2013년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

①: Eliminate(제거) - 불필요한 작업·작업요소의 제거
②: Combine(결합) - 다른 작업·작업요소와의 결합
③: Rearrange(재배열, 재배치) - 작업순서의 변경
④: Simplify(단순화) - 작업·작업요소의 단순화·간소화

[해설]

ECRS는 작업개선의 검토 순서이기도 하다. 먼저 없앨 수 있는 작업을 제거(E)하고, 남은 것을 묶고(C), 순서를 바꾸고(R), 마지막으로 남은 작업을 단순화(S)한다.

제거의 개선 효과가 가장 크므로 개선 검토는 항상 그 작업이 왜 필요한가를 묻는 것에서 시작한다.

다음 중 5가지
① 빈손 이동(TE)
② 운반(TL)
③ 쥐기(G)
④ 내려놓기(RL)
⑤ 미리 놓기(PP)
⑥ 사용(U)
⑦ 조립(A)
⑧ 분해(DA)

[해설]

서블릭 18기호 중 작업 진행에 직접 기여하는 위 8가지가 효율적 서블릭(제1류)이다.

반대로 찾기(Sh)·고르기(St)·검사(I)·바로 놓기(P)·계획(Pn)·쥐고 있기(H)·지연(UD)·휴식(R) 등은 비효율적 서블릭으로 동작경제 원칙에 따라 제거·단축해야 할 개선 대상이다.

[해설]

SWAIN의 인간 오류 분류는 과업 수행 여부와 방식을 기준으로 나눈 것으로, 각 오류 유형의 정의를 정확히 구분하는 것이 채점 포인트다.

• 생략 오류(Omission error): 필요한 과업·절차 자체를 수행하지 않음
• 시간 오류(Time error): 과업·절차 수행이 지연됨
• 작위 오류(Commission error): 과업·절차를 불확실하게(잘못) 수행
• 불필요한 행동 오류(Extraneous error): 불필요한 과업·절차를 수행

생략 오류와 불필요한 행동 오류는 반대 개념(해야 할 것을 안 함 vs 안 해도 될 것을 함)이므로 짝지어 기억하면 혼동을 줄일 수 있다.

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.

[해설]

Fail safe는 오류가 발생해도 사고로 확대되지 않도록 안전 방향으로 작동하게 만드는 설계 개념이라는 점이 정의의 핵심이다.

인간이나 기계의 과오·오작동이 있더라도 즉시 재해로 이어지지 않도록 이중·삼중의 통제(다중 안전장치)를 두는 것이 Fail safe의 방법론이다.

고장이 나면 시스템을 정지시키는 Fail stop이나, 사용자의 실수를 애초에 방지하는 Fool proof와 개념을 혼동하지 않도록 구분해야 한다.

①: 중요성의 원칙 — 체계 목표 달성에 긴요한 정도에 따라 우선순위를 정해 배치
②: 사용빈도의 원칙 — 사용하는 빈도에 따라 우선순위를 정해 배치
③: 기능별 배치의 원칙 — 기능적으로 관련된 부품들을 모아서 배치
④: 사용순서의 원칙 — 사용 순서에 따라 서로 가까이 배치

[해설]

네 원칙은 역할이 둘로 갈린다. 중요성·사용빈도의 원칙은 부품을 어느 위치(우선순위)에 둘지 결정하고, 기능별 배치·사용순서의 원칙은 부품들 사이의 상대적 배열을 결정한다.

따라서 실제 설계에서는 중요성·사용빈도로 주요 구역을 먼저 잡고, 그 안에서 기능별·사용순서로 세부 배열을 정한다.

[해설]

이 문항은 더글라스백(Douglas bag) 방법으로 측정한 배기량·산소농도·이산화탄소농도로부터 산소소비량과 에너지소비량을 구하고, 이를 Murell 공식에 대입해 성별 휴식시간을 산정하는 문제다.

분당 흡기량은 흡기와 배기의 질소량이 같다는 원리(배기 중 질소 = 100−O₂%−CO₂%)를 이용해 배기량으로부터 환산하며, 산소소비량은 흡기 시 산소량에서 배기 시 산소량을 뺀 값이다.

$19 \times \dfrac{100-14-6}{79} = 19.24$ L/min
$(19.24 \times 0.21) - (19 \times 0.14) = 1.38$ L/min
$1.38 \times 5 = 6.9$ kcal/min

산소 1L 소비당 약 5kcal가 소비된다는 환산 계수를 곱해 분당 에너지소비량을 구한 뒤, 남녀 각각의 권장 평균 에너지소비량(남 5, 여 3.5kcal/min)을 Murell 공식의 S에 대입하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

이 문항은 판독거리에 비례해 눈금 간격과 문자판 크기를 환산하는 정비례 관계를 이용해 계기판 설계 수치를 구하는 문제다.

①은 71cm 거리에서 권장 눈금 간격 1.3mm가 1m(100cm) 거리에서는 얼마가 되는지를 비례식으로 환산한 것이다.
$71:1.3=100:x \;\Rightarrow\; x = \dfrac{1.3 \times 100}{71} = 1.83$ mm

②는 눈금 60개가 71cm 거리 기준 문자판 원주를 이룬다고 보고 원주 = 눈금 간격 × 눈금 수로 원주를 구한 뒤 지름을 산출하고, 이를 다시 판독거리 비례식으로 1m 거리 기준으로 환산한다.
$1.3 \times 60 = 78$ mm
$\dfrac{78}{3.14} = 24.84$ mm $= 2.48$ cm
$2.48 \times \dfrac{1}{0.71} = 3.5$ cm

①: 의미미분법(SD법, Semantic Differential method)
②: 다변량분석법
③: 산점도

[해설]

① SD법은 '크다-작다' 같은 형용사 반대어 쌍을 척도로 제시해 제품·환경에 대한 인간의 심상을 정량화하는 감성공학 대표 기법이다.
② 다변량 분석법(multivariate analysis)은 여러 변수가 하나의 특성치에 미치는 영향의 크기를 동시에 규명하는 자료해석법이다.
③ 산점도는 두 변수의 값을 좌표에 점으로 찍어 상관관계와 분포를 시각적으로 파악하는 통계기법이다.

①: 조작 오류가 적다
②: 만족도가 높다
③: 학습이 빠르다
④: 작업 실행속도가 빠르다
⑤: 위급 시 대처 능력이 빠르다

[해설]

양립성(compatibility)은 자극과 반응, 자극·반응의 조합이 사람의 기대와 모순되지 않는 성질이다. 개념·운동·공간·양식 양립성으로 나뉜다.

양립성이 높을수록 별도로 익힐 것이 줄어 학습이 빨라지고, 판단 지연이 없어 반응·작업 속도가 빨라지며, 오조작이 줄고 사용 만족도가 높아진다. 특히 긴급 상황처럼 생각할 여유가 없을 때 반사적으로 옳은 조작이 나오므로 대처가 빨라진다.

[해설]

허위 신호(False alarm)는 신호검출이론(SDT)에서 정의되는 개념으로, 실제로는 신호가 아닌 잡음(소음)을 신호로 잘못 판단하는 반응 오류를 말한다.

신호검출이론에서는 반응을 적중(Hit)·누락(Miss)·허위경보(False alarm)·정기각(Correct rejection)의 네 가지로 분류하는데, 허위 신호는 그중 잡음 상태에서 '신호 있음'으로 반응한 경우에 해당한다.

실제 신호를 신호로 못 알아채는 누락(Miss)과 헷갈리기 쉬우므로, 허위 신호는 잡음을 신호로 오판한 것이라는 방향을 명확히 구분해야 한다.

①: phon(음량수준) — 1,000Hz 순음의 음압수준(dB)을 기준으로 나타낸 음량 수준
②: sone(음량) — 음의 상대적·주관적 크기를 나타내는 양으로, 40phon(1,000Hz·40dB)을 1sone으로 정의
③: 1,000Hz·40dB → 40 phon, $2^{\frac{40-40}{10}} = 1$ → 1 sone
④: 1,000Hz·80dB → 80 phon, $\text{sone} = 2^{\frac{\text{phon}-40}{10}} = 2^{\frac{80-40}{10}} = 2^4 = 16$ → 16 sone
⑤: 따라서 80dB 음은 40dB 음보다 주관적으로 16배 크게 들린다

[해설]

1,000Hz 순음에서는 음압수준(dB) 값이 곧 phon 값이 되므로 40dB → 40phon, 80dB → 80phon이다.

sone은 40phon을 1sone으로 두고 phon이 10 올라갈 때마다 주관적 크기가 2배가 되도록 정의한 척도다. 그래서 $\text{sone} = 2^{\frac{\text{phon}-40}{10}}$이며, phon이 40 증가하면 $2^4 = 16$배가 된다.

[해설]

이 문항은 산업안전보건기준에 관한 규칙이 정하는 조도 기준과 소음 노출기준을 프레스 작업 조건에 적용하는 문제다.

정밀 작업의 조도 기준은 300lux 이상이며, 소음은 5dB 증가할 때마다 허용 노출시간이 절반으로 줄어드는 관계(90dB-8시간, 95dB-4시간)를 적용해 노출시간과 허용 소음도를 서로 구해낸다.

프레스 방호장치는 양수조작식·게이트가드식·수인식·손쳐내기식·감응식 중 작동 원리가 서로 다른 방식을 3가지 골라 제시하면 되며, 각 장치의 명칭을 정확히 써야 한다.

[해설]

근골격계 부담작업 유해요인조사는 근로자 면담 → 증상 설문조사 → 인간공학적 조사(작업자세·중량물 등 정량 평가)의 세 가지 방법을 조합해 실시한다.

면담과 설문조사는 작업자가 느끼는 주관적 증상·불편감을 파악하는 데 목적이 있고, 인간공학적 조사는 실제 작업자세·반복성·중량물 취급 등을 관찰·측정해 객관적 유해요인을 확인하는 방법이다.

세 방법을 병행해야 주관적 호소와 객관적 요인을 모두 반영한 조사가 되며, 어느 한 가지만으로는 불충분하다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

사용자 인터페이스(UI) 평가는 사용성(Usability)의 관점에서 이루어지며, 답안의 항목들은 널리 쓰이는 사용성 평가요소(학습용이성·효율성·기억용이성·만족도·오류율) 중 3가지 이상을 골라 제시한 것이다.

• 배우는 데 걸리는 시간(학습 용이성)
• 작업 실행 속도(효율성)
• 기억력(재사용 시 기억 용이성)
• 사용자의 주관적 만족도
• 사용자의 에러율

이 요소들은 시스템의 기능 자체가 아니라 사용자가 그 기능을 얼마나 쉽고 정확하게 쓸 수 있는가를 기준으로 삼는다는 공통점이 있다.

[해설]

이 공정은 부품 A·B·C의 가공(공정1,3,4)이 서로 독립적이라 동시에 진행할 수 있고, A는 가공 후 검사(공정2)까지 거쳐야 하므로 A 계열(가공+검사=3분)이 B·C(각 2분)보다 오래 걸려 조립 시작 시점을 결정한다.

조립(공정5)은 A·B·C가 모두 준비된 뒤에만 시작할 수 있으므로 가장 늦게 끝나는 A 계열의 3분 시점에 시작되고, 이후 조립(2분)→품질확인(1분)→포장(2분)이 순차적으로 이어져 총 $3+2+1+2=8$분이 된다.

작업공정도 요약표는 공정을 작업(원 기호)과 검사(사각형 기호)로 구분해 집계한 것으로, 가공·조립·포장 등 5개 작업 공정의 시간 합이 10분, 검사 2개 공정의 시간 합이 2분이 되는 구조다.