2019년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

①: 신체 사용에 관한 원칙 - 양손은 동시에 동작을 시작하고 끝마쳐야 한다.
②: 작업역의 배치에 관한 원칙 - 모든 공구와 재료는 일정한 위치에 정돈되어야 한다.
③: 공구 및 설비의 설계에 관한 원칙 - 두 가지 이상의 기능을 조합한 공구를 사용한다.

[해설]

Barnes의 동작경제 원칙은 위 3대 원칙으로 구성된다.
그 외 예시 — 신체 사용: 양팔은 서로 반대·대칭 방향으로 동시에 움직인다.
작업역 배치: 공구·재료는 정상작업역 안에 두고 중력을 이용해 낙하시킨다.
공구·설비 설계: 두 손이 아니라 지그·클램프로 물건을 고정한다.

①: 수작업
②: 18
③: 길브레스
④: 동작목적

[해설]

서블릭(Therblig)은 길브레스(Gilbreth)가 창안한 미세동작 분석 기호로, 이름을 거꾸로 읽어 만든 명칭이다.
모든 수작업을 18가지 기본동작으로 분해하며, 동작의 내용보다 '무엇을 위한 동작인가(동작목적)'를 기준으로 분류한다.
효율적 동작 9개 / 비효율적 동작 9개로 나뉜다.

[해설]

ILO 여유율은 작업조건과 무관하게 일정한 고정여유와, 작업조건이 나쁠수록 커지는 변동여유로 나뉜다. 변동여유율 9가지는 신체적 부담·작업환경·정신적 부담의 세 갈래로 묶어 정리하면 외우기 쉽다.

• 신체적 부담: 작업자세, 중량물 취급, 눈의 긴장도
• 작업환경: 조명, 공기조건, 소음
• 정신적 부담: 정신적 긴장도, 정신적 단조감, 신체적 단조감

각 항목은 표준조건보다 나쁠수록 여유율이 커지며, 정미시간에 더해지는 여유시간을 산정하는 근거가 된다.

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.

시각 = $\dfrac{1}{\text{시력}} = \dfrac{1}{0.5} = 2$ 분
시각(분) = $\dfrac{57.3 \times 60 \times H}{D}$ 이므로
$2 = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1.5}{D}$
$D = \dfrac{57.3 \times 60 \times 1.5}{2} = 57.3 \times 60 \times 1.5 \times 0.5 = 2578.5$ mm
→ 2.579 m

[해설]

시력은 최소분간시각(분)의 역수이므로 시력 0.5 → 시각 2분.
시각(분) = $\dfrac{57.3 \times 60 \times H}{D}$ (H = 표적 크기, D = 관찰거리, 단위 일치 필요).
D를 mm로 구한 뒤 1000으로 나눠 m로 환산한다.

[해설]

의자 높이를 조절식으로 설계할 때는 오금높이가 작은 사람부터 큰 사람까지 모두 사용할 수 있도록 여자 5%tile ~ 남자 95%tile 범위로 조절 범위를 정하며, 신발 두께와 여유치를 더해 실제 착용 상태를 반영한다.

최소(여자 5%tile): $363-(1.65\times19.5)+35=365.83$ mm
최대(남자 95%tile): $392+(1.65\times20.6)+35=460.99$ mm

여기서 더해진 35mm는 신발 두께(2.5cm)와 여유(1cm)를 합산한 값으로, 맨발 기준의 인체측정치를 실제 신발을 신은 상태의 좌판 높이로 보정하기 위한 것이다.

외상과염(상완골 외측상과염, 테니스 엘보)

[해설]

손목을 젖히는 신전근 힘줄이 팔꿈치 바깥쪽 외상과에 붙는 부위에 반복 부하가 걸려 생기는 염증이다.
반대로 팔꿈치 안쪽에 생기면 내상과염(골프 엘보)이라 한다.

[해설]

산소소비량 1L는 약 5kcal의 에너지소비에 해당하므로 먼저 에너지소비량을 구하고, 이 값이 여성 근로자의 허용 평균 에너지소비 기준인 3.5kcal/min을 초과한 만큼을 휴식으로 보상한다(Murrell 공식).

에너지소비량 $= 1.2 \times 5 = 6$ kcal/min
휴식시간 $= 480 \times \dfrac{6-3.5}{6-1.5} = 266.67$ 분

총 작업시간 8시간은 480분이고, 분모의 1.5kcal/min은 휴식 중 에너지소비량이다. 남성 근로자라면 기준값으로 3.5 대신 5kcal/min을 적용한다.

[해설]

감성공학은 소비자의 감성 이미지를 제품의 물리적 설계요소(형태·색상·질감 등)로 번역하는 학문으로, 번역 방식에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.

• 기능전개형 감성공학: 감성어휘를 상위·하위 개념으로 전개해 세부 설계 사양과 직접 연결하는 접근이다.
• 다변량 해석형 감성공학: 통계적 다변량 분석으로 감성어휘와 설계요소 간 상관관계를 도출하는 접근이다.

요인값의 절대값이 0.5 이상인 셀(실제적 유의성을 가지는 셀)을 기준으로 그룹핑한다.

①: Factor1 = 널찍한, 편안한
②: Factor2 = 진부한
③: Factor3 = 우아한, 약한

[해설]

요인부하량의 절대값이 0.5 이상인 항목만 해당 요인에 실제적 유의성이 있다고 보고, 한 어휘가 둘 이상의 요인에서 기준을 넘으면 절대값이 가장 큰 요인에 배정하는 방식으로 그룹핑한다.

널찍한-좁은(-0.865)과 편안한-불편한(-0.890)은 Factor1에서만 기준을 넘어 Factor1로, 참신한-진부한은 Factor2(0.769)에서만 기준을 넘어(Factor3은 0.449로 미달) Factor2로 분류된다.

우아한-촌스러운은 Factor1(0.516)과 Factor3(-0.675) 모두 기준을 넘지만 절대값이 더 큰 Factor3에, 강한-약한은 Factor3(0.899)에서만 기준을 넘어 역시 Factor3로 분류된다.

①: 운동 양립성
②: 공간 양립성
③: 개념 양립성

[해설]

운동 양립성은 조종장치의 움직임 방향과 표시장치·시스템의 반응 방향이 일치하는 것, 공간 양립성은 조종장치와 표시장치의 배치 위치가 서로 대응하는 것, 개념 양립성은 사람이 이미 갖고 있는 관념·고정관념(빨강=위험 등)과 일치하는 것을 말한다. 양립성이 높을수록 반응시간이 짧고 오류가 줄어든다.

①: 조작 오류가 적다
②: 만족도가 높다
③: 학습이 빠르다
④: 작업 실행속도가 빠르다
⑤: 위급 시 대처 능력이 빠르다

[해설]

양립성(compatibility)은 자극과 반응, 자극·반응의 조합이 사람의 기대와 모순되지 않는 성질이다. 개념·운동·공간·양식 양립성으로 나뉜다.

양립성이 높을수록 별도로 익힐 것이 줄어 학습이 빨라지고, 판단 지연이 없어 반응·작업 속도가 빨라지며, 오조작이 줄고 사용 만족도가 높아진다. 특히 긴급 상황처럼 생각할 여유가 없을 때 반사적으로 옳은 조작이 나오므로 대처가 빨라진다.

[해설]

근골격계질환을 유발하는 공구 사용 조건(손목 꺾임, 반복동작, 국소압박, 무게부담)을 줄이는 방향으로 공구를 설계하는 것이 핵심 원칙이다.

• 곧은 손목을 유지할 수 있는 형태로 설계해 손목 굴곡·신전을 줄인다.
• 지나친 반복동작을 유발하지 않도록 작업 사이클을 고려해 설계한다.
• 손잡이 면적을 넓게 하여 특정 부위에 압력이 집중되지 않게 한다.
• 가급적 경량 공구(2.3kg 이하)를 사용해 근육 부담을 줄인다.

[해설]

사용자 인터페이스가 사용자와 잘 맞으려면 신체 조작, 정보 이해, 정서적 만족이라는 세 층위에서 조화를 이루어야 한다는 원칙이다.

• 신체적 조화성: 인체 치수·힘 등 신체 특성에 맞는 조작을 지원한다.
• 지적 조화성: 사용자의 이해 수준·사고방식에 맞는 정보 제공 방식을 갖춘다.
• 감성적 조화성: 사용자의 정서적 만족과 선호를 반영한다.

①: 반복성
②: 부자연스럽거나 취하기 어려운 자세(부적절한 작업자세)
③: 과도한 힘
④: 접촉 스트레스
⑤: 진동
⑥: 온도·조명 등 환경적 요인

[해설]

근골격계부담작업 유해요인조사에서 확인하는 작업조건 조사항목이 곧 이 6가지다.

앞의 다섯(반복성·부자연스러운 자세·과도한 힘·접촉 스트레스·진동)이 핵심이고, 온도·조명은 환경적 요인으로 덧붙는다. 3가지만 요구하면 반복성·부자연스러운 자세·과도한 힘을, 진동을 제외하라는 단서가 붙으면 온도·조명을 대신 쓴다.

①: 4시간
②: 2시간
③: 10회, 25kg
④: 25회, 10kg
⑤: 2시간, 4.5kg
⑥: 2시간
⑦: 10회

[해설]

고용노동부 고시 「근골격계부담작업의 범위」 11개 호 중 수치가 들어가는 항목이 반복 출제된다.

키보드·마우스 4시간, 같은 동작 반복 2시간, 25kg은 10회, 10kg은 25회, 4.5kg은 2시간·분당 2회, 충격 작업은 2시간·시간당 10회로 묶어 외운다.

[해설]

NIOSH RWL 산정식의 각 계수는 신체적 부담이 일정 한계를 넘으면 안전한 취급이 불가능하다고 보아 값을 0으로 처리하며, 계수 하나만 0이 되어도 RWL 전체가 0이 된다.

수평계수는 $HM=\dfrac{25}{H}$로 계산하되, 중량물이 몸에서 63cm를 초과해 멀어지면 0이 된다.

수직계수는 인양 시작점의 손 높이가 175cm를 초과하면, 비대칭계수는 몸통 비틀림 각도가 135°를 초과하면 각각 0이 되어 더 이상 안전한 인양으로 보지 않는다.

[해설]

사용설명서는 사용자가 제품을 안전하고 올바르게 사용하도록 돕는 문서이므로, 제품이 무엇인지, 어떻게 쓰는지, 어떤 위험이 있는지를 반드시 포함해야 한다.

• 안전에 관한 주의사항으로 오사용에 따른 위험을 사전에 경고한다.
• 제품 명칭을 명확히 표기해 대상 제품을 특정한다.
• 사용방법을 단계별로 안내해 올바른 조작을 유도한다.