2023년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

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.

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: 근골격계질환으로 업무상 질병(요양결정)을 인정받은 근로자가 연간 10인 이상 발생한 사업장
②: 근골격계질환으로 업무상 질병(요양결정)을 인정받은 근로자가 연간 5인 이상 발생하고, 그 수가 해당 사업장 근로자 수의 10% 이상인 경우

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙(근골격계부담작업으로 인한 건강장해의 예방)에 따른 예방관리 프로그램 수립·시행 대상이다.

①은 인원 수 단독 기준(연간 10인 이상), ②는 인원 수와 비율을 함께 보는 기준(5인 이상 그리고 전체 근로자의 10% 이상)이라는 점이 핵심이다. 소규모 사업장에서 발생 인원이 적더라도 비율이 높으면 대상이 된다.

이와 별개로 근골격계부담작업이 있으면 3년마다 유해요인조사를 실시해야 한다.

[해설]

C/R비가 클수록 조종장치를 많이 움직여야 표시장치가 조금 움직이므로 장치는 둔감해지고, 그만큼 미세조정이 쉬워져 정확한 조종에 유리하다.

C/R비 $=\dfrac{(a/360)\times2\pi L}{\text{표시장치 이동거리}}$ 공식에 대입하면 A는 $\dfrac{(30/360)\times2\times3.14\times12}{1}=6.28$, B는 $\dfrac{(20/360)\times2\times3.14\times10}{0.8}=4.36$이다.

현재 C/R비 5보다 A(6.28)가 더 크고 B(4.36)는 오히려 더 작으므로, 더 둔감하면서 정확한 조종이 가능한 A가 적합한 대안이다.

[해설]

길브레스 부부는 작업자의 손동작을 촬영·분석해 더 이상 나눌 수 없는 최소 동작 단위로 정리했고, 이를 자신의 성을 거꾸로 읽어 서블릭(therblig)이라 이름 붙였다.

서블릭은 찾기·잡기·운반 등 세부 기본동작들로 구성되며, 동작분석과 작업 개선(불필요한 동작 제거)의 기초 단위로 활용된다.

[해설]

행동유도성(affordance)은 사물의 형태나 배치 자체가 사용자에게 어떻게 사용해야 하는지를 암묵적으로 알려주는 단서를 제공한다는 개념이다.

예를 들어 손잡이의 형태가 당기거나 미는 동작을 자연스럽게 유도하듯, 물리적·의미적 특성이 행동을 유도하도록 설계하면 별도의 설명 없이도 올바른 사용법을 직관적으로 알 수 있다.

[해설]

조절식 설계는 사용자 집단의 5%ile부터 95%ile까지를 수용하도록 조절범위를 잡는 방식이므로, 오금길이의 평균·표준편차로 두 백분위수를 구한 뒤 보정값을 더해 범위를 정한다.

남자 5%ile $=392-1.65\times20.6+35=393.01$ mm
남자 95%ile $=392+1.65\times20.6+35=460.99$ mm
여자 5%ile $=363-1.65\times19.5+35=365.83$ mm
여자 95%ile $=363+1.65\times19.5+35=430.18$ mm

착석 시 발이 바닥에 닿아야 하므로 신발 두께 25mm와 여유 10mm를 더한 35mm를 상한과 하한 모두에 더하는 것이 채점 포인트다.

오금길이는 의자 좌판 높이 설계에 쓰이는 인체측정치이며, 성별에 따라 분포가 다르므로 남녀를 나누어 조절범위를 산출한다.

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]

LI(Lifting Index)는 실제 작업물 무게를 NIOSH 권장무게한계(RWL)로 나눈 값으로, LI≤1이면 요통 발생위험이 낮아 별도의 작업 재설계가 필요 없다고 판단한다.

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

0.8은 1보다 작으므로 현재 작업조건이 안전 범위 안에 있으며, LI가 1을 넘는 경우에는 LI가 1 이하가 되도록 작업을 설계·재설계해야 한다는 점과 짝지어 외우는 것이 채점 포인트다.

[해설]

Barnes의 동작경제 원칙은 신체 사용에 관한 원칙, 작업장 배치에 관한 원칙, 공구·설비 설계에 관한 원칙 세 범주로 나뉘며, 이 문항은 그중 신체 사용 원칙을 묻는다.

①·②는 양손이 동시에 시작·종료하고 노는 시간이 없어야 한다는 양손 동작의 동시성을 요구하고, ③은 좌우 대칭 동작으로 신체 균형과 리듬을 유지시켜 피로를 줄인다는 원리다.

④는 필요 이상의 큰 근육·관절을 쓰지 않는 최소동작등급 개념이며, ⑤·⑥·⑦은 관성·연속곡선동작·탄도동작을 활용해 근육의 정지·재출발에 드는 에너지 소모를 줄이는 원칙이다.

[해설]

THERP(Technique for Human Error Rate Prediction)는 인간의 조작을 개별 사건(event)으로 나누고 각 사건의 성공·실패 확률을 나무 형태(HRA event tree)로 연결해 작업 전체의 인간 신뢰도를 정량적으로 산출하는 기법이다.

ETA(사건수 분석)의 논리를 인간 신뢰도 분석에 옮겨 온 것이 핵심으로, 각 분기의 확률을 곱해 최종 성공·실패 확률을 얻는다는 설명이 기법명을 THERP로 특정하는 근거다.

근무시간에 대한 여유율이므로 내경법 적용
표준시간 $=\text{정미시간}\times\dfrac{1}{1-\text{여유율}}=0.9\times\dfrac{1}{1-0.1}=1$ 분
1일 표준 생산량 $=\dfrac{480}{1}=480$ → 480개

[해설]

여유율의 기준이 근무시간이면 내경법, 정미시간이면 외경법이다.

내경법: $\text{표준시간}=\text{정미시간}\times\dfrac{1}{1-\text{여유율}}$
외경법: $\text{표준시간}=\text{정미시간}\times(1+\text{여유율})$

1일 총 근로시간 8시간 = 480분이므로 480 ÷ 1분 = 480개.

[해설]

뒷면이 2번 나오는 경우의 수는 3번 중 2번을 고르는 조합으로 ${}_3C_2=3$가지이므로 확률은 $P=\dfrac{3}{8}$이다.

$H=\log_2\dfrac{1}{P}=\log_2\dfrac{8}{3}=1.415$ bit

정보량 공식 $H=\log_2\dfrac{1}{P}$은 확률이 작을수록 그 사건이 전달하는 정보량이 커진다는 정보이론의 기본 원리를 반영하며, 확률이 $\dfrac{1}{2}$일 때 정확히 1bit가 된다는 점을 기준 삼아 값의 크기를 가늠할 수 있다.

[해설]

정량적 표시장치는 수치·눈금으로 계량값을 보여주는 장치로, 지침과 눈금 중 무엇이 움직이는가에 따라 동침형과 동목형으로 나뉘고 숫자 자체가 표시되는 방식은 계수형으로 구분한다.

동침형은 눈금이 고정된 채 지침이 움직여 변화의 방향과 속도를 함께 파악하기 쉽고, 동목형은 지침이 고정되어 좁은 공간에 넓은 범위를 표시할 수 있으나 변화 경향을 읽기는 상대적으로 어렵다.

계수형은 판독 오차가 작고 읽는 데 걸리는 시간이 짧아 전력계·택시요금계처럼 정확한 수치가 중요한 곳에 쓰이지만, 값이 빠르게 변하는 상황에는 적합하지 않다.

웨버의 법칙(Weber's law)

[해설]

웨버비 $=\dfrac{\Delta I}{I}$ ($\Delta I$: 변화감지역, $I$: 기준자극 크기)

웨버비가 작을수록 변화를 잘 알아채므로 그 감각의 변별력이 좋다. 감각별 웨버비는 시각 0.017, 무게 0.02, 청각(진동수) 0.003 순으로 청각이 가장 예민하다.

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.

[해설]

작업자와 기계가 서로 고장에 영향을 주지 않고 각각 독립적으로 검수하므로 병렬(중복) 구조로 보고, 둘 중 하나만 정상 작동해도 전체는 성공으로 판단한다.

작업자 신뢰도 $=1-0.1=0.9$
기계 신뢰도 $=1-0.2=0.8$
$R=1-(1-0.9)(1-0.8)=0.98$

병렬 신뢰도 식은 두 요소가 동시에 실패할 확률을 1에서 빼는 방식이어서 결과가 개별 신뢰도(0.9, 0.8)보다 높아지며, 이것이 중복 검수를 두는 이유다.

[해설]

최대작업영역은 상완과 전완을 곧게 뻗어 도달할 수 있는 최대 범위로, 어깨를 축으로 팔 전체를 폈을 때 그려지는 원호에 해당한다.

이는 위팔을 몸통에 붙인 채 전완만 움직여 닿는 정상작업영역과 구분되는 개념이며, 자주 쓰는 물건은 정상작업영역 안에, 가끔 쓰는 물건은 최대작업영역 안에 배치하는 것이 원칙이다.