2024년 인간공학기사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

①: 사용 신체부위
②: 페달 사용 여부
③: 양손의 사용 정도(양손 사용여부)
④: 눈과 손의 조화(협조) 정도
⑤: 취급의 주의 정도
⑥: 중량 또는 저항의 크기(저항정도)

[해설]

객관적 평가법은 1단계에서 작업속도만 정상속도와 비교해 평가하고, 2단계에서 작업의 난이도·특성에 따른 조정계수를 더해 정미시간을 산정하는 방법이다.

난이도 조정요소는 사용 신체부위, 페달 사용 여부, 양손의 사용 정도, 눈과 손의 조화, 취급의 주의 정도, 중량 또는 저항의 크기 6가지다.

정미시간 = 관측시간 × 속도평가계수 × (1 + 난이도 조정계수).

[해설]

OWAS는 전신 작업자세를 현장에서 빠르게 관찰·평가하기 위해 만들어진 기법으로, 신체 부위별 자세와 하중을 조합해 코드화한다는 점이 핵심이다.

평가항목은 허리(back), 팔(arms), 다리(legs)의 자세와 취급 하중(weight)으로 구성되며, 이 조합으로 자세 코드를 매기고 조치 수준을 판정한다.

[해설]

양립성은 자극과 반응이 사람이 자연스럽게 기대하는 방향과 일치할수록 학습·반응이 빨라진다는 인간공학 원칙이라는 점이 핵심이다.

정의상 양립성이란 자극과 반응의 조합에서 공간적·운동적·개념적 관계가 인간의 기대와 모순되지 않는 성질을 말한다.

종류는 크게 개념양립성, 운동양립성, 공간양립성으로 나뉘며, 실제 설계에서는 이 셋을 함께 고려해야 조작 오류를 줄일 수 있다.

[해설]

조종장치 코딩은 운용자가 여러 조종장치를 시각·촉각적으로 빠르게 구별하도록 돕는 설계기법이라는 점이 핵심이다.

• 색 코딩 - 비상용은 적색처럼 특정 의미가 부여될 때 효과적이다.
• 형상 코딩 - 손잡이 모양으로 촉각 식별이 가능하도록 하되 날카로운 모서리는 피한다.
• 크기 코딩 - 촉각으로 구별 가능한 지름·두께 차이를 두어 두세 종류만 사용한다.
• 촉감 코딩 - 매끄러운 면·세로 홈·깔쭉면 등 3종류로 표면을 가공한다.
• 위치 코딩 - 유사 기능의 조종장치를 패널상 같은 상대적 위치에 배치한다.
• 작동방법 코딩 - 밀고당기기·회전식 등 조종장치마다 고유한 조작 방식을 부여한다.

코딩 방식마다 식별에 쓰이는 감각이 다르므로, 시각 채널(색)과 촉각 채널(형상·크기·촉감)을 함께 조합하면 계기가 많은 조종실에서도 오조작을 줄일 수 있다.

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]

육체적 작업 강도는 신체의 생리적 반응을 측정해 간접적으로 평가할 수 있으며, 측정 대상 신체 시스템에 따라 여러 척도가 쓰인다는 점이 핵심이다.

• 근전도(EMG) - 근육의 활동 전위를 측정해 국소 근육 피로를 평가한다.
• 산소소비량 - 대사 활동에 따른 산소 섭취량을 측정한다.
• 에너지대사율(RMR) - 작업대사량을 기초대사량 대비 배수로 나타낸다.
• 심박수 - 작업 부하에 따른 심장 박동 증가를 측정한다.
• 보그 스케일(Borg Scale) - 작업자가 체감하는 주관적 운동강도를 척도화한다.

[해설]

점멸융합주파수(CFF, Critical Flicker Frequency)는 깜빡이는 빛의 점멸 속도를 점점 높였을 때 사람 눈이 더 이상 깜빡임을 지각하지 못하고 연속된 빛으로 인식하게 되는 임계 주파수라는 점이 핵심이다.

중추신경계의 피로도나 각성 수준에 따라 CFF 값이 달라지므로, 피로도·주의력 상태를 평가하는 지표로 활용된다.

[해설]

VDT 작업설계 기준은 화면·키보드·작업대 간의 물리적 배치와 조절 가능성을 규정하는데, 화면과 키보드는 조절 가능해야 하고 거리·간격은 일정 값 이상을 확보해야 한다는 점이 핵심이다.

화면은 회전 및 경사조절이 가능해야 하고 문자·도형과 배경의 휘도비를 작업자가 조절할 수 있어야 하며, 키보드 경사는 5~15° 범위·두께 3cm 이하로 한다.

작업대 끝면과 키보드 사이 간격은 15cm 이상, 화면과의 거리는 최소 40cm 이상 확보해야 하고, 화면상의 시야범위는 수평선상 10~15° 아래에 오도록 한다.

[해설]

산소소비량을 구하는 표준적인 방법(Douglas bag)은 배기량과 배기 중 산소·이산화탄소 농도로부터 흡기량을 역산한 뒤, 흡기 산소량과 배기 산소량의 차이로 소비된 산소량을 구하는 것이 핵심이다.

분당 배기량과 흡기량을 먼저 구한다.
분당 배기량 $\dfrac{90}{5}=18\ \mathrm{L/min}$
배기 질소농도 $100-14-6=80\%$
분당 흡기량 $18\times\dfrac{0.80}{0.79}=18.23\ \mathrm{L/min}$

이어 흡기 산소량에서 배기 산소량을 빼면 산소소비량이 되고, 여기에 산소 1L당 약 5kcal의 에너지가를 곱하면 에너지소비량이 된다.
산소소비량 $18.23\times0.21-18\times0.14=1.31\ \mathrm{L/min}$
에너지소비량 $1.31\times5=6.54\ \mathrm{kcal/min}$

①: 정의 - 숙련된 사용자가 인터페이스에서 목표를 달성하기까지의 행위를 예측하여, 과제 수행시간·학습시간 등을 평가(예측)하는 모델
②: 구성요소 - 목표(Goals), 연산자·조작(Operators), 방법(Methods), 선택규칙(Selection rules)

[해설]

GOMS는 네 구성요소의 머리글자를 딴 이름이다.

목표는 사용자가 달성하려는 상태, 연산자는 목표 달성을 위한 기본 동작(키 입력·마우스 이동 등), 방법은 목표를 이루는 절차, 선택규칙은 여러 방법 중 하나를 고르는 기준이다.

오류 없이 수행하는 숙련자를 전제하므로 초보자의 오류 상황이나 학습 과정 예측에는 한계가 있다.

정의는 '숙련된 사용자의 작업 소요시간을 예측하는 모델로, 사용자는 문제를 하위 과제로 나눠 순차적으로 해결한다'로 서술해도 된다.

①: 작업장 상황조사 - 작업공정 변화, 작업설비 변화, 작업량 변화, 작업속도 및 최근 업무의 변화 중 2가지
②: 근골격계질환 증상조사 - 증상과 징후, 직업력(근무력), 근무형태(교대제 여부 등), 취미활동, 과거질병력 중 2가지

[해설]

유해요인조사는 기본조사(작업장 상황조사 + 작업조건조사)와 증상조사로 구성된다.

작업장 상황조사는 '무엇이 바뀌었나'(공정·설비·작업량·작업속도의 변화)를, 증상조사는 근로자 개인 요인(증상·직업력·근무형태·취미활동·과거질병력)을 확인한다. 정기 유해요인조사는 3년마다 실시한다.

①: 목표 및 성능명세 결정 → 시스템의 정의 → 기본설계 → 인터페이스 설계 → 촉진물 설계 → 시험 및 평가
②: 감시, 정비유지(또는 프로그래밍)

[해설]

설계 6단계는 '무엇을 얼마나 잘할 것인가(목표 및 성능명세)'를 먼저 정하고, 그 기능을 수행할 시스템을 정의한 뒤 기본설계 → 인터페이스 설계 → 촉진물 설계로 구체화하고 마지막에 시험·평가하는 흐름이다.
자동화 시스템에서는 감지·정보처리·의사결정·행동을 기계가 모두 수행하므로 인간에게는 감시(monitoring), 정비유지, 프로그래밍 역할만 남는다.

①: 학습용이성(Learnability) - 초보자가 사용법을 얼마나 배우기 쉬운가
②: 효율성(Efficiency) - 숙련된 사용자가 원하는 일을 얼마나 빨리 수행할 수 있는가
③: 기억용이성(Memorability) - 오랜만에 다시 쓰는 사용자가 사용법을 얼마나 기억하기 쉬운가
④: 에러 빈도 및 정도(Error Frequency and Severity) - 실수를 얼마나 자주·크게 하며 쉽게 만회할 수 있는가
⑤: 주관적 만족도(Subjective Satisfaction) - 사용자가 제품에 얼마나 만족하는가

[해설]

닐슨은 사용성을 학습용이성·효율성·기억용이성·에러·주관적 만족도라는 측정 가능한 5가지 속성으로 정의했다.

학습용이성은 처음 쓰는 초보자, 효율성은 숙련자, 기억용이성은 재사용 시점을 기준으로 본다는 점이 구분 포인트다. 3가지·4가지만 요구해도 위에서 골라 쓰면 된다.

교재에 따라 효율성은 '목적 달성을 위해 일을 얼마나 빨리 수행하는가', 에러는 '실수 빈도·정도와 만회 가능 여부', 주관적 만족도는 '사용자의 감성적 욕구 충족 정도'로도 서술한다.

[해설]

인체측정 자료를 설계에 적용할 때는 대상 집단의 범위를 어떻게 수용할 것인가에 따라 세 가지 원칙 중 하나를 선택한다는 점이 핵심이다.

• 극단치 설계 - 최대값 또는 최소값을 기준으로 삼아 대부분의 사용자를 수용한다.
• 조절식 설계 - 5~95% 범위의 사용자가 직접 조절해 사용하도록 설계한다.
• 평균치 설계 - 조절식·극단치 설계가 적합하지 않을 때 평균값을 기준으로 설계한다.

① 정미시간 $NT = 2.20 \times \dfrac{110}{100} = 2.20 \times 1.10 = 2.42$분
외경법 표준시간 $ST = 2.42 \times (1 + 0.2) = 2.904$분 → 2.904분(≒2.9분)
8시간 중 여유시간 $= 8 \times 60 \times \dfrac{2.904 - 2.42}{2.904} = 480 \times 0.1667 = 80$분 → 80분
(표준시간을 2.9분으로 반올림하면 여유시간 0.48분, 비율 0.17이 되어 $480 \times 0.17 = 81.6$분으로도 답할 수 있다.)
② 내경법으로 잘못 적용한 표준시간 $ST = 2.42 \times \dfrac{1}{1 - 0.2} = 3.025$분(≒3.03분)
잘못 계산한 3.025분이 올바른 2.904분보다 크므로 근로자에게 유리하고 기업에 불리하다.

[해설]

외경법 $ST = NT \times (1 + A)$, 내경법 $ST = NT \times \dfrac{1}{1 - A}$

같은 여유율이라도 내경법 값이 항상 크다. 표준시간이 커지면 같은 작업에 더 많은 시간이 책정되므로 근로자에게 유리하고 기업이 불리하다. 표준편차 0.35분은 관측횟수 결정용 자료로 이 계산에는 쓰이지 않는다.

이론적 기계대수 $n = \dfrac{2 + 3}{2} = 2.5$대이고 실제 2대 $\le 2.5$이므로 기계가 주기를 결정한다.
①: 작업주기시간 $a + t = 2 + 3 = 5$분 → 5분
②: 1시간 생산량 $\dfrac{60}{a + t} \times 2 = \dfrac{60}{2 + 3} \times 2 = 24$개 → 24개

[해설]

이론적 기계대수 $n = \dfrac{a + t}{a}$ ($a$: 작업자 장착시간, $t$: 기계 자동가공시간)

실제 대수가 $n$ 이하이면 기계가 놀지 않고 주기는 $a + t$가 되며, 대수가 $n$을 넘으면 작업자가 병목이 되어 주기는 $a \times$ 대수로 결정된다.

오류낼 확률 = 1 − (오류내지 않을 확률)
A: $(1-0.60)\times 60+(1-0.95)\times 10=0.4\times 60+0.05\times 10=24+0.5=24.5$ → 24.5만원
B: $(1-0.80)\times 60+(1-0.80)\times 10=0.2\times 60+0.2\times 10=12+2=14$ → 14만원
A(24.5만원) > B(14만원)이므로 B가 더 경제적이다.

[해설]

기대비용 = Σ(오류 확률 × 해당 오류의 발생비용)이다. 주어진 확률이 '오류내지 않을' 확률이므로 반드시 1에서 빼서 오류 확률로 바꾼 뒤 곱해야 한다.

A는 불량품 오판율은 5%로 낮지만 비용이 큰 쪽(양품→불량, 60만원)의 오류율이 40%나 되어 총 기대비용이 커진다. 비용이 큰 오류의 확률을 낮추는 쪽이 유리하다는 것이 핵심이다.

[해설]

SCAMPER는 기존 대상을 다양한 관점에서 변형해 개선안을 찾는 발상기법으로, 각 글자가 서로 다른 변형 방식을 가리킨다는 점이 핵심이다.

M(Modify, Magnify, Minify)은 형태·크기를 변형·확대·축소하는 것을, P(Put to other use)는 기존 대상을 다른 용도로 활용하는 것을, R(Rearrange)은 구성요소의 배열이나 순서를 재정렬하는 것을 의미한다.