2015년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

① 색 코딩
② 형상 코딩
③ 크기 코딩
④ 촉감 코딩
⑤ 위치 코딩
⑥ 작동 방법에 의한 코딩

[해설]

조종장치 코딩은 비행기 조종실처럼 어둡거나 장갑을 낀 환경에서도 장치를 혼동 없이 식별·조작하게 하는 방법이다.

• 색 코딩 — 색으로 기능을 구분한다.
• 형상 코딩 — 손잡이 모양을 달리해 보지 않고 만져서도 구분한다.
• 크기 코딩 — 손잡이 크기 차이로 구분한다.
• 촉감 코딩 — 표면 질감(매끈함·홈·돌기)으로 구분한다.
• 위치 코딩 — 장치가 놓인 자리로 구분한다.
• 작동 방법에 의한 코딩 — 누름·돌림·당김처럼 조작 방식을 달리해 구분한다.

외우는 요령: 눈으로 보는 색에 손으로 느끼는 형상·크기·촉감, 그리고 위치·작동 방법을 더한 6가지다.

$R = \dfrac{T(E-S)}{E-1.5} = \dfrac{60 \times (6-5)}{6-1.5} = 13.33$ → 13.33 분

[해설]

머렐(Murrell)의 휴식시간 공식에서 T는 총 작업시간, E는 작업의 평균 에너지소비량, S는 권장 상한(5kcal/min)이다. 분모의 1.5kcal/min은 휴식 중 에너지소비량이다.

$R = \dfrac{T(E-S)}{E-1.5}$
$R = \dfrac{60 \times (6-5)}{6-1.5}$
R = 13.33분

혼동 주의: 분모는 E − S가 아니라 E − 1.5다.

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]

신호검출이론(SDT)은 실제 상태(신호/잡음)와 판정(신호/잡음)의 조합으로 네 가지 반응대안을 나눈다.

• 신호의 정확한 판정(Hit) — 신호를 신호로 옳게 판정한 경우로 P(S/S)다.
• 신호검출 실패(Miss) — 신호를 잡음으로 잘못 판정한 경우로 P(N/S)다.
• 허위경보(False Alarm) — 잡음을 신호로 잘못 판정한 경우로 P(S/N)다.
• 잡음을 제대로 판정(Correct Rejection) — 잡음을 잡음으로 옳게 판정한 경우로 P(N/N)다.

d'은 신호 분포와 잡음 분포 평균 사이의 거리로, 클수록 둘을 잘 구별하는 민감도를 뜻한다. 판정기준 β를 바꿔도 d'은 변하지 않는다.

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]

KOSHA GUIDE(근골격계질환 예방관리 프로그램)의 흐름은 조사로 시작해 평가로 끝나는 순환 구조다.

• 유해요인 조사 및 작업평가 — 근골격계질환 발생 우려가 있는지 먼저 확인한다.
• 예방·관리 정책 수립 — 조사 결과를 바탕으로 사업장 방침과 추진 체계를 정한다.
• 교육·훈련 실시 — 근로자·관리자에게 유해요인과 예방법을 알린다.
• 초기 증상자 및 유해요인 관리 — 증상 호소자를 일찍 찾아내고 유해요인을 통제한다.
• 의학적 관리 — 증상자에게 진료·치료·업무 조정 같은 의학적 조치를 한다.
• 작업환경 등 개선활동 — 공학적·관리적 개선으로 원인을 줄인다.
• 프로그램 평가 — 효과를 평가해 정책과 개선활동에 되먹임한다.

외우는 요령: 조사 → 정책 → 교육 → 증상자 관리 → 의학적 관리 → 개선 → 평가 순으로 묶어 외운다.

[해설]

제조물책임법은 결함 있는 제조물에도 면책사유와 면책특약을 두지만, 아래 경우에는 그 면책이 막혀 책임이 그대로 성립한다.

• 결함을 알거나 알 수 있었는데 적절한 조치를 하지 않은 경우 — 공급 후 결함을 알고도 손해방지 조치를 하지 않으면 개발위험 항변 등 면책을 주장할 수 없다.
• 책임을 배제·제한하는 계약을 한 경우 — 손해배상책임을 배제·제한하는 특약은 무효라 책임이 남는다.

예외: 영업에 쓰려고 공급받은 자가 자신의 영업용 재산에 생긴 손해에 관해 맺은 특약만 유효하다.

[해설]

근골격계부담작업 유해요인조사 지침에 따라 사업주는 조사 결과를 문서로 남겨, 이후 개선활동과 재해 발생 시 근거로 쓴다.

• 유해요인 기본조사표 — 작업장 상황과 작업조건을 조사한 기록이다.
• 근골격계질환 증상조사표 — 근로자가 부위별 증상을 적은 기록이다.
• 개선계획 및 결과보고서 — 개선 대책과 그 이행 결과를 정리한 문서다.

근로자 개인정보가 담긴 자료는 5년간 보존한다. 시설·설비 자료는 그 시설·설비가 작업장 내에 존재하는 동안 보존한다.

[해설]

THERP(인간실수율 예측기법)는 작업 단계를 사건나무로 그리고, 성공 경로에 놓인 단계별 성공확률을 곱해 전체 성공확률을 구한다.

그림에서 밸브를 여는 A의 성공확률은 0.85, 이어서 밸브를 천천히 잠그는 B의 성공확률은 0.7이며 두 단계가 모두 성공해야 성공에 이른다.
$0.85 \times 0.7 = 0.595 \approx 0.60$

혼동 주의: 실패 가지의 확률(0.15, 0.3)은 성공 경로에 들어가지 않으며, 확률을 더하지 않고 곱한다.

$C/R = \dfrac{(a/360) \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}} = \dfrac{(45/360) \times 2\pi \times 12}{6} =$ 1.57

[해설]

C/R비는 조종장치 이동거리 ÷ 표시장치 이동거리이고, 회전형 조종장치의 이동거리는 손잡이 끝이 그리는 호의 길이다.

a는 회전각, L은 손잡이 길이(반지름)다.
$\text{C/R} = \dfrac{(a/360) \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}}$
$= \dfrac{(45/360) \times 2\pi \times 12}{6} = \dfrac{9.42}{6}$
C/R비 = 1.57

C/R비가 작을수록 민감해 빠른 이동에 유리하고, 클수록 둔감해 미세 조정에 유리하다.

[해설]

인체 열교환 방정식은 신체 열 저장량(ΔS)이 대사열에서 방출·유입된 열과 수행한 일을 가감한 값이라는 열평형 원리다.
$\Delta S = M - E \pm R \pm C - W$

• M(대사열)은 몸 안에서 생기는 열이라 더한다.
• E(증발)는 땀이 증발하며 늘 열을 잃으므로 뺀다.
• R(복사)과 C(대류·전도)는 주위 온도가 체온보다 높으면 열을 얻고 낮으면 잃어 ±로 표시한다.
• W(수행한 일)는 대사 에너지 중 외부 일로 빠져나간 몫이라 뺀다.

혼동 주의: 부호가 ±인 항목은 R과 C뿐이다. ΔS > 0이면 체온이 오르고, ΔS < 0이면 체온이 내려간다.

이론적 기계대수 $n = \dfrac{2 + 3}{2} = 2.5$대이고 실제 2대 $\le 2.5$이므로 기계가 주기를 결정한다.
①: 작업주기시간 $a + t = 2 + 3 = 5$분 → 5분
②: 1시간 생산량 $\dfrac{60}{a + t} \times 2 = \dfrac{60}{2 + 3} \times 2 = 24$개 → 24개

[해설]

한 작업자가 여러 기계를 맡을 때는 이론적 기계대수 n = (a + t)/a와 실제 대수를 비교해 주기를 정한다(a: 장착시간, t: 자동가공시간).

$n = \dfrac{2 + 3}{2} = 2.5$대
실제 2대 ≤ 2.5대이므로 작업자에게 여유가 있고 기계가 주기를 결정한다.

작업주기시간 = $a + t = 2 + 3 = 5$분
1시간 생산량 = $\dfrac{60}{5} \times 2 = 24$개

혼동 주의: 실제 대수가 n보다 많으면 작업자가 병목이 되어 주기는 a × 대수가 된다.

[해설]

NIOSH 들기 작업 지침(RWL)의 승수는 시점과 종점에서 따로 구하며, 기준 범위를 벗어나면 0이 된다.

수평승수는 시점 H=60 cm, 종점 H=70.5 cm를 대입한다.
HM_start = 25/60 = 0.42
HM_end = 0 (70.5 cm > 63 cm)

수직승수는 이상적인 손 높이 75 cm에서 벗어난 만큼 줄어든다.
VM_start = 1 − 0.003 × |65 − 75| = 0.97
VM_end = 1 − 0.003 × |100 − 75| = 0.93

거리승수의 D는 시점과 종점의 수직거리 차이다.
D = 100 − 65 = 35 cm
DM = 0.82 + 4.5/35 = 0.95

비대칭승수에는 정면을 보는 시점의 0°와 몸을 튼 종점의 100°를 대입한다.
AM_start = 1 − 0.0032 × 0 = 1
AM_end = 1 − 0.0032 × 100 = 0.68

혼동 주의: 종점 HM이 0이면 종점 RWL도 0이 되므로, 종점에서 몸과 물체 사이 거리를 줄이도록 작업을 바꿔야 한다.

①: 목표 및 성능명세 결정 → 시스템의 정의 → 기본설계 → 인터페이스 설계 → 촉진물 설계 → 시험 및 평가
②: 감시, 정비유지(또는 프로그래밍)

[해설]

인간-기계 시스템은 목표 및 성능명세 결정 → 시스템의 정의 → 기본설계 → 인터페이스 설계 → 촉진물 설계 → 시험 및 평가의 6단계로 설계한다.

• 목표 및 성능명세 결정 — 시스템이 무엇을 얼마나 잘해야 하는지 먼저 정한다.
• 시스템의 정의 — 목표를 이루는 데 필요한 기능을 정한다.
• 기본설계 — 기능을 인간과 기계에 나누어 맡기고 인간에게 필요한 성능 요건을 정한다.
• 인터페이스 설계 — 표시장치·조종장치처럼 인간과 기계가 만나는 부분을 설계한다.
• 촉진물 설계 — 매뉴얼·보조도구처럼 인간의 작업을 돕는 수단을 설계한다.
• 시험 및 평가 — 완성된 시스템이 목표를 충족하는지 확인한다.

자동화 시스템에서는 감지·정보처리·의사결정·행동을 모두 기계가 맡는다.

그래서 인간에게는 감시, 정비유지(또는 프로그래밍) 역할만 남는다.

[해설]

정미시간은 관측시간을 표준 속도 기준으로 환산한 시간으로 관측시간 × 레이팅계수로 구한다.

관측 평균시간과 레이팅계수를 대입한다.
$\text{정미시간} = 10 \times \dfrac{120}{100} = 12$분 → 12분

레이팅 120%는 작업자가 표준 속도에 비해 20% 빠르게 일했음을 뜻하므로 보통 속도로 환산한 정미시간은 관측시간에 비해 길어진다.

[해설]

Westinghouse 시스템법은 숙련도·노력도·작업조건·일관성의 네 평가계수를 더해 관측시간을 보정한다.

평가계수 합 = -0.225 + 0.05 + 0.05 + 0.03 = -0.095
정미시간 = 관측시간 × (1 + 평가계수 합)
= 0.8 × (1 - 0.095)
= 0.724분

합이 음수라는 것은 관측한 작업자가 표준보다 느렸다는 뜻이다.

그래서 정미시간은 관측시간보다 짧게 보정된다.

[해설]

남녀 공용으로 설계할 때는 체구가 작은 사람도 닿아야 하므로 여성 최소치를 기준으로 삼는다.

• 정상작업영역 — 위팔(상완)을 몸에 붙인 채 아래팔(전완)만 뻗어 닿는 범위이므로, 아래팔 길이-손끝의 여성 최소치 34.7 cm를 쓴다.
• 최대작업영역 — 위팔과 아래팔을 모두 곧게 뻗어 닿는 범위이므로, 팔 길이-손끝의 여성 최소치 60.2 cm를 쓴다.

혼동 주의: 물건은 손끝으로 잡으므로 '손끝'이 붙은 항목을 고른다. '아래팔 길이'와 '팔 길이' 항목은 쓰지 않는다.

[해설]

대비는 배경과 대상의 반사율 차이가 배경 반사율의 몇 %인지로 나타내며, 값이 클수록 글자가 잘 보인다.

대비 = 100 × (L_b − L_t) ÷ L_b
= 100 × (80 − 20) ÷ 80
= 75%

혼동 주의: L_b는 배경(종이) 반사율, L_t는 대상(글자) 반사율이다.

분모에는 반드시 배경 반사율을 넣는다.

①: 입력정보량(자극정보량) $H(x) = 0.5\log_2\left(\dfrac{1}{0.5}\right) + 0.5\log_2\left(\dfrac{1}{0.5}\right) = 1$ → 1 bit
②: 출력정보량(반응정보량) $H(y) = 0.8\log_2\left(\dfrac{1}{0.8}\right) + 0.2\log_2\left(\dfrac{1}{0.2}\right) = 0.7219$ → 0.7219 bit(≒0.72)
③: 결합정보량 $H(x,y) = 0.3\log_2\left(\dfrac{1}{0.3}\right) + 0.2\log_2\left(\dfrac{1}{0.2}\right) + 0.5\log_2\left(\dfrac{1}{0.5}\right) = 1.4855$ → 1.4855 bit(≒1.49)
④: 전달정보량 $T(x,y) = H(x) + H(y) - H(x,y) = 1 + 0.7219 - 1.4855 = 0.2364$ → 0.2364 bit(≒0.23)

[해설]

정보량 H = Σ p·log₂(1/p)로 구한다. 전체 10회 중 빨강과 파랑은 각 5회이고, 통과는 8회, 정지는 2회다.

입력정보량은 자극(빨강·파랑)의 확률 0.5, 0.5로 구한다.
H(x) = 0.5 × 1 + 0.5 × 1 = 1 bit

출력정보량은 반응(통과·정지)의 확률 0.8, 0.2로 구한다.
H(y) = 0.8 × 0.3219 + 0.2 × 2.3219 = 0.7219 bit

결합정보량은 각 칸의 확률 0.3, 0.2, 0.5로 구하고, 확률이 0인 칸(파랑·정지)은 계산에서 뺀다.
H(x,y) = 0.3 × 1.7370 + 0.2 × 2.3219 + 0.5 × 1 = 1.4855 bit

전달정보량은 입력과 출력이 공유하는 정보량이다.
T(x,y) = H(x) + H(y) − H(x,y) = 1 + 0.7219 − 1.4855 = 0.2364 bit