2025년 인간공학기사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

최대산소소비량

작업속도가 증가하면 산소소비량이 선형적으로 증가하다가, 일정 수준 이후로는 작업속도가 증가해도 더 이상 증가하지 않고 일정해지는데, 이때의 산소소비량을 말한다.

[해설]

최대산소소비량은 작업강도를 높여도 산소소비량이 더 이상 늘지 않고 평탄해지는 한계치로, 그 사람이 낼 수 있는 유산소 작업능력의 상한이다.

이 수준을 넘는 작업은 무산소 대사로 에너지를 보충해야 해서 젖산이 쌓이고 금방 지친다. 그래서 작업강도는 개인의 최대산소소비량 대비 비율로 평가하고, 장시간 작업은 그 약 1/3 이하로 설계한다.

고장률의 합이 1이고 R2 = 3R1이므로 R1 = 0.25, R2 = 0.75

$H = 0.25\log_2\dfrac{1}{0.25} + 0.75\log_2\dfrac{1}{0.75} = 0.81$ bit

[해설]

고장률의 합이 1이라는 조건과 R2=3R1을 연립하면 $R_1=0.25,\ R_2=0.75$가 되고, 이 두 확률을 각 사건의 발생확률로 하여 평균정보량(엔트로피) 공식에 대입한다.

$H = \sum p_i \log_2 \dfrac{1}{p_i}$
$H = 0.25\log_2\dfrac{1}{0.25} + 0.75\log_2\dfrac{1}{0.75}$
$H = 0.25 \times 2 + 0.75 \times 0.415 = 0.81$ bit

확률이 균등할수록(0.5, 0.5) 정보량은 최대인 1bit에 가까워지므로, 두 고장률이 3:1로 치우친 이 사례가 1bit보다 작은 0.81bit가 되는 것은 타당한 결과다.

웨버의 법칙(Weber's law)

[해설]

웨버의 법칙은 변화를 알아채는 데 필요한 최소 자극 차이(변화감지역)가 기준자극이 클수록 커진다는 원리다.
웨버비 = ΔI / I (ΔI: 변화감지역, I: 기준자극 크기)

웨버비가 작을수록 작은 변화도 잘 알아채므로 그 감각의 변별력이 좋다. 예를 들어 무거운 짐을 들수록 무게가 조금 늘어난 것을 알아채기 어려워지는 현상이 이에 해당한다.

권장무게한계(RWL)

[해설]

NIOSH 들기작업 지침에서 정한 권장무게한계(RWL, Recommended Weight Limit)의 정의다.

부하상수 23kg에 수평·수직·거리·비대칭·빈도·커플링 6개 계수를 곱해 구한다. 실제 취급중량을 RWL로 나눈 값이 들기지수(LI)이며, 1을 넘으면 요통 위험이 커진 것으로 본다.

①: 정량적 표시장치 - 저울, 택시 미터기
②: 정성적 표시장치 - 신호등, 경광등
③: 묘사적 표시장치 - 네비게이션, 비행자세 표시장치

[해설]

시각적 표시장치는 전달하는 정보의 성격에 따라 정량적·정성적·묘사적 표시장치로 나뉜다.

• 정량적 표시장치 — 저울·택시 미터기처럼 눈금이나 숫자로 정확한 값을 읽는다.
• 정성적 표시장치 — 신호등·경광등처럼 정상·주의·위험 같은 상태 범주만 빠르게 구분한다.
• 묘사적 표시장치 — 네비게이션·비행자세 표시장치처럼 위치·자세를 그림으로 보여 준다.

외우는 요령: 값을 읽으면 정량, 상태를 보면 정성, 그림을 보면 묘사다.

①: 장점 - 사실성·현장감 있는 연구가 가능하다.
②: 단점 - 변수통제와 환경간섭 제거가 곤란하고 시간·비용이 많이 든다.

[해설]

현장 실험은 실제 작업환경에서 하므로 결과의 사실성·현장감이 높다.

• 장점 — 실제 작업자·설비·환경 그대로 실험하므로 결과를 현장에 바로 적용하기 쉽다.
• 단점 — 소음·온도·인원 변동 같은 외부 변수를 막기 어려워 변수통제가 곤란하고, 이를 보완하려고 반복 측정하느라 시간·비용이 많이 든다.

실험실 실험은 반대로 변수통제는 쉽지만 현실감이 떨어진다고 짝지어 외운다.

①: 반복성
②: 부자연스럽거나 취하기 어려운 자세(부적절한 작업자세)
③: 과도한 힘
④: 접촉 스트레스
⑤: 진동
⑥: 온도·조명 등 환경적 요인

[해설]

근골격계질환의 작업 관련 유해요인은 근골격계부담작업 유해요인조사에서 확인하는 작업조건 항목과 같다.

• 반복성 — 같은 동작을 짧은 주기로 되풀이해 같은 부위에 부담이 쌓인다.
• 부자연스러운 자세 — 허리 굽힘·팔 들기·손목 꺾임 등 관절이 중립에서 벗어난 자세다.
• 과도한 힘 — 무거운 물건 취급이나 세게 쥐는 동작처럼 근육에 큰 힘이 걸린다.
• 접촉 스트레스 — 딱딱하거나 날카로운 모서리·공구 손잡이가 피부·힘줄을 국소적으로 누른다.
• 진동 — 진동공구 사용 시 손·팔의 혈관·신경이 손상된다.
• 온도·조명 등 환경적 요인 — 저온은 혈류를 줄이고 어두운 조명은 무리한 자세를 유발한다.

외우는 요령: 핵심 다섯(반복·자세·힘·접촉·진동)에 환경 요인을 더한다.

①: 개인여유 - 작업자의 생리적·심리적 요구로 발생하는 지연시간
②: 불가피한 지연여유 - 작업자와 관계없이 발생하는 지연시간
③: 피로여유 - 작업자의 정신적·육체적 피로 회복을 위해 부여하는 지연시간

[해설]

표준시간에 붙이는 여유 가운데 어느 작업에나 공통으로 적용하는 일반여유는 개인여유·불가피한 지연여유·피로여유 세 가지다.

• 개인여유 — 물 마시기·화장실처럼 작업자의 생리적·심리적 요구로 생기는 지연.
• 불가피한 지연여유 — 재료 대기·설비 이상처럼 작업자와 관계없이 생기는 지연.
• 피로여유 — 작업으로 쌓인 정신적·육체적 피로를 회복하도록 주는 시간.

혼동 주의: 기계간섭여유·조여유·소로트여유 등은 특정 작업에서만 붙는 특수여유다.

시각(분) $= \dfrac{57.3 \times 60 \times 3}{6{,}000} = 1.72$ 분

시력 $= \dfrac{1}{1.72} = 0.58$

[해설]

시력은 시각(분)의 역수로 정의하며, 시각은 대상 크기를 관측거리에 대한 각도로 환산해 구한다.

시각(분) = (57.3 × 60 × 틈 크기) / 거리
= (57.3 × 60 × 3) / 6,000 = 1.72분
시력 = 1 / 1.72 = 0.58

57.3은 라디안을 도(°)로, 60은 도를 분(′)으로 바꾸는 상수다. 틈과 거리를 같은 단위(mm)로 맞춰 6m를 6,000mm로 넣는 것이 핵심이다.

정미시간 $= 0.5 \times 1.1 = 0.55$ 분

여유율 $= \dfrac{30}{8 \times 60} = 0.0625$

근무시간 기준 여유이므로 내경법 적용

표준시간 $= \dfrac{0.55}{1 - 0.0625} = 0.59$ 분

[해설]

여유시간이 근무시간(8시간) 기준으로 주어졌으므로 여유율을 근무시간에 대한 비율로 잡는 내경법을 쓴다.

정미시간 = 0.5 × 1.1 = 0.55분
여유율 = 30 ÷ (8 × 60) = 0.0625
표준시간 = 0.55 ÷ (1 − 0.0625) = 0.59분

혼동 주의: 여유율이 정미시간 기준으로 주어지면 외경법, 즉 정미시간 × (1 + 여유율)을 쓴다.

(1) 지침 목적
들기작업의 권장무게한계(RWL)를 산출해 작업 위험성을 예측하고, 인간공학적 작업방법 개선을 통해 직업성 요통을 예방하는 것

(2) 적용할 수 없는 작업 4가지
①: 한 손으로 중량물을 취급하는 경우
②: 8시간 이상 중량물 취급작업을 계속하는 경우
③: 앉거나 무릎을 굽힌 자세로 작업하는 경우
④: 균형이 맞지 않는 중량물을 취급하는 경우

[해설]

NIOSH 개정 들기작업 지침은 권장무게한계(RWL)를 산출해 들기작업의 위험성을 예측하고, 작업방법을 개선해 직업성 요통을 예방하려는 것이다.

이 식은 두 손으로, 안정된 자세에서, 정상 근무시간 안에, 균형 잡힌 물체를 드는 상황을 전제로 만들어졌다. 따라서 이 전제를 벗어나는 작업에는 적용할 수 없다.

• 한 손 취급 — 식이 양손 들기를 전제로 한다.
• 8시간 이상 계속 취급 — 빈도계수가 정상 근무시간 기준이다.
• 앉거나 무릎을 굽힌 자세 — 선 자세의 들기를 전제로 한다.
• 균형이 맞지 않는 중량물 — 무게중심이 한쪽으로 쏠리면 허리 부담을 식으로 예측할 수 없다.

(1) 산소소비량
분당 배기량 $= \dfrac{90}{5} = 18$ L/min
분당 흡기량 $= 18 \times \dfrac{100 - 16 - 4}{79.04} = 18.22$ L/min
산소소비량 $= 18.22 \times 0.2093 - 18 \times 0.16 = 0.93$ L/min

(2) 에너지가
산소 1L당 5kcal이므로
에너지가 $= 0.93 \times 5 = 4.67$ kcal/min

[해설]

호흡 전후에 양이 변하지 않는 질소(흡기 중 79.04%)를 기준으로 흡기량을 역산한다. 그 뒤 흡기와 배기에 든 산소량의 차이로 산소소비량을 구한다.

분당 배기량 = 90 ÷ 5 = 18 L/min
배기 중 질소 = 100 − 16 − 4 = 80%
분당 흡기량 = 18 × 80 ÷ 79.04 = 18.22 L/min
산소소비량 = 18.22 × 0.2093 − 18 × 0.16 = 0.93 L/min

에너지가는 산소 1L당 5kcal를 곱해 구한다.
에너지가 = 0.93 × 5 = 4.67 kcal/min(반올림 전 값 0.933을 곱한 결과)

①: 무지수근 중수관절의 퇴행성관절염
②: 방아쇠수지
③: 백색수지증

[해설]

전자회사 조립처럼 손가락으로 작은 부품을 반복해 집고 쥐는 작업은 손·손가락에 누적외상성질환을 일으킨다.

• 무지수근 중수관절의 퇴행성관절염 — 엄지손가락 뿌리 관절이 반복적인 집기 동작으로 닳아 생긴다.
• 방아쇠수지 — 손가락 굽힘 힘줄이 붓거나 두꺼워져 걸리면서 손가락이 방아쇠처럼 딸깍 펴지는 질환이다.
• 백색수지증 — 진동공구 사용으로 손가락 혈관이 수축해 하얗게 변하는 레이노 현상이다.

혼동 주의: 손목터널증후군은 손목 부위 질환이라 손·손가락 질환을 묻는 이 문항의 정답에는 들지 않는다.

①: 유해요인 조사 및 작업평가(근골격계질환 발생 우려 여부 확인)
②: 예방·관리 정책 수립
③: 교육·훈련 실시
④: 초기(초진) 증상자 및 유해요인 관리(통제)
⑤: 의학적 관리(조치)
⑥: 작업환경 등 개선활동
⑦: 프로그램 평가

[해설]

KOSHA GUIDE의 근골격계질환 예방·관리 프로그램은 조사에서 시작해 평가로 끝나고, 평가 결과를 다시 정책·개선에 반영하는 순환 구조다.

• 유해요인 조사 및 작업평가 — 어느 작업에 근골격계질환이 생길 우려가 있는지 먼저 확인한다.
• 예방·관리 정책 수립 — 조사 결과를 바탕으로 사업장의 추진 방침과 목표를 정한다.
• 교육·훈련 실시 — 근로자와 관리자에게 유해요인과 예방법을 알린다.
• 초기 증상자 및 유해요인 관리 — 통증을 호소하는 초기 증상자를 찾아내고 원인 작업을 통제한다.
• 의학적 관리 — 증상자에게 진료·치료·업무 조정 등 의학적 조치를 한다.
• 작업환경 등 개선활동 — 작업대·공구·작업방법을 바꿔 유해요인을 근본적으로 줄인다.
• 프로그램 평가 — 추진 효과를 점검해 다음 주기 정책과 개선에 되먹임한다.

외우는 요령: 조사 → 정책 → 교육 → 증상자 관리 → 의학 → 개선 → 평가 순서로 흐름을 기억한다.

①: 착오 - 부적합한 의도를 가지고 행동으로 옮긴 경우
②: 실수 - 의도는 올바르나 반응의 실행이 올바르지 않은 경우
③: 건망증 - 여러 과정이 연계적으로 일어나는 행동을 잊어버려 안 하는 경우

[해설]

인간 오류는 의도가 적절했는지와 실행·기억이 정확했는지에 따라 나뉜다.

• 착오(mistake) — 상황을 잘못 판단해 처음부터 부적합한 의도를 세우고 그대로 행동한 경우.
• 실수(slip) — 의도는 맞았지만 실행 동작이 어긋난 경우.
• 건망증(lapse) — 여러 단계가 이어지는 작업에서 한 단계를 잊어 빠뜨린 경우.

외우는 요령: 착오는 판단, 실수는 실행, 건망증은 기억이 잘못된 것이다.

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

[해설]

제조물책임법 제2조는 결함을 제조·설계·표시상의 결함 3가지로 구분한다.

• 제조상의 결함 — 원래 설계·시방과 다르게 제조·가공되어 안전하지 못하게 된 경우다.
• 설계상의 결함 — 합리적인 대체설계를 채용했으면 피할 수 있었던 위험이 설계 자체에 남은 경우다.
• 표시상의 결함 — 합리적인 설명·지시·경고를 하지 않아 피해를 막지 못한 경우다.

외우는 요령: 만들 때(제조), 그릴 때(설계), 알릴 때(표시)의 잘못으로 나누어 기억한다.

여러 감각입력이 동시에 발생해도 신경계는 어느 한도까지는 단일 통신경로처럼 작용하여 제한된 용량을 갖는데, 이때 처리 가능한 정보량의 한계를 경로용량이라 한다.

[해설]

경로용량은 인간의 정보처리 능력을 하나의 통신경로로 보는 정보이론 개념이다.

감각 입력이 동시에 여러 개 들어와도 신경계는 일정 한도까지 단일 통신경로처럼 작동해서, 한 번에 처리할 수 있는 정보량에 상한이 생긴다. 이 상한이 경로용량이며, 이를 넘는 정보는 놓치거나 처리가 늦어진다.

실무 의미: 표시장치·경보를 한꺼번에 너무 많이 주지 않도록 설계하는 근거가 된다.

①: 신호의 정확한 판정(Hit) - 신호를 신호로 판정, P(S/S)
②: 신호검출 실패(Miss) - 신호를 잡음으로 판정, P(N/S)
③: 허위경보(False Alarm) - 잡음을 신호로 판정, P(S/N)
④: 잡음을 제대로 판정(Correct Noise, Correct Rejection) - 잡음을 잡음으로 판정, P(N/N)
⑤: d' - 신호와 잡음 분포의 분리 정도(민감도)

[해설]

신호검출이론(SDT)은 실제 상태(신호·잡음)와 판정(신호·잡음)을 짝지은 2×2 조합으로 반응을 나눈다.

• Hit — 신호가 있을 때 신호라고 맞게 판정한 경우, P(S/S)다.
• Miss — 신호가 있는데 잡음으로 보고 놓친 경우, P(N/S)다.
• False Alarm — 잡음뿐인데 신호라고 잘못 판정한 경우, P(S/N)다.
• Correct Noise(Correct Rejection) — 잡음을 잡음으로 맞게 판정한 경우, P(N/N)다.

d'은 신호 분포와 잡음 분포의 평균이 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 민감도로, 클수록 둘을 잘 구별한다. 혼동 주의: 판정기준 β는 반응 성향이고, d'은 판정기준과 무관하다.