하므로 $M=(100\ \mathrm{N}\times0.3\ \mathrm{m})+(10\ \mathrm{N}\times0.15\ \mathrm{m})=31.5\ \mathrm{N\cdot m}$이며, 두 힘 모두 팔꿈치에 대해 같은 방향으로 작용하므로 단순히 더한다.

채점 포인트는 거리 단위를 cm에서 m로 환산하는 것과 무게중심 위치를 정확히 대입하는 것이다.

[해설]

GOMS 모델은 숙련된 사용자가 인터페이스에서 목표를 달성하기까지의 행위를 절차적으로 예측해 과제 수행시간과 학습시간 등을 평가하는 인지적 작업분석 기법이다.

구성요소는 달성하려는 목표(Goals), 목표달성에 필요한 기본동작인 조작(Operators), 조작들의 절차인 방법(Methods), 여러 방법 중 하나를 고르는 기준인 선택규칙(Selection rules)이다.

①: 의미미분법(SD법)
②: 다변량 분석법
③: 산점도

[해설]

세 소문항은 모두 인간공학에서 자료를 수집·분석·시각화하는 방법을 묻는 것으로, 측정 대상(심상/다변수 영향/상관관계)에 따라 서로 다른 기법이 쓰인다.

의미미분법(SD법)은 상반된 형용사 쌍(예: 크다-작다)으로 이루어진 척도에 응답하게 해 대상에 대한 심상을 정량화하는 기법이다.

다변량 분석법은 하나의 특성치에 여러 변수가 동시에 영향을 줄 때 각 변수의 영향 정도를 파악하는 통계기법이며, 산점도는 두 변수의 값을 좌표평면에 점으로 찍어 상관관계의 방향과 세기를 시각적으로 파악하는 기법이다.

①: 이상자세 여유
②: 중량물 취급에 따른 여유
③: 조명상태에 따른 여유
④: 공기조건(온도·습도)에 따른 여유
⑤: 주의 집중 정도에 따른 여유

[해설]

이 문항은 ILO(국제노동기구) 피로여유율 체계에서 변동피로여유율에 해당하는 항목을 묻는 것으로, 표준 작업조건을 벗어나 신체적 부담이 커질 때 추가로 부여하는 여유시간이 무엇인지가 채점 포인트다.

피로여유율은 크게 기초여유율(개인여유+기본피로여유)과 변동피로여유율로 나뉘며, 후자는 이상자세·중량물 취급·조명·온습도·정신집중 등 작업환경이 표준보다 나쁠수록 추가로 가산되는 여유다.

변동피로여유는 총 9가지 항목으로 구성되므로, 문제에서 요구한 5가지를 정확히 짚어 서술했는지가 채점 기준이며 기초여유율 항목(개인여유·기본피로여유)과 혼동하지 않아야 한다.

[해설]

이 문항은 영상표시단말기(VDT) 취급근로자 작업관리지침에서 정하는 작업대·의자·화면 배치의 권장 수치를 채우는 것으로, 답안의 각 수치는 근골격계 부담을 줄이기 위한 인간공학적 기준값이다.

키보드 두께(3cm 이하)와 팔꿈치 내각(90° 이상)·무릎 내각(90° 전후)은 손목·팔·다리의 자연스러운 자세를 유지하기 위한 기준이고, 작업대 높이(65cm 전후)와 의자 높이(35~45cm)는 체형에 맞춰 조정 가능해야 한다는 원칙을 담고 있다.

화면과 눈의 거리(40cm 이상)는 시야각·조절 피로를 줄이기 위한 최소 기준으로, 각 빈칸의 수치를 서로 바꿔 쓰지 않도록(예: 의자 높이와 작업대 높이 혼동) 주의해야 한다.

① 정미시간(NT)
$\text{NT}=\text{평균관측시간}\times \text{수행도}=10\times 1.1=11$ 분

② 표준시간(ST)
$\text{ST}=\text{NT}\times (1+\text{여유율})=11\times (1+0.15)=12.65$ 분

[해설]

표준시간은 관측한 평균시간에 작업자의 수행도(레이팅)를 반영해 정미시간을 구한 뒤, 여기에 여유시간을 더해 산출한다.

정미시간은 $NT=10\times1.1=11\ \mathrm{min}$
표준시간은 $ST=11\times(1+0.15)=12.65\ \mathrm{min}$로, 정미시간에 여유율을 곱해 더하는 외경법 방식으로 계산한다.

[해설]

점멸융합주파수(CFF)는 빛의 점멸 속도를 점점 높일 때 더 이상 깜빡임이 느껴지지 않고 연속광으로 보이기 시작하는 점멸주파수로, 시각계의 시간적 분해능을 나타내는 지표다.

중추신경계가 피로해지면 이 값이 낮아지는 경향이 있어, 산업현장에서는 CFF의 변화를 정신피로의 척도로 활용한다.

오류낼 확률 = 1 − (오류내지 않을 확률), 기대비용을 비교한다.

A: $(1-0.60)\times 60+(1-0.95)\times 10=0.4\times 60+0.05\times 10=24.5$만원

B: $(1-0.80)\times 60+(1-0.80)\times 10=0.2\times 60+0.2\times 10=14$만원

A(24.5만원) > B(14만원)이므로 발생비용이 더 적은 B가 경제적이다.

[해설]

두 대안의 경제성은 오류 발생 확률에 오류별 손실비용을 곱한 기대비용을 비교해 판단하며, 기대비용이 낮은 쪽이 더 경제적이다.

오류를 낼 확률은 1에서 오류내지 않을 확률을 뺀 값이므로
A는 $(1-0.6)\times60+(1-0.95)\times10=24.5$만원
B는 $(1-0.8)\times60+(1-0.8)\times10=14$만원이 된다.

A(24.5만원)가 B(14만원)보다 기대비용이 크므로, 발생비용이 더 적은 B안이 경제적이다.

[해설]

구분 기준은 측정 자세다. 구조적 인체치수는 피측정자가 움직이지 않는 표준 자세에서 잰 정적 치수이고, 기능적 인체치수는 실제 작업 동작을 취한 상태에서 도달 범위나 가동 범위를 잰 치수다.

정상작업 영역은 팔을 자연스럽게 움직여 도달하는 작업 범위를, 손목 굴곡 범위는 관절을 실제로 굽혀 얻는 가동 범위를 재므로 동작이 개입하는 기능적 인체치수에 해당한다.

반면 수직파악한계는 고정된 자세에서 손을 위로 뻗었을 때의 도달 높이를 인체측정기로 재는 정적 치수이고, 대퇴 여유와 신장도 정지 자세에서 측정하므로 셋 다 구조적 인체치수로 분류된다. '팔을 뻗는다'는 서술만 보고 수직파악한계를 기능적 치수로 답하지 않도록 주의해야 한다.

①: HM(수평계수) — 수평거리 H가 63cm 초과 시 0 ($H>63$cm)
②: VM(수직계수) — 수직위치 V가 175cm 초과 시 0 ($V>175$cm)
③: AM(비대칭계수) — 비대칭각도 A가 135° 초과 시 0 ($A>135^{\circ }$)

[해설]

RWL(권장무게한계) 산출에 쓰이는 각 계수는 신체 부담이 지나치게 커지는 지점을 넘어서면 더 이상 들기 작업이 권장되지 않는다는 의미로 0이 된다.

HM(수평계수)은 몸통 중심에서 물체까지의 수평거리 H가 63cm를 초과하면 0이 되고, VM(수직계수)은 바닥에서 손 높이 V가 175cm를 초과하면 0이 된다.

AM(비대칭계수)은 몸을 비트는 각도 A가 135°를 초과하면 0이 되며, 이 세 계수 중 하나라도 0이면 RWL 전체가 0이 되어 해당 조건에서는 들기 작업을 해서는 안 된다는 뜻이다.

[해설]

인체측정치는 측정 방식에 따라 구조적(정적) 치수와 기능적(동적) 치수로 나뉜다.

구조적 치수는 표준자세로 움직이지 않는 피측정자를 마틴식 인체측정기로 재는 값으로 일반·특수 용품 설계의 기초자료로 쓰이고, 기능적 치수는 상지·하지 운동이나 체위 변화 등 실제 동작 중의 치수를 재는 것으로 마틴식 계측기로는 측정이 불가능해 3차원 해석장치 등이 필요하다.

[해설]

라인밸런스 효율은 각 공정의 실제 작업시간 합을 작업장 수와 주기시간을 곱한 이론상 최대 가동시간으로 나눈 값이다.

$\eta=\dfrac{5+4+3+4+6}{5\times6}=\dfrac{22}{30}=0.7333=73.33\%$로 계산하며, 100%에서 부족한 만큼은 각 공정에서 발생하는 유휴시간(불균형손실)을 의미한다.

A대: 액틴과 미오신이 중첩되어 어둡게 보이는 부분

[해설]

근섬유의 근절(sarcomere)에서 액틴과 미오신 필라멘트가 겹치는 부분은 두 필라멘트가 포개져 광학적으로 더 어둡게 보인다.

이 어두운 띠를 A대(A band)라 하며, 수축 시에도 미오신·액틴 각각의 길이는 변하지 않고 두 필라멘트가 서로 미끄러져 겹치는 정도만 달라진다는 활주설(sliding filament theory)의 근거가 된다.

조도 = $\frac{\text{광도}}{{\text{거리}}^2}$, $\frac{120}{{\left(\frac{3}{2}\right)}^2}=53.33$ lux

적정 조명수준이 가장 낮은 기타 작업의 경우 75lux이므로 53.33lux는 작업환경에 부적합하다.

[해설]

점광원의 조도는 광원으로부터의 거리의 제곱에 반비례하므로, 거리가 늘어난 만큼 역제곱으로 조도가 줄어든다.

2m에서 120lux이므로 광도는 $I=120\times2^2=480$
3m 지점의 조도는 $E=\dfrac{480}{3^2}=53.33\ \mathrm{lux}$가 된다.

산업안전보건기준에 관한 규칙의 조도기준 중 가장 낮은 등급인 그 밖의 작업 75lux에도 못 미치므로, 이 작업환경의 조명은 부적합하다.

①: 제조상의 결함 — 제조·가공상 주의의무 이행 여부와 관계없이 제품이 원래 의도한 설계와 다르게 제조·가공되어 안전하지 못하게 된 결함
②: 설계상의 결함 — 합리적인 대체설계를 채용했더라면 피해·위험을 줄이거나 피할 수 있었음에도 채용하지 않아 안전하지 못하게 된 결함
③: 지시·경고상의 결함 — 합리적인 설명·지시·경고 등 표시를 했더라면 피해·위험을 줄이거나 피할 수 있었음에도 하지 않은 결함

[해설]

PL(제조물책임)법상 결함은 제조상·설계상·지시경고상 결함의 3유형으로 구분되며, 각 유형의 판단 기준(원래 설계와의 차이, 대체설계 채용 가능성, 합리적 표시 여부)을 정확히 구분해 서술했는지가 채점 포인트다.

제조상 결함은 제조자의 주의의무 이행 여부와 무관하게 결과물이 원래 설계와 다르게 만들어진 경우를 말하고, 설계상·지시경고상 결함은 모두 사고를 줄일 수 있는 합리적 대안이 있었음에도 채택하지 않은 경우라는 공통점이 있다.

세 결함 유형의 명칭과 정의를 서로 바꿔 쓰지 않도록 주의해야 하며, 특히 설계상 결함은 대체설계 미채용, 지시·경고상 결함은 표시 미이행으로 구분된다.

[해설]

웨버비(Weber's ratio)는 변화감지역(JND)과 기준자극 크기의 비율이 일정하다는 원리이므로, 기준자극 20cm에 웨버비 1/60을 곱하면 감지 가능한 최소 변화량이 나온다.

$\dfrac{1}{60}=\dfrac{x}{20}$
$x=\dfrac{20}{60}=0.33\ \mathrm{cm}$

웨버비는 자극 종류마다 일정한 상수이며, 기준자극이 커질수록 감지에 필요한 절대 변화량도 함께 커진다는 점이 채점 포인트다.

① 효율적 서블릭 → TE(빈손이동), TL(운반), A(조립), DA(분해)
② 비효율적 서블릭 → Sh(찾기), St(고르기), UD(피할 수 없는 지연), AD(피할 수 있는 지연)

[서블릭(Therblig) 기호 분류표]

[해설]

서블릭(Therblig)은 길브레스(Gilbreth)가 정의한 미세동작 단위로, 작업 진행에 직접 기여하는 동작은 효율적, 준비·지연·정신활동처럼 부가가치가 없는 동작은 비효율적으로 구분한다.

효율적 서블릭은 빈손이동(TE)·쥐기(G)·운반(TL)·내려놓기(RL)·조립(A)·사용(U)·분해(DA)처럼 실제 작업을 진전시키는 기본·목적 동작이 해당한다.

비효율적 서블릭은 찾기(Sh)·고르기(St)·검사(I)·계획(Pn)·불가피한 지연(UD)·피할 수 있는 지연(AD)처럼 동작경제 원칙상 제거·개선 대상이 되는 정신적·정체적 동작이다.

[해설]

원추세포와 간상세포는 망막에 분포하는 두 종류의 광수용기로, 분포 위치와 기능이 서로 대비된다.

원추세포는 망막 중심부인 황반에 밀집되어 있으며 밝은 곳에서 색과 세부를 구별하는 명소시를 담당한다.

간상세포는 망막 주변부에 많이 분포하고 조도가 낮은 환경에서 명암만을 구분하는 암소시를 담당한다는 점이 두 세포를 구분하는 핵심이다.

[해설]

SEARCH는 작업방법 개선을 위해 반복적으로 던지는 질문의 앞글자를 딴 원칙으로, 각 항목이 개선 관점을 하나씩 제시한다.

단순화(Simplify)·제거(Eliminate)·순서변경(Alter sequence)·요구조건(Requirements)·결합(Combine)·빈도(How often)의 여섯 관점으로 작업을 점검한다.

채점에서는 각 알파벳의 원어와 한글 의미를 정확히 짝지어 쓰는 것이 핵심이며, 표현이 약간 달라도 의미가 일치하면 인정된다.

[해설]

청각적 표시장치는 정보가 즉시성을 요구하거나 시각 계통이 이미 과부하인 상황에서 시각적 표시장치보다 유리하다.

전달정보가 간단하고 짧을 때, 후에 재참조되지 않을 때, 시간적인 사상(event)을 다룰 때, 즉각적인 행동을 요구할 때가 대표적이며, 직무상 수신자가 자주 움직이거나 수신장소가 너무 밝아 암조응 유지가 필요한 경우도 해당한다.

반대로 정보가 복잡하고 길며 재참조가 필요하고 공간적 위치를 나타내야 하는 경우는 시각적 표시장치가 유리하므로, 두 조건을 대비해서 정리하는 것이 채점 포인트다.

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

[해설]

컨베이어 라인의 주기시간은 전체 라인의 산출 속도를 좌우하는 애로공정(가장 오래 걸리는 요소작업)의 시간으로 결정된다.

$\text{주기시간} = \max(20,12,14,13,12) = 20\ \mathrm{sec}$
$\text{시간당 생산량} = \dfrac{3600}{20} = 180\ \text{개}$

$\text{공정효율} = \dfrac{\text{총작업시간}}{\text{작업자수}\times\text{주기시간}} = \dfrac{71}{5\times20} = 0.71$
분자는 다섯 요소작업 시간의 합(71초)이라는 점이 자주 놓치는 부분이다.

①: 40
②: 90
③: 90

[해설]

VDT(영상표시단말기) 작업의 신체 부담을 줄이기 위한 작업환경 기준으로, 화면과 눈의 거리, 팔꿈치·무릎의 각도가 권장된다.

모니터-눈 거리 40cm 이상은 과도한 조절 긴장과 근접 시야를 피하기 위함이고, 팔꿈치 내각 90° 이상과 무릎 내각 90° 전후는 상완과 대퇴가 편안한 중립자세를 유지하도록 하는 기준이다.

[해설]

근골격계부담작업의 유해요인조사는 정기조사 외에도 작업 조건이 새로 생기거나 질환자가 나온 경우 수시로 실시해야 한다는 것이 산업안전보건기준에 관한 규칙의 취지다.

임시건강진단 등에서 근골격계 질환자가 확인되거나 업무상 질병으로 인정된 경우는 이미 위험이 현실화된 상황이므로 즉시 재조사가 필요하다.

새로운 부담작업·설비를 도입하거나 업무의 양·작업공정 등 작업환경이 변경된 경우도 기존 조사 결과가 더 이상 유효하지 않을 수 있는 사유이므로 수시조사 대상에 포함된다는 점이 채점 포인트다.