2018년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

반응시간 $= a + b\log_2 N = 0.2 + 0.5 \times \log_2 8 = 1.7$초

[해설]

자극 수가 늘어날수록 반응시간이 길어지는 관계는 Hick(Hick-Hyman)의 법칙으로 설명되며, 반응시간은 정보량(bit)에 비례해 증가한다.

공식은 $RT = a + b\log_2 N$이며, 단순반응시간 $a=0.2$, 기울기 $b=0.5$, 자극수 $N=8$을 대입하면
$RT = 0.2 + 0.5 \times \log_2 8 = 0.2 + 0.5\times3 = 1.7$초가 된다.

①: 전달정보가 간단하고 짧을 때
②: 전달정보가 후에 재참조되지 않을 때
③: 전달정보가 시간적인 사상(event)을 다룰 때
④: 전달정보가 즉각적인 행동을 요구할 때
⑤: 수신자의 시각 계통(시각 시스템)이 과부하 상태일 때
⑥: 수신 장소가 너무 밝거나 암조응(암순응) 유지가 필요할 때
⑦: 직무상 수신자가 자주 움직이는 경우

[해설]

청각은 순간적·경보적 정보에, 시각은 복잡하고 오래 남겨야 할 정보에 유리하다.

반대로 시각적 표시장치가 유리한 경우는 전달정보가 복잡하고 길 때, 후에 재참조될 때, 공간적 위치를 다룰 때, 즉각적 행동을 요구하지 않을 때, 수신장소가 시끄러울 때, 수신자가 한 곳에 머무를 때이다.

$C/R = \dfrac{(a/360) \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}} = \dfrac{(60/360) \times 2\pi \times 5}{3} = 1.745$ ≒ 1.74

[해설]

a는 조종장치가 움직인 각도, L은 손잡이 길이(반지름)다. (60/360)×2π×5 = 5.236cm가 손잡이 끝의 이동거리이고, 이를 표시장치 이동거리 3cm로 나누면 1.745다.

소수 둘째 자리까지 요구하면 1.74로 답한다. 조종간 최적 C/R비 2.5~4.0에 비해 작으므로 민감한 조종장치다.

①: 95%tile $= 170.2 + (5.2 \times 1.645) = 178.75$ cm
②: 50%tile $= 170.2$ cm
③: 5%tile $= 170.2 - (5.2 \times 1.645) = 161.65$ cm

[해설]

정규분포를 따르는 신체치수는 평균에 표준편차와 표준정규분포 Z값을 곱한 값을 더하거나 빼서 원하는 백분위수를 구한다.

95%tile은 $170.2 + (5.2 \times 1.645) = 178.75$cm, 50%tile은 분포의 중앙값이므로 평균과 같은 $170.2$cm이다.

5%tile은 평균에서 같은 크기만큼 빼서 $170.2 - (5.2 \times 1.645) = 161.65$cm로 구하며, Z값의 부호를 상위·하위 백분위에 맞게 적용하는 것이 채점 포인트다.

작업공정도

[해설]

원자재 투입부터 완제품 산출까지 이루어지는 모든 작업과 검사 과정을 순서대로 표시한 도표는 작업공정도(Operation Process Chart)다.

유통공정도나 흐름공정도와 달리 운반·저장 등은 별도로 표시하지 않고 작업·검사 기호만으로 전체 공정을 개괄적으로 나타내는 것이 특징이다.

광삼효과

[해설]

흰 글자가 실제보다 크게, 인접한 검정 영역으로 번져 보이는 현상을 광삼효과(irradiation effect)라 한다.

이는 밝은 자극이 망막에서 주변 어두운 영역으로 확산되어 지각되는 현상으로, 표시장치의 글자·기호 설계 시 여백과 굵기를 고려해야 하는 이유가 된다.

①: RWL $= LC \times HM \times VM \times DM \times AM \times FM \times CM$
$LC = 23$
$HM = 25/H = 25/27 = 0.93$
$VM = 1 - (0.003 \times |V-75|) = 1 - (0.003 \times 15) = 0.96$
$DM = 0.82 + (4.5/D) = 0.82 + (4.5/85) = 0.87$
$AM = 1 - (0.032 \times A) = 1 - (0.032 \times 0) = 1$
$FM = 0.88$
$CM = 0.95$
$RWL = 23 \times 0.93 \times 0.96 \times 0.87 \times 1 \times 0.88 \times 0.95 = 14.94$

②: LI $= \dfrac{\text{중량물 무게}}{RWL} = \dfrac{15}{14.94} = 1$

[해설]

NIOSH 들기지침은 권장무게한계(RWL)를 기준중량 $LC=23$에 수평·수직·이동거리·비대칭·빈도·커플링 각 계수를 곱해 산출하고, 실제 중량물 무게와의 비율로 LI(들기지수)를 구해 부담 수준을 평가한다.

문제에서 주어진 값으로 각 계수를 구하면 $HM=25/27=0.93$, $VM=1-0.003\times|60-75|=0.96$, $DM=0.82+4.5/85=0.87$, $AM=1$, $FM=0.88$, $CM=0.95$이므로
$RWL = 23 \times 0.93 \times 0.96 \times 0.87 \times 1 \times 0.88 \times 0.95 \approx 14.94\,\mathrm{kg}$이다.

LI는 $LI = \dfrac{15}{14.94} \approx 1$로, LI가 1 부근이라는 것은 해당 작업이 대다수 작업자에게 허용 가능한 경계 수준의 부담임을 의미한다.

①: 굴곡 - 관절에서 각도가 감소하는 인체부분의 동작(팔꿈치로 팔굽히기)
②: 외전 - 인체 중심선에서 멀어지는 측면 동작(팔을 옆으로 들기)
③: 회내 - 손과 전완을 회전시켜 손바닥이 아래로 향하는 동작

[해설]

굴곡(flexion)은 관절을 이루는 두 인체 부위 사이의 각도가 줄어드는 동작(팔꿈치를 구부려 팔을 접는 것)을 말한다.

외전(abduction)은 팔다리를 인체의 중심선에서 옆으로 멀어지게 움직이는 동작이며, 회내(pronation)는 손과 전완을 회전시켜 손바닥이 아래를 향하게 하는 동작이다.

각 용어는 반대 동작인 신전(extension), 내전(adduction), 회외(supination)와 짝지어 이해하면 혼동을 줄일 수 있다.

기초대사량(BMR): 생명을 유지하기 위한 최소한의 단위시간당 에너지 소비량

[해설]

기초대사량은 공복·안정·쾌적한 온도 조건에서 호흡·순환·체온유지 등 생명 유지에만 쓰이는 에너지다.

작업 시 총 에너지소비량에서 기초대사량과 안정 시 대사량을 뺀 값이 작업대사량이고, 이를 기초대사량으로 나눈 값이 에너지대사율(RMR)이다.

①: 감소
②: 증가

[해설]

부정맥 지수는 심박간격의 변동(불규칙성)을 나타내는 값으로, 정신부하가 커지면 심박간격이 규칙적으로 되어 지수가 작아진다.

점멸융합주파수(VFF)는 피로하면 낮아지고 피로가 풀리면 높아지므로 정신부하가 줄면 값이 커진다. 두 지표 모두 정신부하와 반대 방향으로 움직인다.

작업공간포락면

[해설]

한 장소에 앉아 작업할 때 신체(주로 팔과 손)가 닿을 수 있는 3차원 범위를 작업공간포락면(workspace envelope)이라 한다.

이는 작업대·조정장치의 배치를 설계할 때 작업자가 무리한 자세 없이 도달할 수 있는 공간 한계를 정하는 기준으로 활용된다.

①: 작업장을 주기적으로 순회하여 근골격계질환 유발 작업공정 및 유해요인 파악
②: 주기적 면담으로 근골격계질환 증상호소자 조기 발견
③: 7일 이상 지속 증상 작업자 발생 시 지속 관찰·전문의 진단의뢰 등 조치
④: 근골격계질환자를 주기적 면담하여 조기 작업복귀 지원
⑤: 예방·관리 프로그램 운영 정책결정에 참여

[해설]

근골격계질환 예방·관리 프로그램에서 보건관리자는 작업장을 주기적으로 순회 점검하여 유해요인이 있는 공정을 파악하는 역할을 맡는다.

아울러 근로자와의 주기적 면담을 통해 증상호소자를 조기에 발견하고, 7일 이상 증상이 지속되면 지속 관찰이나 전문의 진단 의뢰 등 후속 조치를 취한다.

증상자가 조기에 업무에 복귀할 수 있도록 지원하고 프로그램 운영을 위한 정책 결정에도 참여하는 등, 예방부터 사후관리까지 전 과정에 관여하는 것이 특징이다.

①: 부자연스러운 자세 → 높낮이 조절이 가능한 작업대 설치
②: 무릎의 접촉스트레스 → 무릎보호대 착용
③: 손목·어깨의 반복적 스트레스 → 자동화기기·설비 도입
④: 장시간 유해물질(용접흄) 노출 → 환기, 적절한 휴식, 작업확대·작업교대

[해설]

쪼그려 앉기·무릎 꿇기는 하지의 정적부하와 무릎 압박을 동시에 주는 대표적 부적절 자세다. 작업대 높이를 조절해 서거나 앉아서 작업하도록 바꾸는 것이 근본대책이고, 즉시 대책으로는 무릎보호대·방석을 쓴다.

반복적인 용접동작은 자동화·지그로 줄이고, 용접흄은 국소배기와 교대·휴식으로 노출시간을 줄인다.

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.

①: 목
②: 몸통
③: 다리

[해설]

RULA는 신체 부위를 A그룹(상완·전완·손목·손목회전)과 B그룹(목·몸통·다리)으로 나누어 각각 자세 점수를 평가한 뒤 이를 조합해 최종 조치수준을 산출한다.

B그룹은 몸의 중심축과 이를 지지하는 부위로 구성되어, 팔·손 중심의 A그룹과 별도로 몸통 자세와 지지 상태의 부담을 평가하는 데 쓰인다.

좌판깊이(최소집단치 설계, 무릎 뒤 길이):
$5\%tile(\text{여자}) = 44.4 - (2.1 \times 1.645) = 40.95$ cm

좌판높이(조절식 설계, 오금 높이):
$5\%tile(\text{여자}) = 38 - (1.7 \times 1.645) = 35.2$ cm
$95\%tile(\text{남자}) = 41.3 + (1.9 \times 1.645) = 44.43$ cm

[해설]

좌판깊이는 너무 깊으면 무릎 뒤 길이가 짧은 사람이 등받이에 등을 붙일 수 없으므로 작은 사람에게 맞추는 최소집단치 설계(여자 5%tile)를 적용하고, 좌판높이는 사람마다 오금높이 차이가 커서 여자 5%tile~남자 95%tile 범위의 조절식 설계로 정한다.

좌판깊이(여자 5%tile): $44.4-(2.1 \times 1.645)=40.95$ cm

좌판높이 최소(여자 5%tile): $38-(1.7 \times 1.645)=35.2$ cm
좌판높이 최대(남자 95%tile): $41.3+(1.9 \times 1.645)=44.43$ cm

좌판이 오금높이보다 높으면 발이 뜨고 허벅지 아래가 눌리므로 작은 사람의 오금높이가 조절 범위의 하한이 되고, 큰 사람도 무릎이 과도하게 굽지 않도록 남자 95%tile 오금높이를 상한으로 삼는다.

작업관련성 근골격계질환 (근골격계질환)

[해설]

누적외상성질환(CTDs), 반복성 긴장상해(RSI)로도 불린다.
반복동작, 부적절한 작업자세, 무리한 힘, 과도한 진동, 접촉 스트레스 등이 원인이며 특정 부위에 미세손상이 누적되어 만성화되는 것이 특징이다.

①: 숙련도
②: 노력도
③: 작업환경
④: 일관성

[해설]

Westinghouse 시스템은 관측시간만으로는 반영되지 않는 작업자별 수행도 차이를 보정하기 위해 숙련도·노력도·작업환경·일관성 네 가지 요소로 나누어 레이팅한다.

숙련도와 노력도는 작업자 개인의 능력과 의지를, 작업환경은 표준작업조건과의 차이를, 일관성은 동작시간이 얼마나 안정적으로 반복되는지를 평가하는 항목이다.

네 요소를 등급별 보정계수로 환산해 합산한 뒤 관측시간에 적용하면 정미시간(정상시간)이 되고, 여기에 여유율을 더해 표준시간을 산정한다.