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]

동작경제 원칙은 ①신체 사용에 관한 원칙
②작업역 배치에 관한 원칙
③공구·설비 설계에 관한 원칙으로 나뉜다.

작업역 배치는 "정위치 - 근접 - 중력 이용 - 낙하 이용 - 순서 배치 - 조명 - 작업대·의자 높이"로 묶어 외운다.

[해설]

양립성은 표시장치·조종장치가 주는 자극과 인간이 기대하는 반응이 얼마나 일치하는지를 나타내는 개념으로, 일치하는 대상의 성격에 따라 구분한다.

• 개념양립성: 코드·심벌의 의미가 인간이 가진 개념과 일치한다(예: 정수기의 빨간 버튼은 온수, 파란 버튼은 냉수).
• 공간양립성: 조종장치와 대상의 공간적 배치가 인간의 기대와 일치한다(예: 가스레인지 오른쪽 버튼이 오른쪽 조리대를 조작).
• 운동양립성: 조종장치를 움직이는 방향과 표시장치·대상이 움직이는 방향이 인간의 기대와 일치한다(예: 핸들을 오른쪽으로 돌리면 차량이 오른쪽으로 이동).

[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 빛의 점멸 속도를 점점 높일 때 더 이상 깜빡임이 느껴지지 않고 연속광으로 보이기 시작하는 점멸주파수로, 시각계의 시간적 분해능을 나타내는 지표다.

중추신경계가 피로해지면 이 값이 낮아지는 경향이 있어, 산업현장에서는 CFF의 변화를 정신피로의 척도로 활용한다.

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

[해설]

TE(Transport Empty) 빈손이동, G(Grasp) 쥐기, P(Position) 바로놓기, I(Inspect) 검사, St(Select) 선택·고르기.
참고 — TL(Transport Loaded) 운반, RL(Release Load) 내려놓기, A(Assemble) 조립, UD(Unavoidable Delay) 불가피한 지연.

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

Fool Proof: 잘못 조작해도 위험이 발생하지 않도록 하는 원칙(예: 전자레인지 문 열면 정지).
Fail Safe: 고장 시 안전한 쪽으로 작동하는 원칙(예: 정전 시 자동 정지).
Tamper Proof: 안전장치 무력화 자체를 막는 원칙(예: 방호덮개 제거 시 기동 불가).

[해설]

구조적 인체치수(정적 인체측정)는 신체를 고정된 자세로 유지한 상태에서 측정하는 치수이고, 기능적 인체치수(동적 인체측정)는 작업이나 동작 중 관절의 움직임과 신체 부위의 연계 동작을 포함해 측정하는 치수라는 점에서 ①~⑤가 갈린다.

신장이나 대퇴 여유처럼 특정 자세에서 한 번에 고정 측정되는 치수는 구조적 인체치수로, 손목 굴곡 범위나 정상 작업 영역처럼 관절 가동이나 팔의 움직임 궤적을 포함하는 치수는 기능적 인체치수로 분류한다.

수직 파악 한계는 팔을 뻗어 정지한 상태에서의 최대 도달점을 재는 것이므로 연속 동작이 아닌 고정된 도달 범위를 측정한다는 점에서 구조적 인체치수로 구분한다는 점을 헷갈리지 않아야 한다.

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

[해설]

권장무게한계 $RWL = LC \times HM \times VM \times DM \times AM \times FM \times CM$

부하상수 $LC = 23$kg이고 각 계수는 0~1의 값을 가진다. 들기지수 $LI = \dfrac{\text{작업물 무게}}{RWL}$가 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]

실제 상태(신호/잡음) × 판정(신호/잡음)의 2×2 조합이 네 가지 반응대안이다. 대각선의 Hit과 Correct Noise가 옳은 판정이고, Miss와 False Alarm이 오류다.

판정기준(β)을 낮추면 Hit과 False Alarm이 함께 늘고, 높이면 둘 다 줄어든다. 반면 d'은 신호와 잡음 두 분포의 평균 간 거리로 판정기준과 무관한 순수 민감도를 나타내며, 값이 클수록 신호와 잡음을 잘 구별한다.

①: 40cm
②: 90°
③: 90°

[해설]

VDT 작업의 근골격계 부담을 줄이기 위한 기본 자세 기준이다. 화면과 눈은 40cm 이상 띄워 눈의 조절피로를 줄이고, 팔꿈치 내각은 90° 이상으로 벌려 아래팔이 눌리지 않게 하며, 무릎 내각은 90° 전후로 유지해 넙다리 뒷면 압박을 막는다.

위팔은 자연스럽게 늘어뜨리고, 화면 상단이 눈높이보다 약간 아래에 오도록 배치한다.

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) 규정이다.

근골격계부담작업 종사자에게는 위 4가지를 알려야 하고, 예방·관리 프로그램 교육에서도 같은 내용을 다룬다. "유해요인 → 증상·징후 → 대처요령 → 올바른 자세·도구 사용" 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 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: 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.

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).

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]

라인밸런스 효율 = 총 작업시간 ÷ (작업장 수 × 주기시간).
주기시간은 애로공정(가장 긴 공정) 시간인 6분이며, 분모 30분 중 실제 작업은 22분이므로 유휴시간 8분이 손실된다.

[해설]

ASME 공정도 기호에서 가공·검사·정체·저장을 제외한 나머지 하나는 운반이며, 화살표(→)로 표시해 작업 대상물이 위치를 이동하는 상태를 나타낸다.

ASME 표준 공정기호는 가공(○)·운반(→)·정체(D)·저장(▽)·검사(□)의 다섯 가지로 구성되며, 운반은 대상물의 이동만을 나타낼 뿐 형태나 성질의 변화, 검사 행위는 포함하지 않는다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

R1은 직렬로 전체 신뢰도에 곱해지고, R2와 R3은 병렬 구조이므로 두 요소가 모두 고장 나야 시스템이 실패하는 확률로 계산한다.

신뢰도는 오류(고장) 확률의 여사건이므로 R1=1-0.1=0.9, R2=1-0.1=0.9, R3=1-0.05=0.95로 먼저 환산한 뒤, 병렬 결합 신뢰도 $1-(1-R_2)(1-R_3)$을 구하고 여기에 직렬인 R1을 곱한다.
$R = 0.9 \times \{1-(1-0.9)(1-0.95)\} = 0.9 \times 0.995 = 0.8955$

병렬 결합은 두 구성요소 중 하나라도 정상 작동하면 그 부분은 살아있는 것으로 보므로, 개별 신뢰도를 그대로 곱하지 않고 여사건(고장 확률의 곱)을 통해 계산해야 한다는 점이 실수하기 쉬운 지점이다.