2016년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

사다리처럼 사용자를 지지·보호하는 설비는 가장 무거운 사용자도 견딜 수 있어야 하므로, 평균치가 아니라 극단적 설계의 최대치수를 기준으로 한계중량을 정한다.

최대치수로 설계하면 그보다 작은 모든 중량의 사용자를 안전하게 수용할 수 있기 때문에, 체중이 더 무거운 남성 집단의 상위 백분위수를 기준값으로 삼는다.

한계중량은 평균에 표준편차와 $Z_{0.01}=2.326$을 곱한 값을 더해 $70.1+(9\times2.326)=91.03$kg으로 산출하며, 이는 남성의 약 99%가 이 중량 이하임을 뜻한다.

[해설]

청각적 표시장치의 근사성은 하나의 신호로 복잡한 정보를 한 번에 전달하기 어려울 때, 신호를 2단계로 나누어 순차적으로 제시하는 설계 원리다.

먼저 주의신호로 청취자의 주의를 끌어 정보가 어떤 종류인지 일반적인 부류를 식별하게 하고, 이어서 지정신호로 주의신호가 지칭한 대상에 대한 정확한 정보를 전달한다.

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.

[해설]

NIOSH의 중량물 취급 지침은 들기 작업의 안전한 한계를 정할 때 서로 다른 네 가지 관점의 기준을 종합적으로 고려해 권장무게한계를 산정한다.

• 역학적 기준: 척추 등 신체 구조물에 걸리는 힘과 모멘트를 근거로 한 기준
• 생체역학적 기준: 요추 디스크 등에 가해지는 압축력을 근거로 한 기준
• 생리학적 기준: 반복 작업 시 대사적 부담(에너지소비)을 근거로 한 기준
• 정신물리학적 기준: 작업자가 주관적으로 느끼는 피로·부담을 근거로 한 기준

①: 근골격계부담작업의 유해요인
②: 근골격계질환의 징후와 증상(증상과 징후의 식별방법 및 보고방법)
③: 근골격계질환 발생 시 대처요령
④: 올바른 작업자세와 작업도구·장비 등 작업시설의 올바른 사용방법
※ 제외 항목: 그 밖에 근골격계질환 예방에 필요한 사항

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제661조(유해성 등의 주지) 규정이다.

근골격계부담작업 종사자에게는 위 4가지를 알려야 하고, 예방·관리 프로그램 교육에서도 같은 내용을 다룬다. "유해요인 → 증상·징후 → 대처요령 → 올바른 자세·도구 사용" 순서로 외운다.

[해설]

청력보존 프로그램은 소음성 난청을 예방하기 위해 노출 평가부터 사후관리까지 이어지는 여러 요소를 갖추어야 실효성을 가진다.

• 소음 측정: 작업장 소음 수준과 노출량을 파악하는 단계
• 공학적 관리: 소음원 자체를 줄이거나 차단하는 대책
• 청력보호구 착용: 공학적 대책으로 부족한 노출을 개인보호구로 보완
• 청력검사(의학적 판단): 정기 청력검사로 난청 발생 여부를 조기 파악
• 보건교육훈련: 근로자에게 소음 위험성과 보호구 착용법을 교육

①: 근골격계질환으로 업무상 질병(요양결정)을 인정받은 근로자가 연간 10인 이상 발생한 사업장
②: 근골격계질환으로 업무상 질병(요양결정)을 인정받은 근로자가 연간 5인 이상 발생하고, 그 수가 해당 사업장 근로자 수의 10% 이상인 경우

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙(근골격계부담작업으로 인한 건강장해의 예방)에 따른 예방관리 프로그램 수립·시행 대상이다.

①은 인원 수 단독 기준(연간 10인 이상), ②는 인원 수와 비율을 함께 보는 기준(5인 이상 그리고 전체 근로자의 10% 이상)이라는 점이 핵심이다. 소규모 사업장에서 발생 인원이 적더라도 비율이 높으면 대상이 된다.

이와 별개로 근골격계부담작업이 있으면 3년마다 유해요인조사를 실시해야 한다.

[해설]

SD 척도(Semantic Differential, 의미미분척도)는 대상에 대한 인상이나 감성을 서로 반대되는 형용사 쌍 사이의 척도상에서 평가하게 하는 방법이다.

예를 들어 '복잡하다-단순하다'처럼 양 끝에 상반된 형용사를 두고 3점, 5점, 7점 등 홀수 척도로 응답하게 해, 사용자가 느끼는 심상공간(감성 이미지)을 수치화한다.

[해설]

착오·실수·건망증은 모두 인간의 의도하지 않은 행동 오류이지만, 오류가 발생한 인지 단계가 서로 다르다는 점에서 구분된다.

착오는 상황을 잘못 해석했거나 틀린 목표를 세워 그에 따라 행동한 경우이고, 실수는 상황 판단과 목표 설정은 옳았으나 의도한 것과 다른 행동을 실행한 경우다.

건망증은 여러 단계가 연속으로 이어지는 행동 중 일부 과정을 잊어버려 수행하지 않은 경우로, 판단 오류가 아니라 기억의 실패에 가깝다.

[해설]

합성평가법은 레이팅 시 관측자의 주관이 개입되는 문제를 줄이기 위해, 사전에 정해진 시간치(PTS)를 기준 삼아 실제 관측시간과 비교함으로써 레이팅계수를 객관적으로 산출하는 방법이다.

레이팅계수는 $\dfrac{\text{PTS를 적용하여 산정한 시간치}}{\text{실제 관측 평균치}}$로 구하며, 인적요소가 포함된 요소작업에서만 이 값을 계산할 수 있다.

표에 PTS 시간치가 주어진 요소작업 1과 5를 대입하면 각각 $\dfrac{0.096}{0.22}=0.44$, $\dfrac{0.64}{0.41}=1.56$이 되며, 이렇게 여러 요소작업에서 구한 값들을 종합해 전체 작업의 레이팅계수를 정한다.

[해설]

실제작업시간이 정상시간보다 짧다는 것은 작업자가 표준 속도보다 빠르게 작업을 수행했다는 뜻이므로 레이팅계수(수행도 평가계수)는 100%를 넘는다.

레이팅계수는 기준이 되는 정상 작업속도에 대한 실제 작업속도의 비로 구하며, 속도의 비는 시간의 역비이므로 여기서는 정상시간 12분을 실제시간 10분으로 나눈 값에 100을 곱해 산출한다.

레이팅계수는 관측시간에 곱해 정미시간을 산출하는 데 쓰이므로, 100%보다 큰 값은 이후 정미시간을 늘려 보정하는 방향으로 작용한다.

[해설]

C/R비는 조종장치의 이동거리를 표시장치의 이동거리로 나눈 값으로, 값이 작을수록 민감한(빠른) 조종장치, 클수록 둔감한(정밀한) 조종장치가 된다.

손잡이형 조종장치의 이동거리는 회전 반지름 역할을 하는 손잡이 길이 15cm와 회전각 30°에 대한 호의 길이 $\dfrac{30}{360} \times 2\pi \times 15$로 계산하며, 이를 표시장치 이동거리 3cm로 나누면 C/R비가 산출된다.

일반적으로 조종장치의 최적 C/R비는 2.5~4.0으로 알려져 있어, 계산된 값이 이 범위 안에 들면 적합, 벗어나면 부적합으로 판정한다.

[해설]

REBA의 허리(Trunk) 점수는 몸통의 굽힘·젖힘 각도에 따라 1~4점으로 구분되며, 각도가 커질수록 척추에 걸리는 부담이 커지므로 점수도 높아진다.

똑바로 선 자세(0°)를 1점으로 하고, 앞뒤 20° 이내의 가벼운 굽힘을 2점, 앞으로 20~60° 또는 뒤로 20° 이상 젖힌 자세를 3점, 60° 이상의 심한 굽힘을 4점으로 평가한다.

여기에 비틀림이나 옆으로 굽힘이 동반되면 별도로 점수가 가산되는 점도 함께 기억해 두어야 한다.

근육활주설(sliding filament theory, 근육수축 이론)

근육이 수축할 때 짧아지는 것은 미오신 필라멘트 속으로 액틴 필라멘트가 미끄러져 들어간 결과라는 이론이다.

[해설]

수축 시 액틴·미오신 필라멘트 자체의 길이는 변하지 않고 서로 겹치는 부분만 늘어나 근절(sarcomere)이 짧아진다.

따라서 미오신이 차지하는 A대의 길이는 그대로이고 I대와 H대가 줄어든다.

웨버비 $= \dfrac{\text{변화감지역}}{\text{기준자극의 크기}}$이므로
$\dfrac{1}{60} = \dfrac{x}{20}$
$x = \dfrac{20}{60} = 0.33$
∴ 약 0.33 cm(1/3 cm)

[해설]

웨버의 법칙은 기준자극이 클수록 변화를 알아채는 데 필요한 자극 차이(변화감지역, JND)도 비례해 커진다는 법칙이다. 웨버비가 작을수록 그 감각의 변별력이 좋다는 뜻이다. 여기서는 20cm 기준에서 $x \approx 0.33$ cm 이상 길이가 달라져야 차이를 감지할 수 있다.

[해설]

검사기반(전문가기반) 평가는 실제 사용자 없이 전문가나 분석적 모델이 인터페이스를 검토·예측하는 방식이므로, 사용자가 직접 참여하는 방법과 구분된다.

GOMS 모델은 목표-조작자-방법-선택규칙으로 과제 수행을 분석적으로 예측하는 인지 모델이고, 휴리스틱 평가법은 전문가가 정해진 원칙에 따라 문제점을 점검하는 방법이므로 둘 다 전문가기반 평가에 해당한다.

반면 사용자 관찰법과 설문조사법은 실제 사용자의 행동·응답을 수집하는 사용자기반 평가이므로 제외된다.

작업물 무게 $= 23 \times 2 = 46$ kg
LI $= \dfrac{\text{작업물 무게}}{RWL} = \dfrac{23 \times 2}{23} = \dfrac{46}{23} = 2$
→ LI = 2

[해설]

LI(Lifting Index)는 실제 작업물 무게를 권장무게한계(RWL)로 나눈 값으로, 들기작업의 위험도를 나타낸다.

$LI \le 1$ 이면 대부분의 작업자가 안전하게 수행할 수 있는 수준이고, 1을 넘으면 요통재해 위험이 커지므로 무게를 줄이거나 작업조건(RWL 계수)을 개선해야 한다.

거리에 따른 음의 강도 변화
$dB_2 = dB_1 - 20\log\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right) = 120 - 20\log\left(\dfrac{1000}{50}\right) = 93.98$
→ 93.98 dB(A)

[해설]

점음원에서는 거리가 멀어질수록 음압이 거리의 제곱에 반비례해 감쇠하므로, 거리가 2배가 될 때마다 약 6dB씩 줄어든다.

여기서는 $\dfrac{d_2}{d_1} = \dfrac{1000}{50} = 20$배이므로 감쇠량은 $20\log 20 = 26.02$dB이고, 120 - 26.02 = 93.98 dB(A)가 된다.