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]

정기조사는 3년 주기, 수시조사는 사유가 생기면 지체 없이 실시한다.

수시조사 사유는 질환자 발생 / 새 작업·설비 도입 / 작업량·공정 등 작업환경 변경 세 가지로 묶어 외운다. 신설 사업장은 신설일부터 1년 이내에 최초 조사를 해야 한다.

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 특정 소수만 제외하고 대다수(통상 5%tile~95%tile)를 수용할 수 있도록 최소값과 최대값 범위를 정하는 방식이다.

오금높이 실측값에 신발 두께 2.5cm와 옷 두께 0.5cm를 더해 실제 착석 시의 유효 높이로 보정한 뒤, 5%tile과 95%tile 값을 각각 하한과 상한으로 삼는다.

하한을 5%tile(작은 사람)에 맞추면 그보다 큰 사람도 낮춰서 사용할 수 있고, 상한을 95%tile(큰 사람)에 맞추면 그보다 작은 사람도 높여서 맞출 수 있어 조절 범위 안에서 대부분의 사용자를 수용하게 된다.

(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]

(1)은 앞선 C/R비 문제와 같은 원리로, 회전각 20°에 대한 호의 길이를 표시장치 이동거리 3cm로 나누어 구하며, 계산값 1.74는 최적범위 2.5~4.0에 못 미쳐 부적합으로 판정된다.

(2)는 조명이 낮은 환경에서 눈금을 읽기 위해 필요한 최소 눈금간격이 기준 관측거리 71cm에서 1.8mm라는 인간공학 설계 지침값을 바탕으로, 실제 관측거리 5m(500cm)에 맞춰 비례식으로 환산한 것이다.

관측거리가 멀어질수록 같은 시각을 유지하기 위해 눈금간격도 비례해서 커져야 하므로 71:1.8 = 500:x의 비례관계가 성립한다.

①: 스톱워치법
②: VTR 분석법
③: 촬영법

[해설]

직접측정법은 실제 작업을 현장에서 직접 관찰·기록해 시간을 산정하는 방법으로, 과거 자료나 통계적 요소시간을 이용하는 간접측정법(PTS법·표준자료법 등)과 대비된다.

스톱워치법은 초시계로 요소작업 시간을 직접 재는 전통적 시간연구 방법이고, VTR분석법과 촬영법은 작업 장면을 영상으로 기록해 반복 재생하며 시간·동작을 분석하는 방법이다.

영상 기반 방법은 육안 관측보다 정밀하게 요소작업을 구분하고 재검토할 수 있다는 장점이 있다.

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]

이론적 기계대수는 작업자가 여러 대의 기계를 동시에 관리할 때 유휴시간이 발생하지 않는 최적 대수를 구하는 값으로, 작업자-기계 다중활동분석표에서 산출한다.

공식의 분자(a+t)는 작업자와 기계의 동시 작업시간에 기계 단독 가동시간을 더한 기계 1대의 한 주기이고, 분모(a+b)는 그 주기 동안 작업자가 실제로 일하는 시간이므로 $n = \dfrac{0.12+1.6}{0.12+0.54} = 2.61$이 된다.

이처럼 소수점이 남는 경우가 일반적이며, 이는 이론적으로 유휴 없이 운용 가능한 최대 대수의 기준값으로 이해하면 된다.

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]

실제 상태(신호/잡음) × 판정(신호/잡음)의 2×2 조합이 네 가지 반응대안이다. 대각선의 Hit과 Correct Noise가 옳은 판정이고, Miss와 False Alarm이 오류다.

판정기준(β)을 낮추면 Hit과 False Alarm이 함께 늘고, 높이면 둘 다 줄어든다. 반면 d'은 신호와 잡음 두 분포의 평균 간 거리로 판정기준과 무관한 순수 민감도를 나타내며, 값이 클수록 신호와 잡음을 잘 구별한다.

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(포커스 그룹 인터뷰)는 소수 인원으로 구성된 그룹을 대상으로 진행자가 정해진 주제를 놓고 토론을 유도해 정성적 의견을 수집하는 사용성 평가 기법이다.

관심 특성에 따라 3~5개 그룹으로 나누고 그룹당 6~8명을 배정하는 것은 서로 다른 배경의 참가자 간 상호작용을 통해 다양한 관점의 문제점과 요구사항을 끌어내기 위함이다.

휴리스틱 평가법(Heuristic Evaluation)

[해설]

Nielsen이 제시한 사용성 원칙(휴리스틱)을 기준으로 3~5명의 전문가가 각자 제품을 점검한 뒤 결과를 종합하는 전문가 기반 평가법이다.

실제 사용자를 모집하지 않아 빠르고 비용이 적게 들지만, 평가자의 전문성에 결과가 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]

주변합을 포함한 표는 다음과 같다. 빨강 3·2 → 합계 5, 파랑 5·0 → 합계 5, 통과 합계 8, 정지 합계 2, 전체 합계 10.

자극 확률 x: 빨강 5/10 = 0.5, 파랑 5/10 = 0.5. 반응 확률 y: 통과 8/10 = 0.8, 정지 2/10 = 0.2. 결합 확률: 빨강·통과 0.3, 빨강·정지 0.2, 파랑·통과 0.5, 파랑·정지 0(확률 0인 칸은 계산에서 제외).

전달정보량은 입력과 출력이 공유하는 정보량이므로 $T(x,y) = H(x) + H(y) - H(x,y)$로 구한다. ※ 참고: $\log_a b = \dfrac{\log b}{\log a}$.

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

[해설]

재해원인조사는 사고 후 객관적 사실 파악에서 출발해 점차 원인을 좁혀가며 대책까지 이어지는 순차적 절차로 진행된다.

먼저 사실의 확인 단계에서 상황·상해·물적 손실 등을 객관적으로 파악하고, 이어 직접원인(불안전한 행동·상태)과 문제점을 찾은 뒤, 그 배경이 되는 관리적·기본적 원인을 규명한다.

마지막으로 이렇게 규명된 원인을 근거로 재발 방지 대책을 수립하는 순서이며, 순서를 건너뛰면 근본 원인이 아닌 표면적 원인에 대책이 그칠 위험이 있다.

$\text{percentile} = \text{평균} \pm (\text{표준편차}\times Z)$
(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 평균에 표준편차와 해당 백분위수의 표준정규분포 Z값을 곱한 값을 더하거나 빼서 구한다.

95%tile은 평균보다 큰 쪽이므로 $170 + 5.4 \times 1.65 = 178.91$cm로, 5%tile은 평균보다 작은 쪽이므로 $170 - 5.4 \times 1.65 = 161.09$cm로 계산된다.

Z값 1.65는 상위·하위 5% 지점에 대응하는 표준정규분포 값으로, 정규분포의 좌우대칭 특성 덕분에 95%tile과 5%tile 모두 부호만 바꿔 동일한 Z값 크기를 사용한다.

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

[해설]

제조물책임(PL)법의 예방대책은 제품이 시장에 공급되기 전(설계·제조 단계)과 공급된 이후로 나뉘며, 문제에서 묻는 것은 공급 전 대책이다.

공급 전 대책은 제품이 가질 수 있는 세 가지 결함 유형, 즉 설계상 결함·제조상 결함·표시상 결함을 각각 예방하는 조치로 구성된다.

표시상 결함 예방은 위험을 사전에 알리는 경고라벨 부착과 사용설명서 작성이 핵심 수단이 된다.

효과성

[해설]

사용성(usability) 평가의 세 축은 흔히 효과성(effectiveness)·효율성(efficiency)·만족도(satisfaction)로 나뉜다.

과제 완성 비율이나 성공·실패 비율은 목표를 얼마나 정확하고 완전하게 달성했는지를, 사용된 메뉴·명령어 수는 그 목표 달성 과정에서 밟은 경로의 적절성을 함께 나타내는 지표로, 이 모두가 사용자가 시스템을 통해 원하는 결과를 얻어내는 정도, 즉 효과성을 가늠하는 데 활용된다.

이는 목표 달성에 걸린 시간이나 자원 소모를 다루는 효율성, 사용자의 주관적 만족도와는 구분되는 개념이다.

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

[해설]

권장무게한계 $RWL = LC \times HM \times VM \times DM \times AM \times FM \times CM$

부하상수 $LC = 23$kg이고 각 계수는 0~1의 값을 가진다. 들기지수 $LI = \dfrac{\text{작업물 무게}}{RWL}$가 1을 넘으면 요통 위험이 크다고 본다.

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.

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]

VDT 작업에서 눈부심(glare)은 화면과 주변 조명의 반사·직접광이 화면 대비를 떨어뜨려 눈의 피로와 시력 저하를 유발하므로 여러 방법으로 관리한다.

화면 경사 조정과 저휘도형 조명기구 사용은 광원이 화면에 직접 반사되는 각도를 피하는 방법이고, 문자와 배경의 휘도비를 낮추는 것은 화면 자체의 대비로 인한 눈부심을 줄이는 방법이다.

후드나 차양막 설치는 외부광이 화면에 유입되는 것을 물리적으로 차단하는 보조 수단이다.

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]

원추체는 밝은 곳(명순응)에서 색과 세부를 보고, 간상체는 어두운 곳(암순응)에서 명암만 본다.

암조응이 완성되면 간상체가 주로 작동하므로 어두운 곳에서는 색 구별이 어렵다. 야간용 표시장치를 색보다 밝기 대비로 설계하는 이유이다.