기계설계산기 20년 2회

인간공학 및 위험성평가관리

인간이 사용하는 물건, 설비, 환경의 설계에 작용된다.

인간의 생리적, 심리적인 면에서의 특성이나 한계점을 고려한다.

인간을 작업과 기계에 맞추는 실제 철학이 바탕이 된다.

인간 - 기계 시스템의 안전성과 편리성, 효율성을 높인다.

인간 기능의 효율은 인간 - 기계 시스템의 효율과 연계된다.

인간에게 적절한 동기부여가 된다면 좀 더 나은 성과를 얻게 된다.

개인이 시스템에서 효과적으로 기능을 하지 못해도 시스템의 수행도는 변함없다.

장비, 물건, 환경 특성이 인간의 수행도와 인간 - 기계 시스템의 성과에 영향을 준다.

작업자의 건강 및 안전 향상

생산 및 보전의 경제성 감소

사고 및 오용으로부터의 손실 감소

무오염성 : 실제로 의도하는 바와 부합해야 한다.

적절성 : 반복 실험 시 재현성이 있어야 한다.

신뢰성 : 측정하고자 하는 변수 이외의 다른 변수의 영향을 받아서는 안 된다.

민감도 : 피실험자 사이에서 볼 수 있는 예상 차이점에 비례하는 단위로 측정해야 한다.

시스템의 성공적 퍼포먼스를 확률로 나타낸 것이다.

각 부품이 동일한 신뢰도를 가질 경우 직렬 구조 신뢰도는 병렬 구조에 비해 신뢰도가 낮다.

시스템의 병렬구조는 시스템의 어느 한 부품이 고장나면 시스템이 고장나는 구조이다.

n중 k구조는 n개의 부품으로 구성된 시스템에서 k개 이상의 부품이 작동하면 시스템이 정상적으로 가동되는 구조이다.

병렬설계 및 디레이팅 기술로 시스템의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.

직렬시스템에서는 부품들 중 최소 수명을 갖는 부품에 의해 시스템 수명이 정해진다.

수리가 가능한 시스템의 평균수명(MTBF)은 평균 고장률과 정비례관계가 성립한다.

수리가 불가능한 구성요소로 병렬구조를 갖는 설비는 중복도가 늘어날수록 시스템 수명이 길어진다.

요소의 수가 많을수록 고장의 기회는 줄ㄹ어든다.

요소의 중복도가 늘어날수록 시스템의 수명은 길어진다.

요소의 어느 하나라도 정상이면 시스템은 정상이다.

시스템의 수명은 요소 중에서 수명이 가장 짧은 것으로 정해진다.

위험성평가 방법을 적용한 안전보건진단

근골격계부담작업 유해요인조사

질병으로 이어질 수 있는 위험성의 크기가 허용가능한 범위인지를 평가한다.

평가 시 해당 작업장의 근로자를 참여시키면 안된다.

사업주는 평가의 결과와 조치사항을 기록하여 보존하여야 한다.

부상으로 이어질 수 있는 위험성의 크기가 허용가능한 범위인지를 평가한다.

구성원의 참여 및 이해 수준

위험분석으로 주로 FMEA가 적용된다.

설계의 수용가능성을 위해 보다 완벽한 검토를 한다.

이 단계의 모형분석과 검사결과는 OHA의 입력 자료로 사용된다.

생산시스템 분석 및 효율성 검토

안전성 손상 없이 사용설명서의 변경과 수정을 평가

운용, 안전성 수준유지를 보증하기 위한 안전성 검사

운용, 보전 및 위급 시 절차를 평가하여 설계 시 고려사항과 같은 타당성 여부 식별

주로 시행착오에 의해 위험을 파악한다.

위험을 파악, 분석, 통제하는 접근방법이다.

수명주기 전반에 걸쳐 안전을 보장하는 것을 목표로 한다.

처음에는 국방과 우주항공 분야에서 필요성이 제기되었다.

자주 발생하는(frequent) &gt; 10⁻³/day

가끔 발생하는(occasional) &gt; 10⁻⁵/day

거의 발생하지 않는(remote) &gt; 10⁻⁶/day

극히 발생하지 않는(impossible) &gt; 10⁻⁸/day

서브시스템 분석 시 FTA보다 효과적이다.

시스템 해석기법은 정성적 귀납적 분석법 등에 사용된다.

각 요소간 영향 해석이 어려워 2가지 이상 동시 고장은 해석이 곤란하다.

양식이 비교적 간단하고 적은 노력으로 특별한 훈련 없이 해석이 가능하다.

일정고장률을 달성하고자 하는 경우

고장 발생을 최소로 하고자 하는 경우

마멸 고장만 발생하도록 하고 싶은 경우

시험 시간을 단축하고자 하는 경우

분석방법에 대한 논리적 배경이 강하다.

물적, 인적요소 모두가 분석대상이 된다.

서식이 간단하고 비교적 적은 노력으로 분석이 가능하다.

두 가지 이상의 요소가 동시에 고장나는 경우에도 분석이 용이하다.

손실 발생의 가능성이 있음

0 &lt; B ≤ 0.1

시스템 구성의 기본적 파악

상위 체계에의 고장 영향분석

신뢰도 블록 다이어그램 작성

기능적 고장 영향의 중요도

영향을 미치는 시스템의 범위

고장의 형태와 영향분석(FMEA)

결함수분석(FTA : Fault Tree Analysis)

사상수분석(ETA : Event Tree Analysis)

결함위험분석(FHA : Fault Hazard Analysis)

운용위험분석(OHA : Operating Hazard Analysis)

CTT(Critical Incident Technique) : 위급사건기법

FMEA(Failure Mode and Effect Analysis) : 고장형태 영향분석

TCRAM(Task Criticality Rating Analysis Method) : 직무위급도 분석법

THERP(Technique for Human Error Rate Prediction) : 인간실수율 예측기법

바텀-업(Bottom-Up) 방식이다.

기능적 결함 원인 분석하는데 용이하다.

계량적 데이터가 축적되면 정량적 분석이 가능하다.

짧은 시간에 점검할 수 있다.

비전문가라도 쉽게 할 수 있다.

정성, 정량적으로 해석, 평가하기 전에는 FT를 간소화해야 한다.

정상(TOP)사상과 기본사상과의 관계는 논리게이트를 이용해 도해한다.

FT를 작성하려면, 먼저 분석대상 시스템을 완전히 이해하여야 한다.

FT 작성을 쉽게 하기 위해서는 정상(Top)사상을 최대한 광범위하게 정의한다.

복잡하고, 대형화된 시스템의 신뢰성 분석에는 적절하지 않다.

시스템 각 구성요소의 기능을 정상인가 또는 고장인가로 점진적으로 구분짓는다.

"그것이 발생하기 위해서는 무엇이 필요한가"라는 것은 연역적이다.

사건들을 일련의 이분(binary) 의사 결정 분기들로 모형화한다.

시스템의 약점을 표현한 것이다.

Top 사상을 발생시키는 조합이다.

시스템이 고장 나지 않도록 하는 사상 조합이다.

시스템고장을 유발시키는 필요불가결한 기본사상들의 집합이다.

미니멀 컷셋은 시스템의 신뢰성을 표시하는 것이다.

미니멀 패스셋은 시스템의 위험성을 표시하는 것이다.

미니멀 패스셋은 시스템의 고장을 발생시키는 최소의 패스셋이다.

미니멀 컷셋은 정상사상(top event)을 일으키기 위한 최소한의 컷셋이다.

해당 시스템에 대한 신뢰도를 나타낸다.

컷셋 중에 타 컷셋을 포함하고 있는 것을 배제하고 남은 컷셋들을 의미하다.

어느 고장이나 에러를 일으키지 않으면 재해가 일어나지 않는 시스템의 신뢰성이다.

기본사상이 일어나지 않을 때 정상사상(Top event)이 일어나지 않는 기본사상의 집합이다.

일반적으로 Fussell Algorithm 이용한다.

정상사상(Top event)을 일으키는 최소한의 집합이다.

반복되는 사건이 많은 경우 Limnios와 Ziani Algorithm을 이용하는 것이 유리하다.

시스템에 고장이 발생하지 않도록 하는 모든 사상의 집합이다.

동일한 시스템에서 패스셋의 개수와 컷셋의 개수는 같다.

패스셋은 동시에 발생했을 때 정상사상을 유발하는 사상들의 집합이다.

일반적으로 시스템에서 최소 컷셋의 개수가 늘어나면 위험수준이 높아진다.

일반적으로 시스템에서 최소 컷셋 내의 사상 개수가 적어지면 위험 수준이 낮아진다.

{X₂, X₃, X₄}와 {X₃, X₄}

인간공학적 설계를 위한 자료

의자 높이 : 최대 집단치 설계

의자 깊이 : 최대 집단치 설계

의자 너비 : 최대 집단치 설계

책상 높이 : 최대 집단치 설계

인체측정치수는 동적 측정과 정적 측정이 있다.

인체측정학은 인체의 생화학적 특징을 다룬다.

자세에 따른 인체지수 변화는 없다고 가정한다.

측정항목에 무게, 둘레, 두께, 길이는 포함되지 않는다.

요부전만을 유지할 수 있도록 한다.

등 근육의 정적 부하를 높이도록 한다.

추간판에 가해지는 압력을 줄일 수 있도록 한다.

좌판의 깊이는 작업자의 등이 등받이에 닿을 수 있도록 설계한다.

좌판은 엉덩이가 앞으로 미끄러지지 않는 재질과 구조로 설계한다.

좌판의 넓이는 작은 사람에게 적합하도록, 깊이는 큰 사람에게 적합하도록 설계한다.

등받이는 충분한 넓이를 가지고 요추 부위부터 어깨부위까지 편안하게 지지하도록 설계한다.

손잡이의 단면이 원형을 이루어야 한다.

정밀작업을 요하는 손잡이 직경은 2.5~4cm로 한다.

일반적으로 손잡이의 길이는 95%tile 남성의 손폭을 기준으로 한다.

동력공구의 손잡이는 두 손가락 이상으로 작동하도록 한다.

운반작업을 수작업화 한다.

중간 중간에 중복 부분을 만든다.

인간이나 기계의 흐름을 라인화 한다.

사람이나 물건의 이동거리를 단축하기 위해 기계 배치를 분산화 한다.

공구의 기능을 각각 분리하여 사용하도록 한다.

두 팔의 동작은 동시에 서로 반대방향으로 대칭적으로 움직이도록 한다.

공구나 재료는 작업동작이 원활하게 수행되도록 그 위치를 정해준다.

가능하다면 쉽고도 자연스러운 리듬이 작업동작에 생기도록 작업을 배치한다.

가능한 한 관성을 이용하여 작업을 한다.

공구 기능을 결합하여 사용하도록 한다.

휴식시간을 제외하고는 양손이 같이 쉬도록 한다.

작업자가 작업 중에 자세를 변경할 수 있도록 한다.

작업장의 배치에 관한 원칙

복수 작업자의 활용에 관한 원칙

공구 및 설비 디자인에 관한 원칙

두 손의 동작은 동시에 시작해서 동시에 끝나야 한다.

손의 동작은 유연하고 연속적인 동작이어야 한다.

공구, 재료 및 제어장치는 사용하기 가까운 곳에 배치해야 한다.

동작이 급작스럽게 크게 바뀌는 직선 동작은 피해야 한다.

재료와 자재의 취급을 최대화해야 한다.

기계나 설비에 적당한 간격을 둬야 한다.

안전한 운송장비를 제공해야 한다.

화재 시 적당한 대피수단 제공해야 한다.

작업의 흐름에 따라 기계를 배치한다.

생산효율 증대를 위해 기계설비 주위에 재료나 반제품을 충분히 놓아둔다.

공장 내외는 안전한 통로를 두어야 하며, 통로는 선을 그어 작업장과 명확히 구별하도록 한다.

비상시에 쉽게 대비할 수 있는 통로를 마련하고 사고 진압을 위한 활동통로가 반드시 마련되어야 한다.

4.5Kg 이상의 중량물을 다루는 작업

작업장이 서로 떨어져 있으며 작업장 간 이동이 잦은 작업

작업장의 정면에서 매우 높거나 낮은 곳으로 손을 자주 뻗어야 하는 작업

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