2017년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

①: Action category 1 - 개선 필요 없음
②: Action category 2 - 추가 관찰 / 자세 변경 필요
③: Action category 3 - 계속 관찰 / 빠른 개선 필요
④: Action category 4 - 정밀 조사 / 즉시 개선 필요

[해설]

OWAS(Ovako Working Posture Analysis System)는 등·팔·다리의 자세와 취급 하중을 조합해 부담 수준을 4단계 조치 범주(Action Category)로 분류하는 평가기법이다.

범주가 높아질수록 근골격계 부담이 커지므로 조치가 시급해지는 순서로 구성되며, 1단계는 개선이 불필요한 정상 자세, 2단계는 추가 관찰과 자세 변경, 3단계는 계속 관찰과 빠른 개선, 4단계는 정밀 조사와 즉시 개선이 필요한 수준을 뜻한다.

각 범주는 자세 조합에 따라 산출된 코드에 매핑되어 현장에서 개선 우선순위를 정하는 기준으로 쓰인다.

①: 워릭의 원리(Warrick's principle)
②: 제어기구가 표시장치 옆에 설치될 때 표시장치의 지침은 가장 가까운 쪽의 제어장치와 같은 방향으로 움직일 것으로 예상된다.

[해설]

제어기구와 표시장치가 같은 평면(패널)에 나란히 놓일 때 운동양립성을 높이는 원리는 워릭의 원리(Warrick's principle)다.

이는 표시장치의 지침이 그것과 가장 가까운 쪽 제어장치와 같은 방향으로 움직일 것이라는 사용자의 기대를 반영한 배치 원칙이다.

즉 조작 방향과 지침 이동 방향이 사용자의 직관과 일치하도록 설계해야 오조작을 줄일 수 있다는 것이 핵심이다.

①: VFF(Visual Flicker Fusion Frequency)
②: 빛을 깜빡거릴 때 점멸하는 것처럼 보이지 않고 연속적으로 느껴지는 주파수

[해설]

점멸융합주파수(VFF, Visual Flicker Fusion Frequency)는 빛의 깜빡임이 더 이상 점멸로 지각되지 않고 연속된 빛으로 느껴지는 임계 주파수를 말한다.

VFF는 중추신경계의 피로도나 각성 수준에 민감하게 반응하므로 정신적 부하·피로를 측정하는 지표로도 활용된다.

한쪽이라도 고장나면 추락하므로 직렬 구조이다.
$R = 0.7 \times 0.8 = 0.56$

[해설]

좌우 엔진 중 어느 하나라도 고장나면 추락하므로 두 엔진은 직렬(series) 구조로 신뢰도를 계산해야 한다.

직렬 시스템의 전체 신뢰도는 각 요소 신뢰도의 곱으로 구하므로 $R = 0.7 \times 0.8 = 0.56$이다.

하나만 작동해도 되는 병렬 구조와 혼동하지 않는 것이 채점 포인트다.

소음 수준별 허용노출시간: 85dB 16시간, 90dB 8시간, 95dB 4시간
① 소음노출지수(누적소음노출량) $D = \dfrac{2}{16} + \dfrac{3}{8} + \dfrac{3}{4} = 1.25$ → 125 %
② 시간가중평균 $TWA = 16.61 \times \log_{10}\left(\dfrac{125}{100}\right) + 90 = 91.61$ → 91.61 dB(A) (반올림 91.6 dB(A))

[해설]

소음노출지수 D는 각 소음수준의 실제 노출시간(C)을 그 수준의 허용노출시간(T)으로 나눈 값을 모두 더한 것으로, 100%(1)를 넘으면 노출기준 초과다.

허용노출시간은 90dB 8시간을 기준으로 5dB 증가할 때마다 절반으로 줄어든다(85dB 16시간, 95dB 4시간, 100dB 2시간).

TWA는 D를 8시간 등가 소음수준으로 환산한 값으로 $TWA=16.61\log_{10}\left(\dfrac{D}{100}\right)+90$ 을 쓴다. D=125%이므로 91.61dB(A)이며 노출기준 90dB(A)를 초과한다.

①: 두 손 이외의 신체부위로 공구나 설비를 고정시킬 수 있도록 설계한다.
②: 공구류는 가능한 한 둘 이상의 기능을 결합하여 사용한다.
③: 공구와 자재는 가능한 한 사용하기 쉽도록 미리 위치를 잡아 둔다(pre-position).
④: 손가락마다 작업 부하가 분배되도록 설계한다.
⑤: 레버, 핸들 등은 작업자가 자세를 바꾸지 않고 최소의 움직임으로 조작할 수 있도록 배치한다.

[해설]

Barnes의 동작경제 원칙은 신체 사용, 작업장 배치, 공구 및 설비 설계 세 범주로 나뉘며, 이 문항은 그중 공구·설비 설계에 관한 항목을 묻는다.

손가락마다 작업 부하가 고르게 분배되도록 하고, 두 손 이외의 신체 부위로 공구나 설비를 고정시켜 손의 자유도를 높이는 것이 핵심 원리다.

사전 위치잡기(pre-position), 둘 이상 기능의 결합, 자세를 바꾸지 않고 최소 움직임으로 조작할 수 있는 레버·핸들 배치도 같은 맥락의 세부 원칙으로 채점 키워드가 된다.

발견하지 못한 불량(오류) 수는 90개이다.
$\text{오류율} = \dfrac{100 - 10}{1000} = 0.09$
$\text{인간 신뢰도} = 1 - 0.09 = 0.91$

[해설]

인간 신뢰도는 전체 검사 대상 중 놓친 오류(발견하지 못한 불량)의 비율을 오류율로 계산한 뒤 1에서 빼서 구한다.

실제 불량 100개 중 발견한 10개를 제외한 90개가 놓친 불량이므로 오류율 $= \dfrac{100-10}{1000} = 0.09$이다.

따라서 인간 신뢰도는 $1 - 0.09 = 0.91$이며, 검사에서 실제로 놓친 항목 수를 기준으로 삼는다는 점이 채점 포인트다.

①: 작위 에러(commission error)
②: 누락 에러(omission error)

[해설]

Swain의 심리적 에러 분류에서 작위 에러(commission error)는 필요한 조작을 잘못 수행한 경우, 누락 에러(omission error)는 필요한 조작 자체를 하지 않은 경우를 말한다.

장애인 전용 구역 주차는 해서는 안 될 행동을 한 것이므로 작위 에러, 전조등을 끄지 않은 것은 해야 할 행동을 빠뜨린 것이므로 누락 에러로 구분된다.

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: 개념 양립성(Conceptual) - 인간이 가지고 있는 개념적 연상과 일치
(예: 빨간색은 온수, 파란색은 냉수)
②: 운동 양립성(Movement) - 표시장치 또는 조정장치의 움직이는 방향이 기대와 일치
(예: 음량을 줄일 때 조절장치를 반시계 방향으로 회전)
③: 공간 양립성(Spatial) - 표시장치와 조정장치의 공간적 배치가 일치
(예: 버튼의 위치와 관련 표시장치의 위치)
④: 양식 양립성(Modality) - 자극과 응답의 양식이 문화적 관습과 일치

[해설]

양립성은 인간이 가진 기대·습관과 표시장치·조정장치의 반응이 얼마나 일치하는지를 나타내는 개념으로, 일치도가 높을수록 학습과 반응이 빨라지고 오류가 줄어든다.

개념 양립성은 개념적 연상과의 일치(빨강=온수, 파랑=냉수), 운동 양립성은 조작 방향과 반응 방향의 일치(음량을 줄일 때 반시계 방향), 공간 양립성은 표시장치와 조정장치의 공간적 배치 일치를 뜻한다.

양식 양립성은 자극과 응답의 양식이 문화적 관습에 부합하는지를 다루며, 네 유형을 예와 함께 구분해 서술하는 것이 채점 포인트다.

①: 작업요소의 수행에 필요한 시간
②: 여유시간은 제외된 시간

[해설]

정미시간은 작업요소를 수행하는 데 실제로 소요되는 순수 작업시간을 의미하며, 피로·용무 등에 대비한 여유시간은 포함하지 않는다.

표준시간은 이 정미시간에 여유시간을 더해 산출하므로, 정미시간과 표준시간의 구성 차이를 구분해 답하는 것이 핵심이다.

①: 조절치 — ㄹ ~ ㄱ (여 5%tile ~ 남 95%tile)
②: 최소극단치(최소치) — ㄹ (여 5%tile)
③: 최대극단치(최대치) — ㄱ (남 95%tile)
④: 평균치 — ㅁ (남녀 평균 합산 50%tile)

[해설]

조절식 설계는 5%tile(여자)~95%tile(남자) 범위를 조절 가능하게 한다(의자 높이 등).
최소집단치(최소극단치)는 도달거리처럼 작은 사람 기준(선반 높이 등), 최대집단치(최대극단치)는 여유공간처럼 큰 사람 기준(출입문 높이 등)으로 설계한다.
조절·극단치 적용이 곤란할 때만 평균치를 쓴다(은행 창구 높이 등).

1시간 = 100{,}000 TMU
$1\,\text{TMU} = \dfrac{3600}{100{,}000} = 0.036$ 초

[해설]

MTM(Methods-Time Measurement)에서는 1시간 = 100,000 TMU로 정의하므로 $1\,\text{TMU} = \dfrac{3600}{100{,}000} = 0.036$초로 환산된다.

이 환산값은 MTM 표의 동작시간(TMU)을 실제 초 단위로 바꿀 때 기준이 되는 상수이므로 그대로 적용하는 것이 채점 포인트다.

고장이 발생하더라도 재해로 이어지지 않도록, 즉 안전 측으로 작동하도록 하는 설계 개념

[해설]

Fail Safe는 시스템에 고장이 발생하더라도 그 고장이 곧바로 재해나 사고로 이어지지 않고 안전한 방향으로 작동하도록 설계하는 개념이다.

이는 고장 자체를 막는 것이 아니라 고장이 나더라도 피해를 최소화하는 방향으로 시스템이 반응하게 한다는 점에서 fool proof와 구분된다.

조도 = $\dfrac{\text{광도}}{\text{거리}^2}$이므로 조도는 거리의 제곱에 반비례한다.
광도 = $50 \times 3^2 = 450$ cd
$E=\dfrac{50 \times 9}{5^2}=\dfrac{50}{\left(\frac{5}{3}\right)^{2}}=18$ → 18 lux

[해설]

점광원의 조도는 광도를 거리의 제곱으로 나눈 값이므로, 거리가 멀어질수록 제곱에 반비례해 감소한다.

광도는 광원 고유의 값이므로 먼저 3m·50lux 조건에서 광도(50×3²=450cd)를 구한 뒤 5m를 대입한다.

거리비만 이용해 $E_2=E_1\left(\dfrac{d_1}{d_2}\right)^2=50\times\left(\dfrac{3}{5}\right)^2=18$ lux 로 바로 계산해도 같다.

①: 작업장 상황조사 - 작업공정 변화, 작업설비 변화, 작업량 변화, 작업속도 및 최근 업무의 변화 중 2가지
②: 근골격계질환 증상조사 - 증상과 징후, 직업력(근무력), 근무형태(교대제 여부 등), 취미활동, 과거질병력 중 2가지

[해설]

유해요인조사는 기본조사(작업장 상황조사 + 작업조건조사)와 증상조사로 구성된다.

작업장 상황조사는 '무엇이 바뀌었나'(공정·설비·작업량·작업속도의 변화)를, 증상조사는 근로자 개인 요인(증상·직업력·근무형태·취미활동·과거질병력)을 확인한다. 정기 유해요인조사는 3년마다 실시한다.

① 정미시간 $NT = 2.20 \times \dfrac{110}{100} = 2.20 \times 1.10 = 2.42$분
외경법 표준시간 $ST = 2.42 \times (1 + 0.2) = 2.904$분 → 2.904분(≒2.9분)
8시간 중 여유시간 $= 8 \times 60 \times \dfrac{2.904 - 2.42}{2.904} = 480 \times 0.1667 = 80$분 → 80분
(표준시간을 2.9분으로 반올림하면 여유시간 0.48분, 비율 0.17이 되어 $480 \times 0.17 = 81.6$분으로도 답할 수 있다.)
② 내경법으로 잘못 적용한 표준시간 $ST = 2.42 \times \dfrac{1}{1 - 0.2} = 3.025$분(≒3.03분)
잘못 계산한 3.025분이 올바른 2.904분보다 크므로 근로자에게 유리하고 기업에 불리하다.

[해설]

외경법 $ST = NT \times (1 + A)$, 내경법 $ST = NT \times \dfrac{1}{1 - A}$

같은 여유율이라도 내경법 값이 항상 크다. 표준시간이 커지면 같은 작업에 더 많은 시간이 책정되므로 근로자에게 유리하고 기업이 불리하다. 표준편차 0.35분은 관측횟수 결정용 자료로 이 계산에는 쓰이지 않는다.