2025년 인간공학기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

신호검출이론(SDT)은 소음(배경 잡음) 속에서 신호의 유무를 판단해야 하는 모든 과제에 적용되므로, 판정 결과가 적중·오경보·누락·정기각으로 나뉘는 실무 상황이면 대부분 해당한다.

음파탐지(sonar)나 레이더로 표적을 식별하는 상황, 제품 결함 유무를 가리는 품질검사, 영상에서 병변 유무를 판독하는 의료진단이 대표적이며, 판단자의 반응기준(response criterion)이 어디에 놓이느냐에 따라 오경보와 누락의 비율이 달라진다는 점이 SDT의 핵심이다.

증인의 기억이 실제 사건과 일치하는지 가리는 증언 신뢰성 평가, 관제사가 다수 신호 중 이상 징후를 포착하는 항공교통관제도 같은 논리 구조를 가진다.

기초대사량(BMR): 생명을 유지하기 위한 최소한의 단위시간당 에너지 소비량

[해설]

기초대사량은 공복·안정·쾌적한 온도 조건에서 호흡·순환·체온유지 등 생명 유지에만 쓰이는 에너지다.

작업 시 총 에너지소비량에서 기초대사량과 안정 시 대사량을 뺀 값이 작업대사량이고, 이를 기초대사량으로 나눈 값이 에너지대사율(RMR)이다.

①: 입력정보량(자극정보량) $H(x) = 0.5\log_2\left(\dfrac{1}{0.5}\right) + 0.5\log_2\left(\dfrac{1}{0.5}\right) = 1$ → 1 bit
②: 출력정보량(반응정보량) $H(y) = 0.8\log_2\left(\dfrac{1}{0.8}\right) + 0.2\log_2\left(\dfrac{1}{0.2}\right) = 0.7219$ → 0.7219 bit(≒0.72)
③: 결합정보량 $H(x,y) = 0.3\log_2\left(\dfrac{1}{0.3}\right) + 0.2\log_2\left(\dfrac{1}{0.2}\right) + 0.5\log_2\left(\dfrac{1}{0.5}\right) = 1.4855$ → 1.4855 bit(≒1.49)
④: 전달정보량 $T(x,y) = H(x) + H(y) - H(x,y) = 1 + 0.7219 - 1.4855 = 0.2364$ → 0.2364 bit(≒0.23)

[해설]

주변합을 포함한 표는 다음과 같다. 빨강 3·2 → 합계 5, 파랑 5·0 → 합계 5, 통과 합계 8, 정지 합계 2, 전체 합계 10.

자극 확률 x: 빨강 5/10 = 0.5, 파랑 5/10 = 0.5. 반응 확률 y: 통과 8/10 = 0.8, 정지 2/10 = 0.2. 결합 확률: 빨강·통과 0.3, 빨강·정지 0.2, 파랑·통과 0.5, 파랑·정지 0(확률 0인 칸은 계산에서 제외).

전달정보량은 입력과 출력이 공유하는 정보량이므로 $T(x,y) = H(x) + H(y) - H(x,y)$로 구한다. ※ 참고: $\log_a b = \dfrac{\log b}{\log a}$.

[해설]

입식 작업대 높이는 팔꿈치 높이를 기준으로 작업의 정밀도와 힘 요구 수준에 따라 달라지므로, 눈과 손을 가까이 써야 하는 정밀작업일수록 작업면이 높아지고 몸무게를 실어야 하는 중작업일수록 낮아진다.

정밀작업은 시선과 손의 거리를 좁혀 미세 조작 오차를 줄여야 하므로 팔꿈치 높이보다 약 5~10cm 높게 두고, 경작업(가벼운 조립·포장)은 팔꿈치 높이보다 약 5~10cm 낮게 두어 자연스러운 손동작 범위를 확보한다.

중작업은 팔의 힘뿐 아니라 상체 하중을 실어야 하므로 팔꿈치 높이보다 약 10~30cm 낮춰 힘을 아래로 전달할 수 있게 하며, 그 결과 정밀작업 > 경작업 > 중작업 순으로 높이가 낮아진다.

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]

REBA의 활동점수(activity score)는 자세 자체가 아니라 신체 움직임의 성격에 따라 최종 점수에 가산되는 항목으로, 정적 유지·반복 동작·급격한 동작이라는 세 가지 조건이 각각 +1점씩 독립적으로 더해진다.

표의 첫 행은 신체 한 부위 이상이 1분에 4회 미만의 작은 동작만 보이는 등 사실상 정지된 자세로 유지되는 경우를 가리키며, 근육이 계속 수축을 유지하는 정적 부하가 커지므로 가산 대상이 된다.

좁은 범위에서 짧은 주기로 반복되는 동작과, 넓은 범위에서 급격히 자세가 바뀌거나 지지기반이 불안정해지는 동작도 각각 근골격계 부담을 높이는 요인이므로 동일하게 +1점이 부여된다.

다음 중 5가지
① 빈손 이동(TE)
② 운반(TL)
③ 쥐기(G)
④ 내려놓기(RL)
⑤ 미리 놓기(PP)
⑥ 사용(U)
⑦ 조립(A)
⑧ 분해(DA)

[해설]

서블릭 18기호 중 작업 진행에 직접 기여하는 위 8가지가 효율적 서블릭(제1류)이다.

반대로 찾기(Sh)·고르기(St)·검사(I)·바로 놓기(P)·계획(Pn)·쥐고 있기(H)·지연(UD)·휴식(R) 등은 비효율적 서블릭으로 동작경제 원칙에 따라 제거·단축해야 할 개선 대상이다.

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.

모멘트 평형 $\sum M = 0$
$M_E = (100 \times 0.3) + (10 \times 0.15) = 31.5$
∴ 31.5 N·m

[해설]

모멘트는 힘 × 회전축(팔꿈치)까지의 수직거리이며, 작업물 무게와 손·아래팔 자중이 만드는 모멘트는 회전 방향이 같으므로 더한다. 거리는 cm를 m로 환산해 계산한다. 이 부하를 버티려면 모멘트 팔이 짧은 이두근이 훨씬 큰 힘을 내야 하므로 상지 근골격계 부담이 커진다.

[해설]

손실정보량과 소음정보량은 입력·출력 정보량과 전달정보량의 관계를 나타내는 벤다이어그램 구조에서 도출되며, 전달되지 못한 입력정보가 손실정보량, 입력에서 오지 않은 출력정보가 소음정보량이다.

전체정보량 $H(X,Y) = H(X) + H(Y) - T(X,Y)$ 관계에서 $T(X,Y)$를 각각 $H(X)$, $H(Y)$에서 빼는 두 방향으로 정리하면 손실량과 소음량의 표현식이 각각 나온다.

같은 값을 $H(X,Y) - H(Y)$, $H(X,Y) - H(X)$ 꼴로도 쓸 수 있는데, 전체정보량에서 출력정보량을 빼면 출력에 실리지 못한 입력 몫만, 입력정보량을 빼면 입력과 무관하게 생긴 출력 몫만 남기 때문이다.

[해설]

동일 평면상의 직선표시장치와 회전조종장치 사이 운동양립성을 높이는 원리는 워릭(Warrick)의 원리이며, 표시장치 지침의 이동 방향과 조종장치의 조작 방향을 일치시키는 것이 핵심이다.

조종장치를 표시장치 옆에 배치할 때 지침이 움직이는 방향과 같은 방향으로 조종장치를 돌리도록 설계하면, 사용자가 학습 없이도 직관적으로 조작할 수 있어 반응시간과 오조작이 줄어든다.

이는 표시장치와 조종장치의 위치·운동방향이 사용자의 기대와 어긋나지 않아야 한다는 양립성(compatibility) 원칙의 대표적 적용 사례다.

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: 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: $LI = \dfrac{\text{작업물 무게}}{RWL} = \dfrac{10.3}{7.8} = 1.321$ → LI ≒ 1.32
②: LI가 1보다 크므로 요통 발생 위험이 높다. LI가 1 이하가 되도록 작업을 재설계해야 한다.

[해설]

LI는 실제 취급 중량을 권장무게한계(RWL)로 나눈 값으로, 1을 넘으면 상당수 작업자에게 요통 위험이 커진다는 의미다. 여기서는 1.32로 1을 초과하므로 중량 감소, 들기 높이·수평거리 조정, 작업빈도 감소 등으로 RWL을 높여 LI를 1 이하로 낮추는 개선이 필요하다.

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: 제조업자가 해당 제조물을 공급하지 아니하였다는 사실
②: 제조물을 공급한 때의 과학·기술 수준으로는 결함의 존재를 발견할 수 없었다는 사실(개발위험의 항변)
③: 결함이 공급 당시의 법령이 정하는 기준을 준수함으로써 발생하였다는 사실
④: 원재료·부품의 경우 이를 사용한 제조물 제조업자의 설계 또는 제작에 관한 지시로 인하여 결함이 발생하였다는 사실

[해설]

제조물책임법 제4조 면책사유다. 제조업자가 스스로 입증해야 면책된다는 점(입증책임의 전환)이 핵심이다.

②를 개발위험의 항변이라 하며, 제조물을 공급한 뒤 결함을 알았거나 알 수 있었음에도 피해 방지 조치를 하지 않았다면 ②~④의 면책은 인정되지 않는다.

①: 작업의 다양성 제공(작업확대)
②: 작업일정 및 작업속도 조절
③: 휴식(회복)시간 제공
④: 작업습관·작업관행 개선
⑤: 작업공간·공구·장비의 정기적 청소 및 유지보수
⑥: 근골격계질환 예방체조(직장체조) 도입
⑦: 근골격계질환 관련 교육·훈련 실시
⑧: 작업자 교대 및 적정 배치(직무순환)

[해설]

관리적 개선은 설비·공구 자체를 바꾸는 공학적 개선과 달리, 작업 배정·일정·휴식·교육 등 운영 방식을 바꿔 부담을 줄이는 방법이다.

3가지·4가지·5가지 등 개수를 제한해 물어도 위 항목 중 요구 개수만큼 쓰면 된다.

[해설]

시성능기준함수는 표준화된 실험 조건에서 얻은 값이므로, 실제 작업장의 보는 조건이 달라지면 그대로 쓸 수 없고 실제 조명 조건에 맞춰 보정해야 가시도기준함수가 된다.

보정에 쓰이는 요인은 대상물의 밝기와 대비를 좌우하는 것들로, 작업면에 도달하는 빛의 양인 조도, 빛의 색 특성을 나타내는 광원의 색온도, 대상과 배경에서 되돌아오는 빛의 비율인 반사율 세 가지다.

조도가 낮으면 같은 대비라도 식별이 어려워지고, 색온도는 물체와 배경 사이의 색 대비를, 반사율은 휘도와 눈부심 정도를 바꾸므로 이 세 요인이 함께 실제 상황에서의 가시도를 결정한다.