2014년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

$dB_2 = dB_1 - 20\log\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right) = 100 - 20\log\left(\dfrac{100}{1}\right) = 60$ dB

[해설]

점음원의 소음은 거리가 멀어질수록 구면으로 퍼져 음의 세기는 거리의 제곱에, 음압은 거리에 반비례한다. 그래서 음압수준(dB)은 거리비의 상용로그에 20을 곱한 값만큼 감소한다.

기준 거리 1m 대비 100m는 거리비가 100배이므로
$100-20\log\dfrac{100}{1}=100-40=60$ dB가 된다.

$C/R = \dfrac{(a/360) \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}} = \dfrac{(30/360) \times 2\pi \times 10}{1} =$ 5.24
(π를 3.14로 계산하면 5.23)

[해설]

여기서 a는 조종장치가 움직인 각도, L은 반지름(지레의 길이)이다. (30/360)×2π×10 = 5.236cm가 손잡이 끝의 이동거리이며, 표시장치 이동거리 1cm로 나누면 5.24다.

π를 3.14로 놓고 계산하면 5.23이 나오므로 두 값 모두 정답으로 인정된다. 최적 C/R비 2.5~4.0보다 크므로 미세조정에는 유리하나 이동시간이 길어진다.

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: 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.

①: 숙련도(Skill): 경험·적성 등의 숙련된 정도
②: 노력도(Effort): 마음가짐
③: 작업환경(Condition): 온도·진동·조도·소음 등 작업장 환경
④: 일관성(Consistency): 작업시간의 일관성 정도

[해설]

웨스팅하우스 시스템은 작업자의 실제 수행 속도를 정상 수행도와 비교해 보정하기 위해 숙련도·노력도·작업환경·일관성 네 항목을 각각 등급화하고, 그 등급값을 합해 평가계수(레이팅 계수)를 얻는다.

숙련도는 경험·적성에서 오는 익숙한 정도, 노력도는 작업에 임하는 마음가짐, 작업환경은 온도·진동·조도·소음 등 물리적 조건, 일관성은 작업시간이 얼마나 고르게 유지되는지를 나타낸다.

대상 집단의 해당 인체측정 변수 백분위 기준으로, 하위 90% 범위 내에 포함되는 사람.

[해설]

퍼센타일은 인체측정 자료를 크기순으로 정렬했을 때 특정 백분율 위치에 해당하는 값으로, 90퍼센타일은 해당 집단의 90%가 그 값 이하에 포함된다는 뜻이다.

설계에서는 출입구 높이처럼 큰 사람까지 수용해야 하는 치수에 상위 퍼센타일(90·95%tile)을 최대집단값으로 쓰고, 선반 높이처럼 작은 사람도 닿아야 하는 치수에는 하위 퍼센타일(5%tile)을 최소집단값으로 쓴다.

최대산소소비량

작업속도가 증가하면 산소소비량이 선형적으로 증가하다가, 일정 수준 이후로는 작업속도가 증가해도 더 이상 증가하지 않고 일정해지는데, 이때의 산소소비량을 말한다.

[해설]

최대산소소비량은 개인이 발휘할 수 있는 유산소 작업 능력의 한계를 나타내는 지표다.

작업강도는 절대적인 에너지 소비량이 아니라 개인의 최대산소소비량 대비 비율(%)로 평가하며, 장시간 연속작업은 최대산소소비량의 약 1/3(30~40%) 수준을 넘지 않도록 설계한다.

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.

$A_1 = 1 - (1-X_1)(1-X_2) = 1 - (1-0.1)(1-0.15) = 0.235$

$A_2 = X_3 \times X_4 = 0.15 \times 0.2 = 0.03$

$T = 1 - (1-A_1)(1-A_2) = 1 - (1-0.235)(1-0.03) = 0.258$

[해설]

정상사상 T에 이르는 경로에 OR게이트와 AND게이트가 섞여 있으므로, 게이트 종류에 맞는 확률 결합식을 아래에서 위로 차례로 적용한다.

OR게이트는 입력 중 하나만 성립해도 출력이 성립하므로 $A_1=1-(1-0.1)(1-0.15)=0.235$,
AND게이트는 입력이 모두 성립해야 하므로 $A_2=0.15\times0.2=0.03$이다.

두 값을 다시 상위 OR게이트로 묶으면 $T=1-(1-0.235)(1-0.03)=0.258$이 된다.

①: 유해요인 기본조사표
②: 근골격계질환 증상조사표
③: 개선계획 및 결과보고서

[해설]

근골격계부담작업 유해요인조사를 실시한 사업주는 조사 결과와 후속 조치 과정을 확인할 수 있도록 관련 서류를 작성·보존해야 한다(산업안전보건법령).

보존 대상은 조사 당시의 작업 실태를 기록한 유해요인 기본조사표, 근로자의 자각증상을 파악한 근골격계질환 증상조사표, 개선 계획과 이행 결과를 담은 개선계획 및 결과보고서다.

①: 생략에러(Omission Error)
②: 작위에러(Commission Error)

[해설]

스웨인(Swain)의 심리적 분류는 행위가 어떤 방식으로 어긋났는지에 따라 생략·작위·순서·시간·불필요행위 에러로 나눈다.

해야 할 절차(전조등 소등)를 빠뜨린 ①은 생략에러(Omission Error)이고, 하지 말아야 할 행동(주차위반)을 실제로 실행한 ②는 작위에러(Commission Error)다.

$\text{시각}(') = \dfrac{57.3 \times 60 \times H}{D} = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1}{3000} = 1.146$

$\text{시력} = \dfrac{1}{\text{시각}} = \dfrac{1}{1.146} = 0.872$

여기서 H: 물체의 크기(높이), D: 눈과 물체 사이의 거리.

[해설]

시력은 물체를 구분할 수 있는 최소 시각(視角, visual angle)의 역수로 정의되며, 시각은 물체 크기 H와 관측거리 D로 계산한다.

1mm 틈을 3m(3000mm) 거리에서 볼 때
$\text{시각}=\dfrac{57.3\times60\times1}{3000}=1.146$ 분이므로,
시력은 그 역수인 $\dfrac{1}{1.146}=0.872$가 된다.

①: 학습용이성(Learnability) - 초보자가 사용법을 얼마나 배우기 쉬운가
②: 효율성(Efficiency) - 숙련된 사용자가 원하는 일을 얼마나 빨리 수행할 수 있는가
③: 기억용이성(Memorability) - 오랜만에 다시 쓰는 사용자가 사용법을 얼마나 기억하기 쉬운가
④: 에러 빈도 및 정도(Error Frequency and Severity) - 실수를 얼마나 자주·크게 하며 쉽게 만회할 수 있는가
⑤: 주관적 만족도(Subjective Satisfaction) - 사용자가 제품에 얼마나 만족하는가

[해설]

닐슨은 사용성을 학습용이성·효율성·기억용이성·에러·주관적 만족도라는 측정 가능한 5가지 속성으로 정의했다.

학습용이성은 처음 쓰는 초보자, 효율성은 숙련자, 기억용이성은 재사용 시점을 기준으로 본다는 점이 구분 포인트다. 3가지·4가지만 요구해도 위에서 골라 쓰면 된다.

교재에 따라 효율성은 '목적 달성을 위해 일을 얼마나 빨리 수행하는가', 에러는 '실수 빈도·정도와 만회 가능 여부', 주관적 만족도는 '사용자의 감성적 욕구 충족 정도'로도 서술한다.

①: 개념 양립성(conceptual compatibility) - 코드·심볼의 의미가 인간의 사고·개념과 일치
②: 개념 양립성
③: 운동 양립성(movement compatibility) - 조종장치 조작에 따른 표시장치·반응의 움직임이 인간의 기대와 일치
④: 공간 양립성(spatial compatibility) - 공간적 구성이 인간의 기대와 일치

[해설]

양립성은 개념·운동·공간·양식(modality) 양립성으로 구분한다.

색이나 기호의 의미가 통념과 맞으면 개념, 조작 방향과 반응 방향이 맞으면 운동, 배치 위치가 서로 맞으면 공간 양립성이다.

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

[해설]

컨베이어 라인의 주기시간은 요소작업 중 가장 오래 걸리는 애로공정의 시간으로 결정되며, 여기서는 20초인 요소작업 1이 애로공정이므로 주기시간은 20초다.

시간당 생산량은 $\dfrac{3600}{20}=180$ 개이고,
공정효율은 총작업시간을 (작업자수×주기시간)으로 나눈 $\dfrac{71}{5\times20}=0.71$이다.

총작업시간 71초(20+12+14+13+12)에 비해 분모가 100초라는 것은 대기시간이 29초 발생한다는 뜻으로, 애로공정과 나머지 공정의 시간 편차가 클수록 효율이 낮아진다.

①: 수근관증후군(Carpal Tunnel Syndrome)
②: 건염(Tendinitis)
③: 결절종(Ganglion)

[해설]

손·손목을 반복적으로 사용하는 정밀조립작업에서는 신경 압박과 힘줄 관련 질환이 주로 발생한다.

정중신경이 압박되는 수근관증후군, 힘줄에 염증이 생기는 건염, 관절낭 주변에 물혹이 생기는 결절종이 대표적이며, 모두 반복적인 손목 굽힘·비틀림 동작과 관련이 깊다.

①: 주공정경로(가장 시간이 오래 걸리는 경로): 10 - 20 - 50
②: 주공정시간(가장 긴 시간): 9주

[해설]

PERT/CPM에서 주공정경로(critical path)는 시작 노드에서 종료 노드까지 이르는 여러 경로 가운데 소요시간의 합이 가장 긴 경로를 말한다.

모든 경로가 끝나야 공정이 완료되므로 가장 긴 경로의 소요시간이 곧 전체 완료에 필요한 최소 시간, 즉 주공정시간이 된다. 이 도표에서는 10-20-50 경로의 합이 9주로 가장 길다.

주공정경로 위의 작업은 여유시간이 0이어서 하루만 지연돼도 전체 일정이 그대로 밀리므로, 공기 단축이나 자원 투입은 이 경로부터 검토한다.

$\text{대비}(\%) = 100 \times \dfrac{L_b - L_t}{L_b} = 100 \times \dfrac{80-10}{80} = 87.5$ %

[해설]

시각적 대비(contrast)는 배경과 과녁의 광도 차이가 배경 광도에서 차지하는 비율로 정의되며, 값이 클수록 과녁이 배경과 뚜렷이 구분된다.

배경이 과녁보다 밝으므로 $100\times\dfrac{L_b-L_t}{L_b}$ 식을 그대로 적용하면
$100\times\dfrac{80-10}{80}=87.5$ %가 된다. 반대로 과녁이 배경보다 밝으면 부(-)의 대비가 되어 부호만 바뀐다.