2022년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

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: 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: 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).

[해설]

시각적 표시장치는 정보가 복잡하고 길며, 나중에 참고할 필요가 있거나 공간적 위치 관계를 다룰 때, 그리고 즉각적 행동이 요구되지 않거나 소음이 심한 환경일 때 유리하다.

메시지가 길고 복잡하거나 공간적 위치를 다뤄야 한다면 문자·기호·그래프 형태로 시각을 통해 전달하는 편이 정확하게 이해시키기 쉽다.

또한 나중에 다시 확인해야 하거나 즉각 반응이 필요 없는 정보, 청각적으로 전달하기 어려운 소음이 큰 장소에서도 시각적 표시장치가 더 적합하다.

[해설]

RULA는 평가 부위를 상지 중심의 A그룹과 몸통·하지 중심의 B그룹으로 나누는데, A그룹이 상완·전완·손목이라면 B그룹은 그 나머지 부위를 담당한다.

B그룹은 목, 몸통, 다리의 자세 각도를 각각 점수화하며, 이 점수를 A그룹 점수와 함께 조합해 최종 조치수준을 산출한다.

[해설]

표본으로 측정한 요소작업의 평균과 표준편차로부터 원하는 신뢰수준과 허용오차를 만족하는 데 필요한 관측횟수(N)를 역산할 수 있다.

공식은 $N=\left(\dfrac{t_{(n-1,\,0.025)}\times S}{0.05\times\bar{X}}\right)^{2}$이며, 주어진 값을 대입하면 $N=\left(\dfrac{2.064\times0.07}{0.05\times0.24}\right)^{2}=144.96$이다.

소수점 결과는 올림하여 정수 관측횟수로 표기하므로 145회가 정답이 된다.

① 효율적 서블릭(기본동작 부문·동작목적을 가진 부문) — 빈손이동(TE), 쥐기(잡기, G), 운반(TL), 내려놓기(RL), 미리놓기(PP), 조립(A), 사용(U), 분해(DA)
② 비효율적 서블릭(정신적 또는 반정신적 부문·정체 부문) — 찾기(Sh), 고르기(St), 검사(I), 바로놓기(P), 계획(Pn), 휴식(R), 잡고있기(H), 피할 수 있는 지연(AD), 불가피한 지연(피할 수 없는 지연, UD)

[해설]

서블릭은 길브레스가 분류한 17가지 기본 동작요소로, 작업 목적에 실질적으로 기여하는지에 따라 효율적·비효율적으로 나눈다.

· 효율적 서블릭 8가지: 기본동작 부문(빈손이동·쥐기·운반·내려놓기·미리놓기) + 동작목적을 가진 부문(조립·사용·분해)

· 비효율적 서블릭 9가지: 정신적 또는 반정신적 부문(찾기·고르기·검사·바로놓기·계획) + 정체 부문(휴식·잡고있기·피할 수 있는 지연·불가피한 지연)

동작경제의 원칙상 비효율적 서블릭을 제거하거나 단축하는 것이 작업개선의 핵심이다.

회차에 따라 효율적 2개·비효율적 2개만 요구하기도 하는데, 위 목록에서 각각 2개씩 골라 쓰면 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.

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

[해설]

하위 백분위수는 평균에서 빼고, 상위 백분위수는 더한다. 5%ile은 하위 5%까지 수용해야 하므로 평균 − (표준편차 × 계수)로 계산한다.

정규분포는 대칭이므로 5%ile 계수는 95%ile 계수 1.65에 음부호를 붙인 값을 쓴다. 이렇게 구한 5%ile 치수는 선반 높이·조작버튼 도달거리 같은 최소치 설계에 쓰인다.

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: 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.

[해설]

수공구 사용 시 손-팔에 전달되는 진동은 공구 자체의 진동 수준과 파지 방식, 개인 보호구를 통해 줄일 수 있다.

진동 수준이 낮은 공구를 선택하고 절삭날을 날카롭게 관리하면 작업 시 발생하는 진동 자체를 줄일 수 있다.

또한 방진장갑을 착용해 손에 전달되는 진동을 흡수하고, 공구를 쥐는 악력을 줄여 진동 노출을 최소화한다.

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.

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 법칙은 기준자극이 클수록 변화를 알아채는 데 필요한 자극 차이(변화감지역, JND)도 비례해 커진다는 법칙이다. 웨버비가 작을수록 그 감각의 변별력이 좋다는 뜻이다. 여기서는 20cm 기준에서 $x \approx 0.33$ cm 이상 길이가 달라져야 차이를 감지할 수 있다.

[해설]

두 작업자가 동시에 같은 작업을 수행해 어느 한쪽이라도 성공하면 되는 구조는 병렬시스템으로 모형화되며, 병렬시스템의 신뢰도는 개별 고장확률의 곱을 1에서 뺀 값이다.

$R=1-(1-0.9)(1-0.9)=0.99$로, 개별 신뢰도 0.9보다 전체 신뢰도가 높아지는 것이 병렬 구조의 특징이다.

$C/R = \dfrac{(a/360) \times 2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}} = \dfrac{(60/360) \times 2\pi \times 5}{3} = 1.745$ ≒ 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 정신적 요구(정신적 부하)
② 신체적 요구(신체적 부하)
③ 시간적 요구(시간적 부하)
④ 수행도
⑤ 노력
⑥ 좌절감(좌절수준)

[해설]

NASA-TLX는 작업부하를 6개 하위척도로 평정하고, 척도 간 쌍대비교로 얻은 가중치를 각 점수에 곱해 0~100의 종합 작업부하 점수를 산출하는 주관적 정신부하 평가법이다.

정신적·신체적·시간적 요구는 과업이 요구하는 부담이고, 수행도·노력·좌절감은 작업자가 체감한 결과 측면이다.

①: 제조상의 결함
②: 설계상의 결함
③: 표시(지시·경고)상의 결함

[해설]

제조물책임법 제2조는 결함을 다음 3가지로 구분한다.

· 제조상의 결함: 제조업자가 설계·시방과 다르게 제조·가공하여 안전하지 못하게 된 경우
· 설계상의 결함: 합리적인 대체설계를 채용했다면 피할 수 있었던 위험이 설계 자체에 남아 있는 경우
· 표시상의 결함: 합리적인 설명·지시·경고 등 표시를 하지 않아 피해를 줄이지 못한 경우