2020년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

①: 모든 공구와 재료는 일정한(정해진) 위치에 정돈한다.
②: 공구·재료·조종장치는 작업이 용이하도록 작업자 주위 사용 위치 가까이 둔다.
③: 중력을 이용한 부품상자·용기로 부품·재료를 사용 장소 가까이 보낸다.
④: 가능하면 낙하식 운반 방법(낙하시키는 방법)을 이용한다.
⑤: 공구·재료는 동작에 가장 편리한 순서(최적의 동작 순서)로 배치한다.
⑥: 최적의 채광 및 조명장치를 제공한다.
⑦: 의자와 작업대의 모양·높이는 각 작업자에게 알맞도록 설계한다.

[해설]

Barnes 동작경제 원칙은 신체 사용, 작업역 배치, 공구·설비 설계의 세 갈래로 나뉜다. 이 문항은 그중 작업역 배치 원칙을 묻는다.

• 정위치 — 공구·재료를 정해진 자리에 두어 찾는 동작을 없앤다.
• 근접 배치 — 자주 쓰는 공구·재료·조종장치를 손 닿는 가까운 곳에 둔다.
• 중력 이용 공급 — 중력식 부품상자·용기로 재료가 쓰는 자리까지 저절로 내려오게 한다.
• 낙하식 운반 — 다 된 물건을 손으로 옮기지 않고 떨어뜨려 보낸다.
• 순서 배치 — 동작 순서대로 놓아 손 움직임을 줄인다.
• 채광·조명 — 잘 보여야 동작이 정확하고 빨라진다.
• 작업대·의자 — 모양과 높이를 작업자 체격에 맞춰 무리한 자세를 없앤다.

5가지를 쓰라고 하면 이 일곱 가지 중 다섯을 쓰면 된다. 정위치–근접–중력–낙하–순서–조명–높이 순으로 외운다.

[해설]

양립성은 표시장치·조종장치가 주는 자극과 사람이 기대하는 반응이 얼마나 맞아떨어지는지를 말한다. 무엇이 기대와 맞는지에 따라 종류가 나뉜다.

• 개념양립성 — 코드·심벌의 의미가 사람이 가진 개념과 맞는다(정수기 빨간 버튼은 온수, 파란 버튼은 냉수).
• 공간양립성 — 조종장치와 대상의 공간 배치가 기대와 맞는다(가스레인지 오른쪽 버튼이 오른쪽 조리대를 켬).
• 운동양립성 — 조종장치를 움직인 방향과 표시·대상이 움직이는 방향이 기대와 맞는다(핸들을 오른쪽으로 돌리면 차가 오른쪽으로 감).

혼동 주의: 음성 과업에는 음성 응답, 시각 과업에는 손 응답이 맞다는 양식양립성도 있으니 네 가지를 묻는 문제에서는 함께 쓴다.

[해설]

THERP에서 순차적으로 수행되어야 하는 두 작업이 모두 성공해야 전체 작업이 성공하는 경우, 각 작업의 성공확률이 독립이라면 전체 성공확률은 두 확률을 곱해 구한다.

$0.85 \times 0.7 = 0.595$

A(밸브를 연다)와 B(밸브를 천천히 잠근다)는 순서대로 모두 성공해야 하는 직렬(AND) 관계이므로, 사건수(event tree)의 성공 가지를 따라 두 확률을 곱하는 것이 옳다.

[해설]

점멸융합주파수(CFF)는 깜빡이는 빛의 점멸 속도를 높여 갈 때, 깜빡임이 사라지고 연속광으로 보이기 시작하는 순간의 주파수다.

중추신경계가 피로하면 이 주파수가 낮아진다. 그래서 작업 전후의 CFF 값을 비교해 정신피로의 척도로 쓴다.

혼동 주의: CFF는 근육 피로가 아니라 중추신경계(정신) 피로를 재는 지표다.

①: 빈손이동 TE
②: 쥐기 G
③: 바로놓기 P
④: 검사 I
⑤: 선택(고르기) St

[해설]

서블릭(therblig)은 길브레스가 손 동작을 18가지 기본 요소로 나누고 기호를 붙인 것이다. 기호는 영어 동작명의 머리글자에서 따왔다.

• 빈손이동 — TE(Transport Empty), 물건 없이 손만 뻗는 동작.
• 쥐기 — G(Grasp), 물건을 손으로 잡는 동작.
• 바로놓기 — P(Position), 물건을 정해진 방향·위치에 맞춰 놓는 동작.
• 검사 — I(Inspect), 품질·규격을 확인하는 동작.
• 선택(고르기) — St(Select), 여러 개 중에서 하나를 골라내는 동작.

혼동 주의: 물건을 든 채 옮기는 운반은 TL, 다음 동작을 위해 미리 놓는 미리놓기는 PP, 내려놓기는 RL이다.

$71\,\text{cm} : 1.8\,\text{mm} = 500\,\text{cm} : x$
$x = \dfrac{500 \times 1.8}{71} = 12.676$
→ 약 12.68 mm

[해설]

같은 시각(視角)을 유지하려면 눈금 크기는 시거리에 정비례하므로 비례식으로 푼다. 71cm에서 1.8mm를 식별할 수 있다면 5m(=500cm)에서는 그 비율만큼 커져야 한다.

$x = 500 \times 1.8 \div 71 = 12.676\,\text{mm}$ (≈ 12.68mm)

정상조명 기준값 1.3mm는 조건 비교용일 뿐 계산에 쓰지 않는다.

①: Fool Proof — 신체적·정신적 능력이 낮은 사용자라도 사고를 낼 확률을 낮게 해주는 설계원칙
②: Fail Safe — 부품이 고장 나더라도 재해로 이어지지 않도록 안전장치를 통해 사고를 예방하는 설계원칙
③: Tamper Proof — 사용자가 임의로 안전장치를 제거하면 장비가 작동되지 않도록 하는 설계원칙

[해설]

세 가지 모두 사람의 실수나 설비 고장이 재해로 이어지지 않게 하는 본질적 안전설계 원칙이다. 무엇을 막는지가 서로 다르다.

• Fool Proof — 신체적·정신적 능력이 낮은 사용자가 잘못 조작해도 사고가 나지 않게 한다(전자레인지 문을 열면 작동 정지).
• Fail Safe — 부품이 고장 나도 안전장치가 작동해 안전한 쪽으로 멈추게 한다(정전 시 승강기 브레이크 작동).
• Tamper Proof — 사용자가 안전장치를 임의로 떼어 내면 장비가 아예 작동하지 않게 한다(방호덮개를 열면 기동 불가).

외우는 요령: Fool Proof는 사람의 실수, Fail Safe는 기계의 고장, Tamper Proof는 고의적인 무력화를 막는다.

[해설]

구조적 인체치수는 정지한 표준 자세에서 잰 정적 치수다. 기능적 인체치수는 관절을 움직이며 작업하는 동작 상태에서 잰 동적 치수다.

• 신장 — 똑바로 선 자세에서 재는 정적 치수라 구조적이다.
• 손목 굴곡 범위 — 손목을 굽히는 관절 가동범위라 기능적이다.
• 정상 작업 영역 — 위팔을 몸에 붙이고 아래팔을 움직여 그리는 영역이라 기능적이다.
• 수직 파악 한계 — 팔을 위로 뻗은 고정 자세에서 재는 도달 높이라 구조적이다.
• 대퇴 여유 — 앉은 자세에서 좌면부터 넓적다리 윗면까지 재는 정적 치수라 구조적이다.

혼동 주의: 수직 파악 한계는 '뻗는다'는 말 때문에 기능적으로 착각하기 쉽지만, 정지 자세에서 재므로 구조적으로 본다.

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

[해설]

NIOSH 들기 방정식은 부하상수 LC(23kg)에 6가지 계수를 곱해 권장무게한계(RWL)를 구한다.
RWL = LC × HM × VM × DM × AM × FM × CM

• HM(수평계수) — 몸에서 손까지의 수평거리가 멀수록 작아진다(25/H).
• VM(수직계수) — 들기 시작하는 손 높이가 75cm에서 멀어질수록 작아진다.
• DM(거리계수) — 들어 올리는 수직 이동거리가 길수록 작아진다.
• AM(비대칭계수) — 몸통을 비트는 각도가 클수록 작아진다.
• FM(빈도계수) — 분당 들기 횟수가 많고 작업시간이 길수록 작아진다.
• CM(결합계수) — 손잡이 상태가 나쁠수록 작아진다(커플링은 손과 물체가 맞물리는 정도).

각 계수는 0~1 사이 값이다. 들기지수 LI = 작업물 무게 ÷ RWL이 1을 넘으면 요통 위험이 크다고 본다.

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]

신호검출이론(SDT)은 실제 상태(신호/잡음)와 판정(신호/잡음)을 짝지어 네 가지 반응을 만든다. 조건부확률은 P(판정/실제 상태)로 표기한다.

• Hit — 신호를 신호로 옳게 판정한 경우, P(S/S).
• Miss — 신호를 잡음으로 판정해 놓친 경우, P(N/S).
• False Alarm — 잡음을 신호로 잘못 판정한 경우, P(S/N).
• Correct Rejection — 잡음을 잡음으로 옳게 판정한 경우, P(N/N).

d'은 신호 분포와 잡음 분포의 평균 사이 거리로, 클수록 둘을 잘 구별한다는 뜻의 민감도다. 혼동 주의: 판정기준 β는 반응 성향을 나타내며, d'은 판정기준과 상관없다.

①: 40cm
②: 90°
③: 90°

[해설]

영상표시단말기(VDT) 취급근로자 작업관리지침의 작업자세 기준이다. 눈의 피로와 팔·다리의 압박을 줄이는 것이 목적이다.

• 눈과 모니터 거리 40cm 이상 — 눈이 초점을 맞추느라 생기는 조절피로를 줄인다.
• 팔꿈치 내각 90° 이상 — 아래팔이 눌리지 않고 어깨가 들리지 않게 한다.
• 무릎 내각 90° 전후 — 넓적다리 뒷면이 의자 앞 모서리에 눌리지 않게 한다.

혼동 주의: 팔꿈치는 90° 이상, 무릎은 90° 전후로 표현이 다르다.

①: 근골격계부담작업의 유해요인
②: 근골격계질환의 징후와 증상(증상과 징후의 식별방법 및 보고방법)
③: 근골격계질환 발생 시 대처요령
④: 올바른 작업자세와 작업도구·장비 등 작업시설의 올바른 사용방법
※ 제외 항목: 그 밖에 근골격계질환 예방에 필요한 사항

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제661조(유해성 등의 주지)에 따라, 근골격계부담작업을 시키는 사업주는 다음 사항을 근로자에게 알려야 한다.

• 유해요인 — 그 작업의 어떤 동작·자세·중량이 몸에 부담을 주는지.
• 징후와 증상 — 통증·저림 같은 초기 신호를 알아보고 보고하는 방법.
• 발생 시 대처요령 — 증상이 생겼을 때 취할 조치와 절차.
• 올바른 사용방법 — 바른 작업자세와 작업도구·작업시설을 올바르게 쓰는 법.

유해요인 → 징후·증상 → 대처요령 → 올바른 자세·도구 순서로 외운다.

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 앉은 작업자가 팔을 얼마나 뻗는지에 따라 나뉜다. 자주 쓰는 공구·부품일수록 좁은 영역 안에 두는 것이 원칙이다.

• 정상작업영역 — 위팔(상완)을 몸 옆에 자연스럽게 늘어뜨린 채 아래팔(전완)만 뻗어 닿는 범위(34~45cm).
• 최대작업영역 — 위팔과 아래팔을 모두 곧게 펴야 닿는 범위(55~65cm).
• 파악한계 — 앉은 작업자가 특정 손작업을 편하게 할 수 있는 공간의 바깥 경계.

외우는 요령: 아래팔만 쓰면 정상, 팔 전체를 펴면 최대로 구분하고, 거리 수치는 짧은 쪽이 정상이다.

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

[해설]

고용노동부 고시 「근골격계부담작업의 범위」는 작업시간·반복횟수·중량 기준을 수치로 정해 두었다.

• 키보드·마우스 조작 — 하루 총 4시간 이상.
• 같은 동작 반복, 그리고 머리 위·어깨 위로 팔을 드는 자세 — 각각 하루 총 2시간 이상.
• 중량물 들기 — 25kg 이상은 하루 10회 이상, 10kg 이상은 무릎 아래·어깨 위·팔 뻗은 자세로 하루 25회 이상.
• 가벼운 물체 반복 들기 — 4.5kg 이상을 하루 총 2시간 이상, 분당 2회 이상.
• 손·무릎으로 충격 가하기 — 하루 총 2시간 이상, 시간당 10회 이상.

외우는 요령: 무게와 횟수가 25kg·10회 ↔ 10kg·25회로 서로 뒤바뀐다는 점만 기억하면 된다.

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]

인체측정치 응용 설계원칙은 누구에게 맞출 것인지에 따라 사용하는 퍼센타일이 달라진다. 작은 사람의 기준은 여자 5%tile, 큰 사람의 기준은 남자 95%tile이다.

• 조절치 — ㄹ ~ ㄱ(여 5%tile~남 95%tile) 범위를 조절할 수 있게 한다(의자 높이).
• 최소극단치 — ㄹ(여 5%tile), 작은 사람도 닿아야 하는 도달거리에 쓴다(선반 높이, 조종장치 거리).
• 최대극단치 — ㄱ(남 95%tile), 큰 사람도 들어가야 하는 여유공간에 쓴다(출입문 높이).
• 평균치 — ㅁ(남녀 합산 50%tile), 조절식이나 극단치를 적용하기 어려울 때만 쓴다(은행 창구 높이).

혼동 주의: 조절치는 한 값이 아니라 여 5%tile부터 남 95%tile까지의 범위로 답해야 한다.

평균효율 = $\dfrac{\text{총 작업시간}}{\text{작업장 수} \times \text{주기시간}} \times 100$
$= \dfrac{5+4+3+4+6}{5 \times 6} \times 100 = 0.7333 \times 100 = 73.33$ %
→ 73.33 %

[해설]

라인밸런싱 효율은 라인 전체가 주기시간 동안 낼 수 있는 능력 중 실제 작업에 쓰인 비율이다.

효율 = 총 작업시간 ÷ (작업장 수 × 주기시간) × 100
= (5+4+3+4+6) ÷ (5 × 6) × 100 = 22 ÷ 30 × 100
= 73.33 %

주기시간 6분은 가장 긴 공정(애로공정)의 시간과 같다. 분모 30분 중 작업하지 않는 8분이 불균형으로 생긴 유휴시간이다.

[해설]

ASME 공정기호는 가공(○)·운반(→)·검사(□)·정체(D)·저장(▽)의 5가지로 구성되며, 문항에서 빠진 하나가 운반이다.

운반은 화살표(→)로 표시하며 작업 대상물의 위치만 바뀌고 형태·성질은 변하지 않는 상태를 뜻한다.

혼동 주의: 정체(D)는 계획에 없이 잠시 멈춰 있는 상태이고, 저장(▽)은 계획적으로 보관하는 상태다.

[해설]

그림의 신뢰도 블록선도에서 R1은 직렬이라 그대로 곱하고, R2·R3은 병렬이라 둘 다 고장 나야 실패하므로 여사건으로 계산한다.

주어진 값은 오류(고장) 확률이므로 먼저 신뢰도로 바꾼다(R1=0.9, R2=0.9, R3=0.95).
$R = R_1 \times \{1-(1-R_2)(1-R_3)\}$
$R = 0.9 \times \{1-(1-0.9)(1-0.95)\} = 0.9 \times 0.995$
$R = 0.8955$

혼동 주의: 병렬 부분은 신뢰도끼리 곱하지 않고 고장확률끼리 곱한 값을 1에서 뺀다.