2010년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

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 착안 체크리스트로, 머리글자 6개가 각각 하나의 개선 방향이다.

• S(Simplify operations) — 남은 작업의 동작·절차를 단순하게 만든다.
• E(Eliminate unnecessary work and material) — 불필요한 작업과 자재를 아예 없앤다.
• A(Alter sequence) — 작업 순서를 바꿔 대기·역행을 줄인다.
• R(Requirements) — 품질·정밀도 등 요구조건이 지나치지 않은지 검토한다.
• C(Combine operations) — 흩어진 작업을 하나로 묶는다.
• H(How often) — 작업이 얼마나 자주 반복되는지 따져 개선 효과가 큰 곳부터 손본다.

혼동 주의: ECRS(제거·결합·재배열·단순화)는 4가지이고, SEARCH는 여기에 요구조건(R)과 빈도(H)를 더한 6가지다.

①: 제조업자가 해당 제조물을 공급하지 아니하였다는 사실
②: 제조물을 공급한 때의 과학·기술 수준으로는 결함의 존재를 발견할 수 없었다는 사실(개발위험의 항변)
③: 결함이 공급 당시의 법령이 정하는 기준을 준수함으로써 발생하였다는 사실
④: 원재료·부품의 경우 이를 사용한 제조물 제조업자의 설계 또는 제작에 관한 지시로 인하여 결함이 발생하였다는 사실

[해설]

제조물책임법 제4조(면책사유)에 따라, 손해배상책임을 지는 제조업자 쪽이 아래 사실을 스스로 입증해야 책임을 면한다.

• 제조물 미공급 — 제조업자가 해당 제조물을 공급하지 않았다면 책임의 전제가 없다.
• 개발위험의 항변 — 공급 당시의 과학·기술 수준으로는 결함을 발견할 수 없었다는 사실이다.
• 법령기준 준수 — 공급 당시 법령이 정한 기준을 지킨 결과로 결함이 생긴 경우다.
• 원재료·부품 제조업자의 항변 — 그 부품을 쓴 완제품 제조업자의 설계·제작 지시 때문에 결함이 생긴 경우다.

혼동 주의: 공급 후 결함을 알았거나 알 수 있었는데도 손해를 막는 조치를 하지 않았다면, 미공급을 뺀 나머지 세 사유로는 면책을 주장할 수 없다.

[해설]

NIOSH 들기 작업 지침(NLE)은 기준상수 23kg에 6개 계수를 곱해 권장무게한계(RWL)를 구하고, 실제 무게와 비교한 들기지수(LI)로 위험을 판정한다.

RWL = 23 × HM × VM × DM × AM × FM × CM
$= 23 \times 0.55 \times 0.83 \times 0.91 \times 1.00 \times 0.95 \times 0.80$
= 7.26 kg

LI = 작업물 무게 ÷ RWL
$= \dfrac{9}{7.26}$
= 1.24

LI > 1이면 요통 발생 위험이 커지는 작업이다. 따라서 작업을 재설계해야 한다는 조치 수준까지 써야 한다.

[해설]

Barnes의 동작경제원칙은 신체 사용·작업장 배치·공구 및 설비 설계의 세 갈래로 나뉘며, 이 문항은 신체 사용에 관한 원칙만 묻는다.

• 양손 동시 시작·종료, 휴식 외 양손 동시 휴지 금지, 양팔 반대 방향 대칭 동작 — 좌우 부담을 고르게 나눠 한쪽만 놀거나 지치지 않게 한다.
• 최소 동작 등급 — 손가락, 손목, 전완, 상완, 몸통 순으로 등급이 올라가므로 작업이 되는 가장 낮은 등급을 쓴다.
• 관성 이용과 탄도 동작 — 근육으로 제동·통제하는 동작보다 힘이 덜 들고 빠르며 정확하다.
• 자연스러운 리듬과 연속 곡선 동작 — 급격한 방향 전환은 멈췄다 다시 가속해야 해서 시간과 피로가 늘어난다.
• 눈의 초점을 모으는 작업 최소화 — 초점을 맞출 때마다 동작이 끊기고 눈이 피로해진다.

혼동 주의: 공구·재료의 정위치 배치, 낙하식 운반, 적절한 조명 같은 항목은 작업장 배치 원칙이라 여기에 쓰면 안 된다.

[해설]

데시벨은 로그 값이라 그대로 더할 수 없으므로 각 음원을 음의 세기(에너지)로 환산해 합한 뒤 다시 로그로 바꾼다.

$L = 10\log(10^{L_1/10} + 10^{L_2/10} + 10^{L_3/10})$
$= 10\log(10^{6} + 10^{8.5} + 10^{9})$
$= 10\log(1.317 \times 10^{9})$
= 91.2 dB

합성값이 가장 큰 음원 90dB에 비해 조금만 커지는 것은 큰 소음원이 지배하기 때문이며, 60dB 음원은 결과에 거의 영향이 없다.

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 앉아서 작업할 때 팔을 얼마나 펴야 손이 닿는지로 나누며, 상완(위팔)과 전완(아래팔)을 어떻게 쓰는지가 기준이다.

• 정상작업영역 — 위팔을 자연스럽게 늘어뜨린 채 아래팔만 뻗어서 닿는 범위(약 34~45cm)로, 자주 쓰는 공구·부품을 여기에 둔다.
• 최대작업영역 — 위팔과 아래팔을 모두 곧게 펴야 닿는 범위(약 55~65cm)로, 이보다 멀면 상체를 굽혀야 한다.
• 파악한계 — 앉은 작업자가 특정 손작업을 편하게 해낼 수 있는 공간의 바깥 경계다.

외우는 요령: 아래팔만 쓰면 정상, 팔 전체를 펴면 최대, 그 작업공간의 바깥 테두리가 파악한계다.

산소 1L당 5kcal이므로 작업 에너지소비량
$E = 1.1 \times 5 = 5.5$ kcal/min

Murrell 공식 $R = \dfrac{T(E - S)}{E - 1.5}$ (T = 480분)
①: 남자 $R = \dfrac{480 \times (5.5 - 5)}{5.5 - 1.5} =$ 60분
②: 여자 $R = \dfrac{480 \times (5.5 - 3.5)}{5.5 - 1.5} =$ 240분

[해설]

산소 1L 소비는 약 5kcal에 해당하므로 작업 에너지소비량을 먼저 구한 뒤 Murrell 공식으로 휴식시간을 계산한다.

$E = 1.1 \times 5 = 5.5$ kcal/min

$R = \dfrac{T(E - S)}{E - 1.5}$
T = 480분, S = 권장 에너지소비량, 1.5 = 휴식 중 에너지소비량(kcal/min)

남자(S = 5)
$R = \dfrac{480 \times (5.5 - 5)}{5.5 - 1.5}$
= 60분

여자(S = 3.5)
$R = \dfrac{480 \times (5.5 - 3.5)}{5.5 - 1.5}$
= 240분

권장치가 낮은 여성은 초과 에너지가 커서 휴식시간이 남성의 4배로 늘어난다.

①: 유해요인 조사 및 작업평가(근골격계질환 발생 우려 여부 확인)
②: 예방·관리 정책 수립
③: 교육·훈련 실시
④: 초기(초진) 증상자 및 유해요인 관리(통제)
⑤: 의학적 관리(조치)
⑥: 작업환경 등 개선활동
⑦: 프로그램 평가

[해설]

근골격계질환 예방·관리 프로그램(안전보건공단 KOSHA GUIDE)은 조사로 시작해 평가로 끝나는 순환 구조다. 평가 결과는 다시 정책과 개선활동에 반영된다.

• 유해요인 조사 및 작업평가 — 부담작업이 있는지, 질환이 생길 우려가 있는지 먼저 확인한다.
• 예방·관리 정책 수립 — 사업주가 목표·추진 조직·예산 등의 방침을 정한다.
• 교육·훈련 실시 — 근로자와 관리자에게 유해요인과 예방법을 알린다.
• 초기 증상자 및 유해요인 관리 — 증상을 호소하는 사람을 일찍 찾아내고 원인 작업을 통제한다.
• 의학적 관리 — 증상자에게 진료·치료·업무 조정 같은 사후조치를 한다.
• 작업환경 등 개선활동 — 설비 개선이나 작업방법 변경으로 신체 부담을 줄인다.
• 프로그램 평가 — 효과를 점검해 다음 주기의 정책과 개선에 반영한다.

외우는 요령: 조사, 정책, 교육, 증상자 관리, 의학적 관리, 개선, 평가 순으로 7단계를 한 흐름으로 외운다.

①: 신호의 정확한 판정(Hit) - 신호를 신호로 판정, P(S/S)
②: 신호검출 실패(Miss) - 신호를 잡음으로 판정, P(N/S)
③: 허위경보(False Alarm) - 잡음을 신호로 판정, P(S/N)
④: 잡음을 제대로 판정(Correct Noise, Correct Rejection) - 잡음을 잡음으로 판정, P(N/N)
⑤: d' - 신호와 잡음 분포의 분리 정도(민감도)

[해설]

신호검출이론은 실제 상태(신호·잡음)와 판정(신호·잡음)의 2×2 조합으로 반응을 나누며, 조건부확률은 P(판정/실제)로 쓴다.

• Hit — 신호를 신호로 맞게 판정하는 경우로 P(S/S)이다.
• Miss — 신호를 잡음으로 놓치는 경우로 P(N/S)이다.
• False Alarm — 잡음을 신호로 잘못 판정하는 경우로 P(S/N)이다.
• Correct Noise(Correct Rejection) — 잡음을 잡음으로 맞게 판정하는 경우로 P(N/N)이다.

d'은 신호 분포와 잡음 분포의 평균이 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 민감도로, 클수록 둘을 잘 구별한다.

혼동 주의: 판정기준 β를 바꾸면 Hit과 False Alarm이 함께 오르내리지만 d'은 변하지 않는다.

[해설]

GOMS 모델은 목표(Goals)·조작(Operators)·방법(Methods)·선택규칙(Selection rules)으로 숙련자의 과제 수행시간을 예측하는 기법이다. 그래서 한계도 모델의 전제에서 나온다.

• 오류 없는 숙련자 가정 — 초보자나 실수하는 사용자의 행동은 예측하지 못한다.
• 목적과 절차의 동일시 — 업무를 목적과 직접 관련된 절차처럼 모델화해서, 사용자가 그 일을 하는 본래 목적이 무시될 수 있다.
• 평균 예측값 사용 — 사람마다 다른 개인차를 반영하지 못한다.
• 수행시간만 고려 — 만족도나 제품의 유용성에 대해서는 알려 주지 못한다.

외우는 요령: 세 가지만 쓸 때는 숙련자만 가정, 개인차 무시, 수행시간 외 미고려를 고르면 외우기 쉽다.

[해설]

공정도는 공정 안의 작업 내용·작업 순서·물자 흐름을 표준화한 기호로 기록한 도표로, 작업 개선에 쓰이며 길브레스가 창안했다.

• 가공(○) — 재료·부품의 모양이나 성질을 바꾸는 과정이다.
• 운반(➡) — 위치를 옮기는 과정으로, 가공 기호의 1/2~1/3 크기인 작은 ○로도 그린다.
• 검사(□) — 양이나 개수를 계량해 기준과 비교하는 과정이다(품질검사는 ◇).
• 정체·지연(D) — 계획에 반해 머물러 있는 상태이다.
• 저장(▽) — 계획에 따라 보관하고 있는 상태이다.

혼동 주의: 같은 정체라도 계획대로 보관하면 저장(▽), 계획에 어긋나 기다리면 지체(D)다.

①: C/R비 $= \dfrac{\frac{90}{360} \times 2\pi \times 3}{3} = 1.571$ ≒ 1.57

②: 민감도를 높이려면 C/R비를 감소시킨다.
- 표시장치의 이동거리를 크게 한다
- 조종장치의 움직이는 각도(회전각도)를 작게 하거나 손잡이 길이를 짧게 한다

[해설]

회전형 조종장치의 C/R비는 손잡이 끝이 움직인 호의 길이를 표시장치 이동거리로 나눈 값이다(a=회전각도, L=손잡이 길이).
C/R비 = (a/360 × 2πL) ÷ 표시장치 이동거리
= (90/360 × 2π × 3) ÷ 3 = 4.712 ÷ 3
≒ 1.57

C/R비가 작을수록 조종장치를 조금만 움직여도 표시장치가 크게 움직이므로 민감도가 높아진다. 따라서 분모인 표시장치 이동거리를 크게 하거나, 분자를 줄이도록 회전각도나 손잡이 길이를 작게 하면 된다.

혼동 주의: 민감도가 너무 높으면 미세 조정이 어려워진다. 그래서 실무에서는 이동시간과 조정시간의 합이 가장 작은 최적 C/R비를 찾는다.

① 정미시간 $NT = 2.20 \times \dfrac{110}{100} = 2.20 \times 1.10 = 2.42$분
외경법 표준시간 $ST = 2.42 \times (1 + 0.2) = 2.904$분 → 2.904분(≒2.9분)
8시간 중 여유시간 $= 8 \times 60 \times \dfrac{2.904 - 2.42}{2.904} = 480 \times 0.1667 = 80$분 → 80분
(표준시간을 2.9분으로 반올림하면 여유시간 0.48분, 비율 0.17이 되어 $480 \times 0.17 = 81.6$분으로도 답할 수 있다.)
② 내경법으로 잘못 적용한 표준시간 $ST = 2.42 \times \dfrac{1}{1 - 0.2} = 3.025$분(≒3.03분)
잘못 계산한 3.025분이 올바른 2.904분보다 크므로 근로자에게 유리하고 기업에 불리하다.

[해설]

관측시간에 레이팅 계수를 곱해 정미시간을 구하고, 여유율이 정미시간 기준이면 외경법으로 표준시간을 낸다.

$NT = 2.20 \times 1.10 = 2.42$분
$ST = NT \times (1 + A) = 2.42 \times 1.2 = 2.904$분

8시간 중 여유시간 = 480분 × (ST − NT) ÷ ST
$= 480 \times \dfrac{2.904 - 2.42}{2.904} = 80$분

여유율을 근무시간 기준으로 잘못 보면 내경법을 적용하게 된다.
$ST = NT \times \dfrac{1}{1 - A} = \dfrac{2.42}{0.8} = 3.025$분

잘못 계산한 3.025분이 올바른 2.904분보다 길어 같은 작업에 시간이 더 주어지므로 근로자에게 유리하고 기업에 불리하다.

표준편차 0.35분은 관측횟수를 정할 때 쓰는 자료라 이 계산에는 쓰지 않는다.

[해설]

착오·건망증·실수·위반은 Reason의 불안전행동 분류다. 앞의 셋은 의도하지 않은 오류이고, 위반만 고의적인 행동이다.

• 착오(Mistake) — 상황 인식이 객관적 사실과 어긋나 처음부터 잘못된 판단·계획을 세우는 것이다.
• 건망증(Lapse) — 단기기억의 한계로 해야 할 일을 잊어버려 빠뜨리는 에러다.
• 실수(Slip) — 계획은 맞았지만 주의력이 부족해 실행하다가 다르게 행동하는 에러다.
• 위반(Violation) — 규칙을 알면서도 일부러 어기는 행동이다.

혼동 주의: 착오는 계획 단계의 오류, 실수는 실행 단계의 오류라는 점으로 구분한다.

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]

인체의 긴장(스트레인)은 신체 기관이 활동할 때 생기는 전위차·전기저항 변화로 측정한다.

• 근전도(EMG) — 근육 활동 전위로 국부 근육의 부담을 본다.
• 심전도(ECG) — 심장근 활동 전위로 심박수 등 전신 부담을 본다.
• 뇌전도(EEG) — 대뇌 활동 전위로 각성 수준과 정신 부하를 본다.
• 안전도(EOG) — 안구 운동 전위로 눈 움직임과 시각 피로를 본다.
• 전기피부반응(GSR) — 땀 분비에 따른 피부 전기저항 변화로 정서적 긴장을 본다.

혼동 주의: 안전도(EOG)의 '안'은 눈(眼)이라서 안전(安全)과는 관계가 없다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제657조에 따라 근골격계부담작업 유해요인 조사는 3년 주기로 정기 실시한다.

그 밖에 아래 사유가 생기면 지체 없이 수시로 조사해야 한다.

• 질환자 발생 — 임시건강진단 등에서 근골격계질환자가 나왔거나 업무상 질병으로 인정받았다면 위험이 이미 현실화된 것이다.
• 새 작업·설비 도입 — 부담작업에 해당하는 새 작업·설비는 기존 조사에 들어 있지 않다.
• 작업환경 변경 — 업무량이나 작업공정이 바뀌면 이전 조사 결과가 더 이상 맞지 않는다.

외우는 요령: 사람(질환자 발생)·설비(새 작업·설비 도입)·환경(작업환경 변경)의 세 가지 변화로 묶는다.

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 밝기에 따라 역할을 나누는 원추체와 간상체 두 종류로 나뉜다.

• 원추체(원추세포)는 황반에 모여 있고, 낮처럼 밝을 때 작동해 색과 세부를 구별한다.
• 간상체(간상세포)는 망막 주변부에 많고, 밤처럼 어두울 때 작동해 흑백의 명암만 구분한다.

암순응 상태의 어두운 곳에서는 간상체가 주로 작동해 색 구별이 어려우므로 야간용 표시장치는 색 대신 밝기 대비로 설계한다.

①: OWAS 평가항목 — 허리, 팔, 다리, 하중(취급 중량물)
②: RULA 평가 신체 부위
・A그룹: 상완(위팔), 전완(아래팔), 손목, 손목 비틀림
・B그룹: 목, 몸통, 다리

[해설]

OWAS는 전신 자세를 관찰해 코드로 기록하는 기법이고, RULA는 상지(팔·손목) 중심으로 자세 부담을 점수화하는 기법이다.

• OWAS 평가항목 — 허리·팔·다리의 자세와 취급하는 하중(중량물 무게)을 조합해 코드로 기록한다.
• RULA A그룹 — 상완(위팔)·전완(아래팔)·손목·손목 비틀림으로 팔과 손의 자세를 본다.
• RULA B그룹 — 목·몸통·다리로 상체를 받치는 자세를 본다.

혼동 주의: OWAS는 손목을 보지 않고, RULA는 손목·손목 비틀림까지 본다.