2024년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

세 용어 모두 관절운동을 신체의 정중선(midline)이나 관절 각도를 기준으로 구분하는 개념으로, 인체측정·작업자세 평가에서 동작의 방향을 지칭할 때 쓰인다.

외전(abduction)은 몸의 중심선에서 멀어지는 동작(팔을 옆으로 벌릴 때)이고, 굴곡(flexion)은 관절에서의 각도가 감소하는 동작(팔꿈치를 굽힐 때)이다.

내선(medial rotation)은 팔다리가 중심선 쪽으로 안쪽으로 회전하는 동작으로, 각도 변화가 아니라 회전 방향으로 구분된다는 점이 외전·굴곡과 헷갈리기 쉬운 부분이다.

[해설]

둘 다 결합조직(connective tissue)이지만 연결하는 대상이 다르다는 점이 구분의 핵심이다.

힘줄(건, tendon)은 근육과 뼈를 연결해 근육의 수축력을 뼈에 전달하고, 인대(ligament)는 뼈와 뼈(관절)를 연결해 관절의 안정성과 협응을 돕는다.

①: 한쪽만 고장나도 추락하므로 직렬연결(직렬시스템)이다.
$R = 0.7 \times 0.8 = 0.56$ → 0.56
②: 양쪽이 모두 고장나야 추락하므로 병렬연결(병렬시스템)이다.
$R = 1 - (1 - 0.7)(1 - 0.8) = 0.94$ → 0.94

[해설]

직렬 $R = R_1 \times R_2$, 병렬 $R = 1 - (1 - R_1)(1 - R_2)$

"하나만 고장나도 못 쓴다"면 직렬, "전부 고장나야 못 쓴다"면 병렬로 판단한다. 병렬(리던던시)이 직렬보다 신뢰도가 높다.

[해설]

사용자 인터페이스는 사람과 시스템 사이의 상호작용을 원활하게 매개하는 장치·소프트웨어라는 점이 정의의 핵심이다.

디스플레이, 키보드, 마우스처럼 사람이 시스템에 정보를 입력하고 시스템의 출력을 받아들이도록 설계된 정보 관련 고안품이 모두 이에 포함된다.

[해설]

구조적 인체치수는 신체를 고정된 자세로 정지시킨 상태에서 재는 크기이고, 기능적 인체치수는 신체가 실제 동작을 수행하는 중에 재는 크기라는 점이 구분 기준이다.

①신장과
⑤대퇴 여유는 정지 자세에서 재는 정적 치수이므로 구조적 인체치수이고,
②손목 굴곡 범위·
③수직 파악 한계·
④정상 작업 영역은 관절이 움직이거나 팔을 뻗는 동작이 개입되므로 기능적 인체치수로 분류된다.

동작이 개입되는 항목(파악 한계, 작업 영역, 관절 가동범위)을 구조적 치수로 잘못 분류하지 않는 것이 채점 포인트다.

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.

① 색 코딩
② 형상 코딩
③ 크기 코딩
④ 촉감 코딩
⑤ 위치 코딩
⑥ 작동 방법에 의한 코딩

[해설]

조종실은 조명이 어둡거나 장갑을 착용해 시각에만 의존하기 어려우므로, 색 코딩 외에 형상·크기·촉감·위치처럼 만져서 구분되는 코딩을 함께 사용한다.

코딩이 효과를 내려면 사용자가 이미 익힌 방식과 일치하고(양립성), 기종 간 표준화되어 있어야 한다.

[해설]

Strain Index(JSI)는 상지 근골격계 부담을 여러 위험요인 등급별 계수의 곱으로 정량화하는 기법이며, 산출된 점수가 클수록 위험도가 높다는 것이 평가의 핵심이다.

공식은 힘의 강도·지속정도·빈도·자세·작업속도·작업시간에 대응하는 계수를 모두 곱하는 방식이다.
$JSI = 3 \times 1 \times 1.5 \times 2 \times 1 \times 1 = 9$

판정 기준은 3 미만이면 안전, 3 이상 7 미만이면 다소 위험, 7 이상이면 위험이다. 산출된 9는 7 이상인 위험 구간에 해당하므로, 나뭇가지치기 작업을 지속하면 위험하다고 판단한다.

[해설]

근골격계 유해요인 기본조사는 작업장 상황조사, 작업조건조사, 증상조사의 세 축으로 이루어지며 각 조사가 확인하는 대상이 다르다는 점이 핵심이다.

• 작업장 상황조사는 작업 공정·설비·작업량·작업속도·최근 업무의 변화 등 작업 여건을 파악한다.
• 작업조건조사는 반복성·부자연스러운 자세·과도한 힘·접촉스트레스·진동 등 유해요인 자체를 확인한다.
• 증상조사는 증상·징후와 직업력(근무력), 근무형태, 취미 생활, 과거 질병력 등 근로자 개인 이력을 확인한다.

①: 정기조사 - 매 3년 이내마다 정기적으로 실시

②: 수시조사 - 다음의 경우 실시
- 임시건강진단 등에서 근골격계질환자가 발생하였거나 산업재해보상보험법상 업무상 질병으로 인정받은 경우
- 근골격계부담작업에 해당하는 새로운 작업·설비를 도입한 경우
- 근골격계부담작업에 해당하는 업무의 양(업무량)·작업공정 등 작업환경을 변경한 경우

[해설]

정기조사는 3년 주기, 수시조사는 사유가 생기면 지체 없이 실시한다.

수시조사 사유는 질환자 발생 / 새 작업·설비 도입 / 작업량·공정 등 작업환경 변경 세 가지로 묶어 외운다. 신설 사업장은 신설일부터 1년 이내에 최초 조사를 해야 한다.

[해설]

피부의 전기저항이 정서적 긴장·스트레스에 따라 변화하는 현상을 이용한 지표라는 것이 핵심으로, 교감신경 활동이 활발해지면 땀샘 분비가 늘어 피부 전기저항이 낮아진다.

이 반응을 전기피부반응(GSR, Galvanic Skin Response)이라 하며, 측정이 간단하고 민감해 스트레스 측정과 거짓말 탐지기에 널리 활용된다.

[해설]

정규분포를 따르는 집단에서 특정 백분위수는 평균에 표준편차와 Z값을 곱한 값을 더하거나 빼서 구한다는 것이 계산의 핵심이다.

5%ile은 평균보다 작은 쪽 극단이므로 빼고, 95%ile은 큰 쪽 극단이므로 더한다.
$5\%ile = 50 - (4 \times 1.645) = 43.42\ \mathrm{kg}$
$95\%ile = 50 + (4 \times 1.645) = 56.58\ \mathrm{kg}$

[해설]

NIOSH RWL 계산에서 각 계수는 인체가 물리적으로 작업을 수행할 수 없는 한계를 넘으면 0으로 처리되어 권장무게한계 자체가 0이 된다는 것이 핵심이다.

수평계수(HM)는 손과 몸 사이 수평거리가 63cm를 초과하면, 수직계수(VM)는 물체의 수직 위치가 175cm를 초과하면, 비대칭계수(AM)는 비대칭 각도가 135°를 초과하면 각각 인체 한계를 벗어난다고 보아 계수가 0이 된다.

①: C/R비 $= \dfrac{\frac{90}{360} \times 2\pi \times 3}{3} = 1.571$ ≒ 1.57

②: 민감도를 높이려면 C/R비를 감소시킨다.
- 표시장치의 이동거리를 크게 한다
- 조종장치의 움직이는 각도(회전각도)를 작게 하거나 손잡이 길이를 짧게 한다

[해설]

회전형 조종장치의 C/R비 = (조종장치가 움직인 각도 a/360) × 2πL ÷ 표시장치 이동거리이며, L은 손잡이 길이(반지름)다.

분자는 손잡이 끝이 실제로 움직인 호의 길이로 (90/360)×2π×3 = 4.712cm, 이를 표시장치 이동거리 3cm로 나누어 1.57이 된다.

C/R비가 작을수록 조종장치를 조금만 움직여도 표시장치가 크게 움직이므로 민감해진다. 따라서 분모인 표시장치 이동거리를 키우거나, 분자를 줄이도록 회전각도·손잡이 길이를 줄이면 민감도가 올라간다.

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.

[해설]

정미시간은 작업자가 정상적인 페이스로 작업요소를 수행하는 데 걸리는 시간을 뜻하며, 관측한 시간을 작업자의 숙련도(레이팅)로 보정한 값이라는 것이 핵심이다.

공식은 평균 관측시간에 레이팅 계수를 곱해 구한다.
$NT = T_0 \times \dfrac{R}{100}$

여기서 $T_0$는 관측시간의 평균값, $R$은 레이팅 계수를 뜻하며, 이후 여유율을 더 반영하면 표준시간이 된다.

[해설]

Swain은 인간오류를 작업·절차가 발생·순서·시점 측면에서 무엇이 잘못되었는가를 기준으로 5가지로 분류했다는 점이 핵심이다.

• 부작위에러(omission error) - 필요한 작업·절차 자체를 수행하지 않아 발생.
• 작위에러(commission error) - 작업·절차를 수행했지만 불확실하게 수행해 발생.
• 시간에러(time error) - 필요한 작업·절차를 정해진 시간보다 늦게 수행해 발생.
• 순서에러(sequence error) - 작업·절차의 수행 순서를 잘못 지켜 발생.
• 불필요한 행동에러(extraneous error) - 불필요한 작업·절차를 수행해 발생.

특히 아예 하지 않은 것(부작위)과 했지만 잘못한 것(작위)을 구분하는 것이 채점 포인트이며, 나머지 셋은 시점·순서·불필요 여부로 나뉜다.