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]

SEARCH는 개선 아이디어를 빠짐없이 끌어내기 위한 체크리스트로, 각 알파벳이 하나의 착안점이다.

불필요한 작업을 없애고(E), 흩어진 작업을 묶고(C), 순서를 바꾸고(A), 남은 작업을 단순하게(S) 만드는 흐름은 ECRS 원칙과 같은 사고방식이다. 여기에 요구조건이 과한지(R), 빈도가 개선 효과를 좌우할 만큼 잦은지(H)를 더해 판단한다.

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 면책사유다. 제조업자가 스스로 입증해야 면책된다는 점(입증책임의 전환)이 핵심이다.

②를 개발위험의 항변이라 하며, 제조물을 공급한 뒤 결함을 알았거나 알 수 있었음에도 피해 방지 조치를 하지 않았다면 ②~④의 면책은 인정되지 않는다.

[해설]

NLE(NIOSH 들기 작업 지침)는 여러 작업 조건 계수를 곱해 권장무게한계(RWL)를 구한 뒤, 실제 작업무게와 비교한 LI(들기지수)로 위험도를 판정하는 방식이다. RWL은 기준상수 23kg에 수평거리계수(HM)·수직거리계수(VM)·이동거리계수(DM)·비대칭각도계수(AM)·빈도계수(FM)·커플링계수(CM)를 차례로 곱해 산출하며, 각 계수는 1에 가까울수록 이상적인 조건임을 뜻한다.

$RWL = 23 \times 0.55 \times 0.83 \times 0.91 \times 1.00 \times 0.95 \times 0.80 = 7.26$ kg
$LI = \dfrac{9}{7.26} = 1.24$

LI가 1을 초과하면 요통 발생 위험이 커지는 조건이므로, 값만 구하고 끝내지 말고 작업을 재설계할 필요가 있다는 조치수준 판정까지 함께 서술해야 감점을 피한다.

[해설]

이 항목들은 Barnes의 동작경제원칙 세 갈래(신체 사용·작업장 배치·공구 및 설비 설계) 중 신체 사용에 관한 원칙에 해당하며, 공통적으로 양손을 함께 쓰고 불필요한 동작 등급을 낮추는 데 초점이 있다.

양손이 동시에 시작·종료하고 서로 반대 방향에서 대칭적으로 움직이도록 하는 것은 신체 좌우의 부담을 균형 있게 분산시켜 피로를 줄이기 위함이며, 휴식시간 외에 양손을 동시에 쉬지 않게 한다는 항목도 같은 맥락이다.

관성 이용·탄도 동작·연속적인 곡선 동작을 강조하는 항목들은 근육의 제어 부담을 최소화하려는 취지다. 답안에는 9개가 제시되어 있으나 문제는 5가지만 요구하므로, 작업장 배치나 공구·설비 설계에 관한 원칙을 섞지 않고 신체 사용 항목만 골라 쓰는 것이 채점 포인트다.

[해설]

여러 음원의 소음도를 합성할 때는 데시벨 값을 그대로 더할 수 없고, 음향에너지(강도) 단위로 환산해 합산한 뒤 다시 로그로 변환해야 하며 그 결과가 91.2dB이다.

$L = 10\log(10^{60/10} + 10^{85/10} + 10^{90/10}) = 10\log(10^{6} + 10^{8.5} + 10^{9})$
$= 10\log(1{,}317{,}227{,}766) \approx 91.2$ dB

합성 결과가 가장 큰 개별 음원(90dB)보다 약간만 높게 나오는 것은 로그 스케일의 특성상 가장 큰 소음원이 지배적으로 작용하기 때문이며, 단순 산술평균으로 계산하면 감점된다.

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 뻗는 정도로 나뉜다. 전완(아래팔)만 움직여 닿는 범위가 정상작업영역, 상완까지 모두 곧게 펴야 닿는 범위가 최대작업영역이다.

자주 쓰는 공구·부품은 정상작업영역(34~45cm) 안에 배치하는 것이 원칙이며, 최대작업영역(55~65cm) 밖은 상체를 굽혀야 하므로 피한다.

파악한계는 앉은 자세에서 손이 닿아 실제 작업을 수행할 수 있는 공간의 바깥 경계로, 최대작업영역보다 넓은 개념이다.

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]

산소소비량 1L는 약 5kcal에 해당하므로 작업 에너지소비량 E = 1.1 × 5 = 5.5kcal/min이다.

Murrell 공식 R = T(E − S)/(E − 1.5)에서 T는 총 작업시간(8시간 = 480분), S는 권장 에너지소비량, 1.5는 휴식 중 에너지소비량(kcal/min)이다.

권장치가 낮은 여성(3.5kcal/min) 쪽이 초과분이 커서 필요한 휴식시간도 훨씬 길게 나온다.

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]

흐름도는 조사 → 정책 수립 → 교육·훈련 → 증상자 및 유해요인 관리 → 의학적 관리 → 작업환경 개선 → 평가의 순환 구조다. 평가 결과는 다시 정책과 개선활동으로 되먹임된다.

5가지만 요구하면 유해요인 조사, 교육·훈련, 유해요인 관리(통제), 의학적 관리(조치), 작업환경 등 개선활동을 쓰면 된다.

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]

실제 상태(신호/잡음) × 판정(신호/잡음)의 2×2 조합이 네 가지 반응대안이다. 대각선의 Hit과 Correct Noise가 옳은 판정이고, Miss와 False Alarm이 오류다.

판정기준(β)을 낮추면 Hit과 False Alarm이 함께 늘고, 높이면 둘 다 줄어든다. 반면 d'은 신호와 잡음 두 분포의 평균 간 거리로 판정기준과 무관한 순수 민감도를 나타내며, 값이 클수록 신호와 잡음을 잘 구별한다.

[해설]

GOMS 모델은 숙련된 사용자가 오류 없이 과제를 수행한다고 가정하는 인지적 과제분석 기법이므로, 실제 사용 환경의 다양성을 반영하지 못한다는 점이 공통된 한계다.

초보자나 실수하는 사용자를 예측 대상에서 제외하고, 수행 목적이 아닌 절차 자체를 모델화하다 보니 정작 사용자가 그 업무를 왜 수행하는지에 대한 통찰이 빠지기 쉽다.

또한 평균 수행시간만을 예측치로 사용해 사용자 간 개인차를 반영하지 못하고, 수행 시간 이외의 만족도·유용성 측면은 다루지 않는다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

공정도는 작업 내용·작업 순서·물자 흐름을 표준화된 기호로 기록해 공정분석과 작업 개선에 활용하는 도표라는 정의가 핵심이며, 기호 방식은 길브레스가 창안한 것으로 알려져 있다.

가공(○)·운반(➡)·검사(□)·정체(D)·저장(▽) 다섯 기호는 각각 물자의 성질·모양 변화, 위치 변화, 수량·품질을 기준과 비교해 확인하는 과정, 계획에 반한 지체, 계획에 따른 보관이라는 서로 다른 공정 성격을 나타낸다.

채점 시에는 정의를 기록 도표라는 성격으로 서술했는지, 그리고 다섯 기호의 명칭과 도형을 정확히 짝지어 그렸는지가 관건이다.

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/R비 = (조종장치가 움직인 각도 a/360) × 2πL ÷ 표시장치 이동거리이며, L은 손잡이 길이(반지름)다.

분자는 손잡이 끝이 실제로 움직인 호의 길이로 (90/360)×2π×3 = 4.712cm, 이를 표시장치 이동거리 3cm로 나누어 1.57이 된다.

C/R비가 작을수록 조종장치를 조금만 움직여도 표시장치가 크게 움직이므로 민감해진다. 따라서 분모인 표시장치 이동거리를 키우거나, 분자를 줄이도록 회전각도·손잡이 길이를 줄이면 민감도가 올라간다.

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]

외경법 $ST = NT \times (1 + A)$, 내경법 $ST = NT \times \dfrac{1}{1 - A}$

같은 여유율이라도 내경법 값이 항상 크다. 표준시간이 커지면 같은 작업에 더 많은 시간이 책정되므로 근로자에게 유리하고 기업이 불리하다. 표준편차 0.35분은 관측횟수 결정용 자료로 이 계산에는 쓰이지 않는다.

[해설]

이 네 가지는 인간 오류를 의도성 유무와 오류가 발생하는 인지 단계에 따라 구분한 분류이며, 착오·건망증·실수는 의도치 않은 오류인 반면 위반만 의도적 오류라는 점이 핵심이다.

착오는 계획을 세우는 단계에서 인식과 객관적 사실이 어긋나 생기는 오류이고, 실수는 계획은 맞았지만 수행 과정에서 주의력이 부족해 다르게 행동하는 오류라는 차이가 자주 헷갈리는 지점이다.

건망증은 단기기억의 한계로 해야 할 일을 잊는 기억 단계의 오류이고, 위반은 규정을 알면서도 고의로 어기는 것이므로 고의성 여부를 기준으로 위반과 나머지 세 가지를 갈라 서술해야 한다.

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]

인체가 스트레스를 받으면 그 결과로 나타나는 반응이 스트레인이며, 생리적 부담은 전기적 신호로 정량화할 수 있다.

국부적 근육 부담은 EMG, 전신 작업부하·순환계 부담은 ECG(심박수·심박변이), 정신활동과 각성·수면 단계는 EEG, 눈 움직임과 시각피로는 EOG, 정서적 각성·긴장은 GSR(피부전기활동)로 본다.

[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.

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]

원추체는 밝은 곳(명순응)에서 색과 세부를 보고, 간상체는 어두운 곳(암순응)에서 명암만 본다.

암조응이 완성되면 간상체가 주로 작동하므로 어두운 곳에서는 색 구별이 어렵다. 야간용 표시장치를 색보다 밝기 대비로 설계하는 이유이다.

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 자세 평가 기법으로, 허리·팔·다리의 자세와 취급 하중을 코드로 기록해 조치수준 4단계로 판정한다. 관찰이 빠른 대신 손목 등 상지 세부 자세는 보지 못한다.

RULA는 상지 중심 평가 기법으로, A그룹(상완·전완·손목·손목 비틀림)과 B그룹(목·몸통·다리) 점수를 각각 낸 뒤 근육 사용·힘 점수를 더해 최종 점수와 조치수준을 산출한다.