2019년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

LI = 중량물 무게 / RWL = $\dfrac{12}{15}=0.8$
LI가 1보다 작으므로 별도의 조치사항 없음

[해설]

LI(Lifting Index)는 실제 취급 중량물 무게를 RWL(권장 중량한계)로 나눈 값으로, 해당 인양작업이 근골격계에 주는 부담을 상대적으로 나타내는 지수다.

$LI = \dfrac{12}{15} = 0.8$

LI가 1 이하이면 대부분의 근로자가 무리 없이 수행할 수 있는 수준으로 보아 별도의 조치가 필요 없고, 1을 넘으면 개선이 필요하며 3을 넘으면 즉시 개선 대상으로 해석한다. 본 문항은 0.8이므로 안전 구간에 해당한다.

[수시 유해요인조사]
①: 임시건강진단 등에서 근골격계질환자가 발생하였거나 산업재해보상보험법상 업무상 질병으로 인정받은 경우
②: 근골격계부담작업에 해당하는 새로운 작업·설비를 도입한 경우
③: 근골격계부담작업에 해당하는 업무의 양과 작업공정 등 작업환경을 변경한 경우

[관리적 개선방안]
①: 작업 다양성 제공(작업확대)
②: 작업일정 및 작업속도 조절
③: 휴식(회복)시간 제공
④: 작업자 적정배치

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제657조에 따라 사업주는 정기조사와 별도로 다음 사유가 생기면 지체 없이 수시 유해요인조사를 해야 한다.

• 질환자 발생 — 임시건강진단 등에서 근골격계질환자가 나왔거나, 근로자가 산재보상보험법상 업무상 질병으로 인정받은 경우.
• 신규 도입 — 근골격계부담작업에 해당하는 새로운 작업이나 설비를 들여온 경우.
• 작업환경 변경 — 근골격계부담작업에 해당하는 업무의 양이나 작업공정 등을 바꾼 경우.

관리적 개선방안은 설비를 바꾸지 않고 작업을 운영하는 방식을 조정해 부담을 줄이는 방법이다.

• 작업 다양성 제공 — 여러 작업을 섞어서(작업확대) 같은 동작을 계속 반복하지 않게 한다.
• 작업일정 및 작업속도 조절 — 작업량이 몰리지 않게 하고, 작업 속도를 무리하지 않게 맞춘다.
• 휴식시간 제공 — 근육이 회복할 시간을 준다.
• 작업자 적정배치 — 체격과 능력에 맞는 작업에 배치한다.

혼동 주의: 작업대 높이 조절이나 공구 개선처럼 설비·도구를 바꾸는 것은 공학적 개선이라 관리적 개선방안에 들지 않는다.

소음성 난청의 초기에 4000Hz 부근에서 청력손실이 두드러지게 나타나는 현상

[해설]

C5-dip 현상은 소음성 난청의 초기 징후로, 달팽이관에서 4000Hz 부근을 감지하는 부위가 소음에 가장 취약해 다른 주파수보다 먼저 청력손실이 나타나는 현상이다.

C5는 음계상 약 4096Hz의 음을 가리키며, 청력도(audiogram)에서 이 지점만 국소적으로 깊게 파인(dip) 형태로 나타나기 때문에 소음성 난청의 조기 진단 지표로 활용된다.

①: 소음측정
②: 공학적 대책
③: 관리적 대책
④: 청력보호구 사용
⑤: 청력검사

[해설]

청력보존 프로그램은 소음으로 인한 청력손실을 예방하고 조기에 발견하기 위한 종합관리체계로, 사전예방(측정·저감·보호구)과 사후관리(청력검사)를 아우르는 다섯 요소로 구성된다.

• 소음측정 — 작업장의 소음 노출 수준을 파악한다.
• 공학적 대책 — 소음원 자체를 저감하거나 차음한다.
• 관리적 대책 — 노출시간 단축·작업배치 조정으로 노출량을 줄인다.
• 청력보호구 사용 — 개인에게 도달하는 소음을 차단한다.
• 청력검사 — 정기 검사로 청력손실을 조기에 발견한다.

①: 시간연구법
②: 워크샘플링법(간헐적 측정법), 워크샘플링
③: PTS법
④: 표준자료법
⑤: 실적자료법

[해설]

직접측정법: 시간연구법(스톱워치로 연속 측정), 워크샘플링법(임의 시점을 간헐적으로 관측해 비율 추정).
간접측정법: PTS법(기본동작에 미리 정해진 시간치 부여), 표준자료법(요소작업 자료를 합성), 실적자료법(과거 실적 이용).

①: 선택성
②: 변동성
③: 방향성
④: 일점집중성

[해설]

인간의 정보처리에서 주의(attention)는 용량이 한정된 자원이어서 모든 자극에 고르게 배분되지 못한다. 그 결과 무엇을 처리할지 고르고, 수준이 오르내리며, 특정 방향과 대상에 쏠리는 네 가지 특성이 나타난다.

• 선택성 — 여러 자극 중 필요한 정보만 골라 처리한다.
• 변동성 — 주의 수준이 오래 일정하게 유지되지 못하고 오르내린다.
• 방향성 — 특정 방향에서 오는 정보에 주의가 집중되는 경향이 있다.
• 일점집중성 — 한 곳에 몰입하면 동시에 다른 자극을 처리하기 어렵다.

①: 안전관리조직(안전조직)
②: 사실의 발견
③: 평가분석
④: 시정책의 선정
⑤: 시정책의 적용

[해설]

하인리히의 사고예방 원리는 조직을 갖춘 뒤 사실 조사, 원인 분석, 대책 실행의 순서로 진행하는 5단계다.

• 안전관리조직 — 경영층이 책임지고 안전관리자를 두어 조직을 구성한다.
• 사실의 발견 — 사고·활동 기록 검토, 점검, 면담으로 불안전 요소를 찾아낸다.
• 평가분석 — 발견한 사실을 분석해 사고의 직접·간접 원인을 규명한다.
• 시정책의 선정 — 기술적·교육적·관리적 개선책 가운데 알맞은 것을 고른다.
• 시정책의 적용 — 선정한 대책을 3E(기술·교육·관리)로 실행하고 결과를 재평가한다.

혼동 주의: 하인리히 도미노 이론 5단계(유전·환경 → 개인 결함 → 불안전 행동·상태 → 사고 → 재해)는 사고가 일어나는 연쇄이지 예방 단계가 아니다.

①: 전달정보가 복잡하고 길 때
②: 전달정보가 후에 재참조될 때
③: 전달정보가 공간적인 위치를 다룰 때
④: 전달정보가 즉각적인 행동을 요구하지 않을 때
⑤: 수신장소가 시끄러울 때

[해설]

인간공학에서는 전달 조건에 따라 시각적 표시장치와 청각적 표시장치 중 알맞은 것을 고른다. 시각은 정보가 화면에 남아 있고 소음의 영향을 받지 않는다는 점이 강점이다.

• 전달정보가 복잡하고 길 때 — 문자·도표로 한 번에 정확히 보여 줄 수 있다.
• 전달정보가 후에 재참조될 때 — 표시가 남아 있어 다시 확인할 수 있다.
• 전달정보가 공간적인 위치를 다룰 때 — 위치·방향을 그림으로 직관적으로 나타낸다.
• 즉각적인 행동을 요구하지 않을 때 — 주의를 강제로 끌 필요가 없는 정보에 맞는다.
• 수신장소가 시끄러울 때 — 소리 신호가 소음에 묻히는 곳에서도 전달된다.

혼동 주의: 정보가 짧고 단순하거나, 즉각 행동이 필요하거나, 시간적 사건을 다룰 때는 반대로 청각적 표시장치가 유리하다.

①
A: $C/R_A=\dfrac{(30/360)\times 2\times 3.14\times 12}{1}=6.28$
B: $C/R_B=\dfrac{(20/360)\times 2\times 3.14\times 10}{0.8}=4.36$

②: A가 B보다 C/R비가 더 높아 조종장치가 더 둔감하면서 정확한 조종이 가능하므로 A가 더 나은 대안

[해설]

C/R비는 조종장치 이동거리를 표시장치 이동거리로 나눈 값이며, 손잡이 이동거리는 원호 길이 (각도/360)×2πL로 구한다.

두 대안의 C/R비를 각각 계산한다.
A: $\dfrac{(30/360)\times 2\times 3.14\times 12}{1}=6.28$
B: $\dfrac{(20/360)\times 2\times 3.14\times 10}{0.8}=4.36$

C/R비가 클수록 조종장치를 많이 움직여도 표시장치는 조금만 움직여 둔감하지만 미세 조정이 쉬워진다.

현재값 5를 넘는 A(6.28)는 요구 조건에 맞고, 5에 못 미치는 B(4.36)는 오히려 민감해지므로 A가 더 나은 대안이다.

%ile 인체치수 = 평균 ± (표준편차 × %ile 계수)
$5\%\text{tile} = 160 - (5 \times 1.65) =$ 151.75 cm

[해설]

정규분포를 따르는 인체치수의 백분위수는 평균에 표준편차 × %ile 계수를 더하거나 빼서 구한다. 5%ile은 평균 아래쪽이므로 빼고, 계수는 분포의 대칭성에 따라 95%ile 계수 1.65를 그대로 쓴다.

%ile 인체치수 = 평균 ± (표준편차 × %ile 계수)
5%ile = 160 − (5 × 1.65)
= 151.75 cm

혼동 주의: 95%ile이라면 평균에 더해 160 + 8.25 = 168.25 cm가 된다.

①: 반복성
②: 무리한 힘의 사용
③: 부적절한 작업자세
④: 접촉 스트레스
⑤: 진동

[해설]

근골격계질환 유해요인은 작업특성 요인, 개인적 요인, 사회심리적 요인으로 나뉜다. 작업특성 요인은 작업 자체가 몸에 주는 물리적 부담이다.

• 반복성 — 같은 동작을 짧은 주기로 되풀이해 근육·힘줄에 피로가 쌓인다.
• 무리한 힘의 사용 — 중량물 취급이나 세게 쥐기처럼 과도한 힘이 근육·인대에 부하를 준다.
• 부적절한 작업자세 — 허리 굽힘, 팔 들어올리기 등 중립자세를 벗어나 특정 관절에 부담이 쏠린다.
• 접촉 스트레스 — 딱딱하거나 날카로운 모서리·공구 손잡이가 신체 한 부위를 국소적으로 누른다.
• 진동 — 전동공구 등의 진동이 손·팔의 혈관과 신경을 손상시킨다.

혼동 주의: 나이·성별·병력은 개인적 요인이고 직무 스트레스는 사회심리적 요인이므로, 작업특성 요인에 넣지 않는다.

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 얼마나 뻗는지에 따라 나누며, 자주 쓰는 공구·부품은 정상작업영역 안에 둔다.

• 정상작업영역 — 위팔(상완)은 몸통 옆에 자연스럽게 늘어뜨리고 아래팔(전완)만 움직여 편히 닿는 범위로, 34~45cm이다.
• 최대작업영역 — 위팔과 아래팔을 모두 곧게 펴서 닿는 범위로, 55~65cm이다.
• 파악한계 — 앉은 작업자가 특정 수작업을 편히 해낼 수 있는 공간의 바깥 경계다.

외우는 요령: 전완만 쓰면 정상, 팔 전체를 펴면 최대라고 기억한다.

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 법칙에 따르면 변화감지역(JND, 차이를 알아챌 수 있는 최소 변화량)은 기준자극 크기에 비례한다. 따라서 웨버비 = 변화감지역 ÷ 기준자극의 크기이다.

$\dfrac{1}{60} = \dfrac{x}{20}$
$x = \dfrac{20}{60} \approx 0.33$
기준 20cm에서는 약 0.33 cm 이상 달라져야 길이 변화를 감지한다.

웨버비가 작을수록 작은 변화도 알아채므로 그 감각의 변별력이 좋다는 뜻이다.

①: 근전도(EMG) — 근육 활동의 전위차 측정
②: 심전도(ECG) — 심장근 활동의 전위차 측정
③: 뇌전도(EEG) — 대뇌 활동의 전위차 측정
④: 안전도(EOG) — 안구 운동의 전위차 측정
⑤: 전기피부반응(GSR) — 피부 전기저항 변화 측정

[해설]

인체가 받는 부담(스트레인)은 조직의 전위차나 피부 전기저항 변화로 측정하며, 측정 부위에 따라 척도가 나뉜다.

• 근전도(EMG) — 근육 활동의 전위차로 국부적인 근육 피로를 본다.
• 심전도(ECG) — 심장근 활동의 전위차로 전신 작업부하를 본다.
• 뇌전도(EEG) — 대뇌 활동의 전위차로 정신 활동과 각성 수준을 본다.
• 안전도(EOG) — 안구 운동의 전위차로 눈의 움직임과 시각 피로를 본다.
• 전기피부반응(GSR) — 긴장하면 땀이 나 피부 전기저항이 변하는 것으로 정서적 긴장을 본다.

혼동 주의: 안전도(EOG)의 '안'은 눈(眼)을 뜻하며 안전(安全)과 무관하다.

모멘트 평형 $\sum M = 0$
$M_E = (100 \times 0.3) + (10 \times 0.15) = 31.5$
∴ 31.5 N·m

[해설]

팔꿈치를 회전축으로 보면 모멘트 = 힘 × 팔꿈치까지의 거리이다. 작업물 무게와 손·아래팔 무게는 같은 방향으로 회전시키므로 두 모멘트를 더한다.

$M_E = (100 \times 0.3) + (10 \times 0.15)$
$= 30 + 1.5 = 31.5$
팔꿈치에 걸리는 모멘트는 31.5 N·m이다.

혼동 주의: 거리는 cm를 m로 바꿔(30cm → 0.3m, 15cm → 0.15m) 대입해야 단위가 N·m로 맞는다.

①: 창 바깥쪽에 드리우개(overhang) 설치
②: 창문 안쪽에 수직날개(fin)를 달아 직사광선 제한
③: 차양(shade) 또는 발(blind) 사용

[해설]

직사휘광은 광원이 시야에 직접 들어와 눈부심을 유발하는 것이므로, 창문에서 들어오는 직사광선의 경로 자체를 차단하거나 분산시키는 방식으로 줄인다.

• 드리우개(overhang)를 창 바깥쪽에 설치해 높은 각도의 직사광선을 차단한다.
• 수직날개(fin)를 창문 안쪽에 달아 낮은 각도의 측면 직사광선을 제한한다.
• 차양이나 발(blind)을 사용해 들어오는 광량 자체를 조절한다.

①: 진동 기준이 최저인 공구 사용
②: 방진 장갑 착용
③: 연장을 잡는 악력 감소
④: 진동공구를 사용하지 않는 다른 방법으로 대체

[해설]

손-팔 진동(국소진동)은 공구 진동이 손으로 전해져 레이노 현상(손가락이 하얗게 변하는 혈관 장해) 같은 장해를 일으킨다. 그래서 진동원과 전달 경로를 함께 줄인다.

• 진동 기준이 최저인 공구 사용 — 저진동 공구를 골라 진동원 자체를 줄인다.
• 방진 장갑 착용 — 손에 전해지는 진동을 흡수·완충한다.
• 악력 감소 — 공구를 세게 쥘수록 진동이 손·팔로 잘 전해지므로 가볍게 쥔다.
• 다른 방법으로 대체 — 진동공구가 필요 없는 작업방법으로 바꿔 노출 자체를 없앤다.

효과는 대체가 가장 크고, 보호구인 방진 장갑은 보조 수단이다.

①: 생략 에러(omission error)
②: 작위 에러(commission error)
③: 순서 에러(sequential error)
④: 시간 에러(time error)

[해설]

독립행동에 의한 휴먼에러 분류는 Swain의 분류로, 작업자가 해야 할 일을 하지 않았는지, 잘못했는지, 순서를 어겼는지, 시간을 못 지켰는지를 기준으로 구분한다.

• 생략 에러(omission error): 필요한 작업 단계를 빠뜨린다.
• 작위 에러(commission error): 작업은 수행했으나 잘못 수행한다.
• 순서 에러(sequential error): 작업의 순서를 틀리게 수행한다.
• 시간 에러(time error): 정해진 시간 내에 완료하지 못하거나 너무 빠르게·늦게 수행한다.

여기에 지시에 없는 불필요한 행동을 하는 과잉행동 에러(extraneous error)를 더해 다섯 가지로 보기도 한다.