2017년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

①: 정기조사 - 매 3년 이내마다 정기적으로 실시

②: 수시조사 - 다음의 경우 실시
- 임시건강진단 등에서 근골격계질환자가 발생하였거나 산업재해보상보험법상 업무상 질병으로 인정받은 경우
- 근골격계부담작업에 해당하는 새로운 작업·설비를 도입한 경우
- 근골격계부담작업에 해당하는 업무의 양(업무량)·작업공정 등 작업환경을 변경한 경우

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제657조에 따라 근골격계부담작업 유해요인조사는 정기조사와 수시조사로 나뉜다.

• 정기조사는 근골격계부담작업이 있으면 3년마다 실시하고, 신설 사업장은 신설일부터 1년 이내에 최초 조사를 한다.
• 수시조사는 근골격계질환자가 생기거나 업무상 질병으로 인정받은 경우, 새 작업·설비를 도입한 경우, 업무량·작업공정 등 작업환경을 바꾼 경우에 1개월 이내에 실시한다.

외우는 요령: 수시조사 사유는 사람(질환자 발생)·설비(새로 도입)·환경(작업 변경)의 세 가지로 묶는다. 질환자가 생긴 경우라도 최근 1년 이내에 조사하고 개선조치까지 했다면 수시조사 대상에서 빠진다.

조절식 설계는 5%tile~95%tile 범위를 수용하도록 설계한다.
5%tile $= 24.4 + 2.5 + 0.5 = 27.4$ cm
95%tile $= 45.2 + 2.5 + 0.5 = 48.2$ cm
조절식 의자 높이 범위: 27.4 ~ 48.2cm

[해설]

조절식 설계는 양 끝의 소수만 제외하고 5%tile~95%tile(90% 수용)을 조절 범위로 잡는다. 오금높이 실측값에는 신발 두께 2.5cm와 옷 두께 0.5cm를 더해 실제 착석 높이로 보정한다.

하한은 5%tile에 보정치를 더한다.
24.4 + 2.5 + 0.5 = 27.4cm

상한은 95%tile에 보정치를 더한다.
45.2 + 2.5 + 0.5 = 48.2cm

따라서 의자 높이를 27.4~48.2cm 범위에서 조절할 수 있게 설계한다.

(1) $C/R = \dfrac{(a/360)\times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}}$
$= \dfrac{(20/360)\times 2\pi \times 15}{3} = 1.74$
조종간 최적 C/R비는 2.5~4.0이므로 1.74는 부적합하다.

(2) 71cm 기준 낮은 조명에서 권장 눈금간격은 1.8mm이다.
$71 : 1.8 = 500 : x$
$x = \dfrac{500\times 1.8}{71} = 12.68$ mm

[해설]

C/R비는 조종장치 이동거리 ÷ 표시장치 이동거리다. 회전형 조종장치는 호의 길이(각도/360 × 2πL)를 조종장치 이동거리로 쓴다.

(1) C/R = (20/360 × 2π × 15) ÷ 3
= 5.24 ÷ 3 = 1.74
최적 범위 2.5~4.0보다 작으므로 부적합하다.

(2) 조명이 낮을 때 기준 관측거리 71cm에서 권장하는 눈금간격은 1.8mm이고, 간격은 관측거리에 비례해 커진다.
71 : 1.8 = 500 : x
x = 500 × 1.8 ÷ 71 = 12.68mm

①: 스톱워치법
②: VTR 분석법
③: 촬영법

[해설]

직접측정법은 실제 작업을 현장에서 직접 관찰·기록해 시간을 재는 방법이다.

• 스톱워치법 — 초시계로 요소작업 시간을 직접 재는 전통적 시간연구다.
• VTR 분석법 — 작업을 비디오로 녹화한 뒤 반복 재생하며 시간과 동작을 분석한다.
• 촬영법 — 작업을 필름으로 촬영하고 화면을 분석해 시간을 구한다.

혼동 주의: PTS법·표준자료법은 작업을 직접 재지 않고 기존 자료를 이용하므로 간접측정법이다.

a: 작업자와 기계의 동시 작업시간 = 0.12분
b: 독립적인 작업자 활동시간 = 0.54분
t: 기계 가동시간 = 1.6분
이론적 기계대수 $n = \dfrac{a+t}{a+b} = \dfrac{0.12+1.6}{0.12+0.54} = 2.61$ 대

[해설]

작업자-기계 작업분석표에서 이론적 기계대수는 기계 1대의 한 주기를, 작업자가 기계 1대당 들이는 시간으로 나눈 값이다.

a(작업자·기계 동시 작업) = 0.12분: 완료품 내려놓고 새 작업물 설치
b(작업자 단독 작업) = 0.04+0.50 = 0.54분: 선반 이동+새 작업물 준비
t(기계 단독 가동) = 1.6분: 기계가공

n = (a+t)/(a+b)
= (0.12+1.6)/(0.12+0.54) = 1.72/0.66
= 2.61대

분자 1.72분은 그림에 나온 사이클시간과 같다. 답이 정수가 아니므로 실무에서는 2대(작업자 유휴 발생)와 3대(기계 유휴 발생)의 비용을 비교해 대수를 정한다.

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]

신호검출이론에서는 실제 상태(신호/잡음)와 판정(신호/잡음)을 짝지은 2×2 조합이 네 가지 반응대안이 된다.

• Hit는 신호를 신호로 옳게 판정한 것이며 P(S/S)로 나타낸다.
• Miss는 신호를 잡음으로 판정해 놓친 것이며 P(N/S)로 나타낸다.
• False Alarm은 잡음을 신호로 잘못 판정한 것이며 P(S/N)로 나타낸다.
• Correct Noise(Correct Rejection)는 잡음을 잡음으로 옳게 판정한 것이며 P(N/N)으로 나타낸다.
• d'은 신호 분포와 잡음 분포가 떨어진 정도로, 값이 클수록 둘을 잘 구별한다는 뜻이며 이를 민감도라 한다.

혼동 주의: 판정기준 β는 얼마나 쉽게 '신호'라고 답하는지를 나타내는 반응 성향이다. 반면 d'은 판정기준과 상관없는 구별 능력이다.

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.

FGI (Focus Group Interview)

[해설]

FGI(Focus Group Interview, 포커스 그룹 인터뷰)는 진행자가 소규모 집단의 토론을 이끌어 의견을 모으는 대표적인 정성적 사용성 조사방법이다.

관심 특성별로 3~5개 그룹, 그룹당 6~8명을 두는 것은 참가자끼리 의견을 주고받게 해 개인 면접으로는 드러나지 않는 문제점·요구사항을 끌어내기 위해서다.

혼동 주의: 참가자 한 명을 깊이 면담하는 방법은 심층면접(In-depth Interview)이다.

휴리스틱 평가법(Heuristic Evaluation)

[해설]

전문가가 사용성 원칙(휴리스틱)을 체크리스트로 삼아 인터페이스를 점검하는 방법이 휴리스틱 평가법이다.

평가 기준으로는 Nielsen의 사용성 원칙이 널리 쓰인다. 보통 3~5명의 전문가가 따로 점검한 뒤 발견한 문제점을 종합한다.

실제 사용자를 모집하지 않아 빠르고 비용이 적게 든다. 대신 결과가 평가자의 전문성에 크게 좌우된다.

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]

정보량은 H = Σ p·log₂(1/p)로 구하며, 표의 주변합(빨강 5·파랑 5, 통과 8·정지 2, 전체 10)으로 확률을 만든다.

입력정보량(자극 확률 0.5, 0.5)
$H(x) = 0.5\log_2 2 + 0.5\log_2 2 = 1$ bit

출력정보량(반응 확률 0.8, 0.2)
$H(y) = 0.8\log_2 \dfrac{1}{0.8} + 0.2\log_2 \dfrac{1}{0.2} = 0.7219$ bit

결합정보량(칸별 확률 0.3, 0.2, 0.5이며 확률 0인 파랑·정지 칸은 제외)
$H(x,y) = 0.3\log_2 \dfrac{1}{0.3} + 0.2\log_2 \dfrac{1}{0.2} + 0.5\log_2 \dfrac{1}{0.5} = 1.4855$ bit

전달정보량은 입력과 출력이 공유하는 정보량이므로 T(x,y) = H(x) + H(y) − H(x,y)로 구한다.
$T(x,y) = 1 + 0.7219 - 1.4855 = 0.2364$ bit

①: 사실의 확인
②: 직접원인과 문제점 발견
③: 기본원인과 문제점 결정
④: 대책 수립

[해설]

재해조사 순서는 객관적 사실에서 출발해 원인을 점점 깊이 파고든 뒤 대책으로 마무리한다.

• 사실의 확인 — 사람·물건·관리·재해 발생 경과를 있는 그대로 파악한다.
• 직접원인과 문제점 발견 — 불안전한 행동·불안전한 상태를 찾아낸다.
• 기본원인과 문제점 결정 — 직접원인을 낳은 관리적·교육적 배경을 규명한다.
• 대책 수립 — 규명한 기본원인을 없애는 재발 방지책을 세운다.

외우는 요령: 사실 → 직접 → 기본 → 대책 순이다. 기본원인 단계를 건너뛰면 대책이 표면적 원인에만 그친다.

$\text{percentile} = \text{평균} \pm (\text{표준편차}\times Z)$
(1) 95%tile $= 170 + (5.4\times 1.65) = 178.91$ cm
(2) 5%tile $= 170 - (5.4\times 1.65) = 161.09$ cm

[해설]

정규분포를 따르는 신체치수의 백분위수는 평균 ± 표준편차 × Z로 구한다.

95%tile은 평균의 위쪽이므로 더한다.
$170 + 5.4\times 1.65 = 178.91$ cm

5%tile은 평균의 아래쪽이므로 뺀다.
$170 - 5.4\times 1.65 = 161.09$ cm

정규분포는 좌우대칭이라 두 경우 모두 Z값 크기 1.65를 쓰고 부호만 다르며, 함께 주어진 Z_0.01은 쓰지 않는다.

①: 설계상의 결함 예방대책
②: 제조상의 결함 예방대책
③: 표시상의 결함 예방대책(경고라벨·사용설명서)

[해설]

제조물책임법은 결함을 설계상·제조상·표시상 결함으로 나눈다. 따라서 공급 전 대책은 이 세 결함을 제품이 출고되기 전에 막는 것이다.

• 설계상의 결함 예방 — 설계 단계에서 위험을 줄이는 안전설계와 설계 검토를 한다.
• 제조상의 결함 예방 — 설계와 다르게 만들어지지 않도록 품질관리·검사를 철저히 한다.
• 표시상의 결함 예방 — 경고라벨·사용설명서로 남은 위험과 올바른 사용법을 알린다.

혼동 주의: 리콜·보험 가입·손해 처리 체계는 제품이 공급된 뒤의 대책이다.

효과성

[해설]

사용성은 효과성·효율성·만족도의 세 측면으로 평가한다.

효과성은 사용자가 목표를 얼마나 정확하고 완전하게 달성했는지를 뜻하며, 과제 완성 비율·성공/실패 비율·사용한 메뉴나 명령어 수가 그 지표다.

혼동 주의: 목표 달성에 든 시간·노력은 효율성 지표이고, 사용자의 주관적 평가는 만족도 지표다.

①: HM, 수평계수
②: VM, 수직계수
③: DM, 거리계수
④: AM, 비대칭계수
⑤: FM, 빈도계수
⑥: CM, 결합(커플링)계수

[해설]

NIOSH 들기 방정식은 부하상수 LC = 23 kg에 6개 계수를 곱해 권장무게한계(RWL)를 구한다.
RWL = LC × HM × VM × DM × AM × FM × CM

• HM(수평계수) — 몸에서 손까지의 수평거리가 멀수록 작아진다.
• VM(수직계수) — 들기 시작하는 손 높이가 적정 높이에서 벗어날수록 작아진다.
• DM(거리계수) — 들어 올리는 수직 이동거리가 클수록 작아진다.
• AM(비대칭계수) — 몸통을 비트는 각도가 클수록 작아진다.
• FM(빈도계수) — 들기 횟수가 잦고 작업시간이 길수록 작아진다.
• CM(결합계수) — 손잡이 상태, 즉 물체를 잡기 쉬운 정도를 반영한다.

각 계수는 0~1 값이라 조건이 나쁠수록 RWL이 줄어든다. 들기지수 LI = 작업물 무게 ÷ RWL이 1을 넘으면 요통 위험이 크다.

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]

작업장 부품 배치는 중요성·사용빈도로 위치(우선순위)를 정하고, 기능별·사용순서로 부품 사이의 배열을 정한다.

• 중요성의 원칙 — 체계 목표 달성에 긴요한 부품일수록 우선해서 좋은 위치에 둔다.
• 사용빈도의 원칙 — 자주 쓰는 부품일수록 우선해서 가까운 위치에 둔다.
• 기능별 배치의 원칙 — 기능적으로 관련된 부품끼리 모아 둔다(예: 계기류끼리, 조종장치끼리).
• 사용순서의 원칙 — 연달아 쓰는 부품은 사용 순서대로 가까이 둔다.

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

①: 화면의 경사를 조정할 것
②: 저휘도형 조명기구를 사용할 것
③: 화면상의 문자와 배경의 휘도비를 낮출 것
④: 화면에 후드를 설치하거나 조명기구에 간이 차양막 등을 설치할 것

[해설]

영상표시단말기(VDT) 취급근로자 작업관리지침은 화면에 비치는 반사광과 과도한 대비를 줄여 눈부심을 막도록 한다.

• 화면의 경사 조정 — 조명·창문 빛이 화면에 반사되어 눈으로 들어오지 않는 각도로 맞춘다.
• 저휘도형 조명기구 사용 — 광원 자체의 밝기를 낮춰 화면에 비치는 반사를 줄인다.
• 문자와 배경의 휘도비 낮추기 — 글자와 바탕의 밝기 차이가 지나치면 눈이 쉽게 피로해진다.
• 후드·간이 차양막 설치 — 화면이나 조명 쪽에 가리개를 달아 빛을 물리적으로 막는다.

외우는 요령: 화면 각도, 조명, 화면 대비, 가리개의 네 가지를 짝지어 기억한다.

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]

망막의 시세포는 밝은 곳을 맡는 원추체와 어두운 곳을 맡는 간상체로 나뉜다.

• 원추체(원추세포) — 황반에 모여 있으며, 낮처럼 조도가 높을 때 작동해 색과 세부를 구별한다.
• 간상체(간상세포) — 주로 망막 주변부에 있으며, 밤처럼 조도가 낮을 때 작동해 흑백 명암만 구분한다.

어두운 곳에서 색 구별이 어려운 것은 간상체만 작동하기 때문이며, 그래서 야간용 표시장치는 색보다 밝기 대비로 설계한다.