2025년 인간공학기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

그림은 근골격계질환 예방·관리 프로그램 흐름이다. 유해요인 조사 결과 발생 우려가 있으면 정책을 세우고, 교육부터 평가까지 거친 뒤 피드백으로 다시 돌아가는 순환 구조다.

• 교육/훈련 실시 — 정책 수립 다음 단계로, 근로자가 유해요인과 바른 작업방법을 알게 한다.
• 작업환경 등 개선활동 — 의학적 관리와 나란히 진행되며, 설비·공정·작업방법을 바꿔 부담요인 자체를 줄인다.
• 프로그램 평가 — 두 갈래 관리의 결과를 모아 효과를 확인하고 정책 수립 단계로 피드백한다.

외우는 요령: 조사 → 정책 → 교육 → 초진 증상자·유해요인 관리 → 의학적 관리와 개선활동 → 평가 순서다.

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]

신뢰도 블록 판단: 하나만 고장 나도 시스템이 멈추면 직렬이고, 모두 고장 나야 멈추면 병렬이다.

한쪽 엔진만 고장 나도 추락하는 경우는 직렬이다.
$R = R_1 \times R_2$
$= 0.7 \times 0.8$
= 0.56

양쪽 엔진이 모두 고장 나야 추락하는 경우는 병렬이다.
$R = 1 - (1 - R_1)(1 - R_2)$
$= 1 - (0.3)(0.2) = 1 - 0.06$
= 0.94

혼동 주의: 병렬은 불신뢰도(1 − R)끼리 곱한 다음 1에서 뺀다.

[해설]

여유율이 정미시간에 대한 비율로 주어졌으므로 외경법을 적용한다. 표준시간은 정미시간에 (1+여유율)을 곱해 구한다.

정미시간 = 평균 관측시간 × 레이팅계수/100
$= 1.2 \times \dfrac{110}{100} = 1.32$분

표준시간 = 정미시간 × (1 + 여유율)
$= 1.32 \times (1 + 0.25) = 1.65$분

8시간(480분) 중 정미작업이 차지하는 몫은 표준시간 대비 정미시간 비율로 나눈다.
총 정미시간 $= 480 \times \dfrac{1.32}{1.65} = 384$분

총 여유시간 = 480 − 384 = 96분이다.

혼동 주의: 여유율이 근무시간(표준시간)에 대한 비율이면 내경법으로, 표준시간 = 정미시간 ÷ (1 − 여유율)을 쓴다.

[해설]

소음 대책은 소리가 사람에게 전달되는 소음원 → 전파경로 → 수음자 단계별로 세운다.

• 소음원 대책 — 저소음 설계·정비·주유·고무 받침대·소음기로 소음이 생기는 것 자체를 줄인다.
• 전파경로 대책 — 덮개·격리시설·장벽으로 소리가 퍼지는 길을 막는다.
• 수음자 대책 — 귀마개·귀덮개 같은 방음보호구로 귀에 닿는 소음을 줄인다.

우선순위도 소음원 → 전파경로 → 수음자 순서이고, 보호구는 최후 수단이다.

[해설]

Borg's Scale은 작업자가 스스로 느끼는 힘든 정도를 말로 표현하도록 만든 주관적 운동강도(RPE) 척도다. 측정 장비 없이 작업부하를 평가할 수 있다.

척도는 6~20의 숫자로 이루어지며, 값에 10을 곱하면 대략 심박수와 맞도록 설계되었다. 그래서 양 끝인 6과 20이 각각 최소·최대 심장박동률에 대응한다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제657조의 유해요인조사 항목 중 작업조건에 작업시간·작업자세·작업방법이 해당한다.

• 작업시간 — 부담작업에 노출되는 시간과 반복 빈도.
• 작업자세 — 허리·목·팔 등이 부자연스럽게 굽거나 비틀어지는지.
• 작업방법 — 들거나 쥐는 힘의 크기, 공구 사용 방식 등 일하는 방식.

혼동 주의: 설비·작업공정·작업량·작업속도는 작업장 상황이고, 근골격계질환 징후·증상은 별도의 조사항목이다.

①: 조립(Assemble) - A
②: 분해(Disassemble) - DA
③: 바로놓기(Position) - P
④: 고르기·선택(Select) - St
⑤: 집기(Grasp) - G
⑥: 찾기(Search) - Sh

[해설]

서블릭은 길브레스가 사람의 작업 동작을 나눈 18가지 기본동작 기호다.

• 조립(Assemble)은 A다.
• 분해(Disassemble)는 DA다.
• 바로놓기(Position)는 P다.
• 고르기(Select)는 St다.
• 집기(Grasp)는 G다.
• 찾기(Search)는 Sh다.

혼동 주의: 찾기 Sh와 고르기 St는 두 번째 글자로 구분하고, 분해는 D 하나가 아니라 DA다. 찾기·고르기·바로놓기는 작업을 지연시키는 제2류 동작이라 개선 대상이다.

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

[해설]

KOSHA 근골격계부담작업 유해요인조사 지침에서 작업을 평가할 때 확인하는 위험요인이다.

• 반복성 — 같은 동작을 짧은 주기로 되풀이하는 것.
• 부자연스러운 자세 — 허리를 굽히거나 팔을 어깨 위로 드는 등 관절이 중립 자세에서 벗어난 것.
• 과도한 힘 — 무거운 물건을 들거나 세게 쥐고 밀어 근육에 큰 부담을 주는 것.
• 접촉 스트레스 — 딱딱하거나 날카로운 모서리가 손·손목 등을 압박하는 것.
• 진동 — 전동공구 등의 국소진동이 손·팔의 혈관과 신경을 손상시키는 것.
• 온도·조명 등 환경적 요인 — 저온은 근육을 긴장시키고, 부적절한 조명은 무리한 자세를 만든다.

외우는 요령: 핵심은 반복성·부자연스러운 자세·과도한 힘이고, 여기에 접촉 스트레스·진동·환경요인이 더해진다.

①: phon(음량수준) — 1,000Hz 순음의 음압수준(dB)을 기준으로 나타낸 음량 수준
②: sone(음량) — 음의 상대적·주관적 크기를 나타내는 양으로, 40phon(1,000Hz·40dB)을 1sone으로 정의
③: 1,000Hz·40dB → 40 phon, $2^{\frac{40-40}{10}} = 1$ → 1 sone
④: 1,000Hz·80dB → 80 phon, $\text{sone} = 2^{\frac{\text{phon}-40}{10}} = 2^{\frac{80-40}{10}} = 2^4 = 16$ → 16 sone
⑤: 따라서 80dB 음은 40dB 음보다 주관적으로 16배 크게 들린다

[해설]

phon은 1,000Hz 순음의 음압수준(dB)을 기준으로 나타낸 음량 수준이다.

sone은 40phon을 1sone으로 정의한 주관적 크기 척도로, phon이 10 오를 때마다 2배로 커진다.

1,000Hz에서는 dB 값이 곧 phon 값이므로 40dB는 40phon이다.
$\text{sone} = 2^{\frac{40-40}{10}} = 1$ → 1sone

80dB는 80phon이다.
$\text{sone} = 2^{\frac{80-40}{10}} = 2^4 = 16$ → 16sone

따라서 80dB 음은 40dB 음에 비해 주관적으로 16배 크게 들린다.

혼동 주의: dB가 2배(40→80)라고 크기가 2배인 것이 아니며, 10phon마다 2배로 계산한다.

[해설]

NIOSH 들기 방정식에서 RWL은 부하상수 23kg에 6개 계수를 곱해 구하고, LI는 실제 무게를 RWL로 나눠 구한다.

권장무게한계(RWL, kg)
$RWL = 23 \times HM \times VM \times DM \times AM \times FM \times CM$
시점 $= 23 \times 1 \times 0.82 \times 0.85 \times 1 \times 0.88 \times 0.95 = 13.40$
종점 $= 23 \times 0.83 \times 0.76 \times 0.85 \times 1 \times 0.88 \times 1 = 10.85$

들기지수(LI)
$LI = \dfrac{15}{RWL}$
시점 $= \dfrac{15}{13.40} = 1.12$
종점 $= \dfrac{15}{10.85} = 1.38$

시점과 종점 모두 LI가 1을 넘고, 두 지점에서 가장 작은 계수가 VM(0.82, 0.76)이다. 그래서 손의 수직높이를 VM이 1이 되는 75cm에 가깝게 맞추는 것이 최우선 조치다.

그 뒤에도 LI가 1 이상이면 나머지 계수를 1로 끌어올린다. 수직 이동거리 25cm 이하는 DM을, 종점 수평거리 25cm 이하는 HM을, 1시간 이내·분당 0.2회 미만은 FM을, 잡기 쉬운 손잡이는 CM을 1로 만든다.

[해설]

개정 NIOSH 들기작업 공식(1991)은 신체적으로 상대적으로 취약한 집단을 기준으로 권장무게한계(RWL)를 정했다.

• 연령대 — 40대 여성 작업자를 기준 집단으로 삼았다.
• 들기 능력 퍼센타일 — 이 집단의 50%가 수행할 수 있는 수준으로 잡았다.
• 에너지소비량 — 2.2~4.7kcal/min 범위로, 1시간 이내 작업은 4.7kcal/min, 2~8시간 작업은 2.2kcal/min이다.

작업시간이 길수록 지속 가능한 낮은 에너지소비로 제한한다는 점을 함께 기억한다.

거리에 따른 음의 강도 변화
$dB_2 = dB_1 - 20\log\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right) = 120 - 20\log\left(\dfrac{1000}{50}\right) = 93.98$
→ 93.98 dB(A)

[해설]

점음원의 소리 세기는 역제곱 법칙에 따라 거리가 멀어질수록 줄어든다. 거리가 2배가 되면 약 6dB씩 감쇠한다.

$dB_2 = dB_1 - 20\log\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right)$
$= 120 - 20\log\left(\dfrac{1000}{50}\right) = 120 - 20\log 20$
$= 120 - 26.02$
= 93.98 dB(A)

혼동 주의: 거리에 따른 감쇠는 20log를 쓰고, 여러 음원을 합하는 것처럼 세기(에너지)의 비를 다룰 때는 10log를 쓴다.

[해설]

해부학적 자세에서 인체를 나누는 세 기준면 중 앞뒤로 나누는 면이 관상면(전두면)이다.

이마와 나란한 방향으로 세로로 잘라 몸을 배쪽(앞)과 등쪽(뒤)으로 가른다.

혼동 주의: 좌우로 나누는 면은 시상면, 위아래로 나누는 면은 횡단면(수평면)이다.

두 자극 사이의 차이를 식별할 수 있는 최소 강도의 차이를 말한다.

예) 웨버비가 0.02이면 100g 기준에서는 2g, 10kg 기준에서는 200g이 되어야 무게 차이를 감지할 수 있다.

[해설]

웨버(Weber)의 법칙에서 나오는 개념으로, 변화감지역(JND)은 사람이 두 자극을 ‘다르다’고 느낄 수 있는 최소한의 강도 차이다.

웨버비는 변화감지역을 기준자극의 크기로 나눈 값이다.
$\text{웨버비} = \dfrac{\Delta I}{I}$
$\Delta I = 0.02 \times 100\text{g} = 2\text{g}$
$\Delta I = 0.02 \times 10{,}000\text{g} = 200\text{g}$

기준자극이 클수록 감지에 필요한 차이도 비례해 커진다. 웨버비가 작은 감각일수록 변화를 더 예민하게 감지한다.

[해설]

인간-기계 시스템 설계는 6단계로 진행되며, 그림에서 비어 있는 단계3은 기본설계다. 목표·성능명세 결정과 시스템 정의를 거친 뒤 인터페이스 설계, 촉진물 설계와 함께 진행된다.

• 기능의 할당 — 각 기능을 인간과 기계 중 어느 쪽이 맡을지 정한다.
• 인간성능 요건명세 — 맡긴 기능을 해내는 데 필요한 사람의 정확도·속도·숙련 수준을 정한다.
• 직무분석 — 수행할 직무를 과업 단위로 나눠 무엇이 요구되는지 파악한다.
• 작업설계 — 작업자가 일하기 좋도록 작업 방식과 구성을 짠다.

혼동 주의: 표시장치·조종장치 설계는 단계4 인터페이스 설계에, 매뉴얼·훈련 같은 성능 보조물은 단계5 촉진물 설계에 속한다.

[해설]

Fail-Safe는 시스템 안전 설계 원칙으로, 고장이 나도 안전한 상태가 유지되게 하는 개념이다.

• 정의 — 기계가 동작 중 실패해도 사고로 이어지지 않도록 2중 또는 3중으로 통제를 거는 것이다.
• 예시 — 비행기 엔진을 2대 이상 병렬로 설계해 한 대가 멈춰도 나머지 엔진으로 비행을 유지한다.

혼동 주의: 사람의 실수를 막는 설계는 Fool-Proof이고, Fail-Safe는 기계 고장에 대비하는 설계다.

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]

Barnes의 동작경제 원칙은 신체 사용, 작업역 배치, 공구·설비 설계의 세 갈래로 나뉜다. 이 문항은 그중 작업역 배치에 관한 원칙이다.

• 공구·재료 정위치 — 늘 같은 자리에 두면 찾는 동작과 망설임이 사라진다.
• 사용 위치 가까이 배치 — 손을 뻗는 거리가 줄어 동작시간과 피로가 준다.
• 중력 이용 부품상자·용기 — 기울어진 상자로 부품이 저절로 손 앞까지 내려오게 한다.
• 낙하식 운반 — 완성품을 손으로 옮기지 않고 떨어뜨려 다음 장소로 보낸다.
• 최적 동작 순서 배치 — 쓰는 순서대로 놓아 동작이 끊기지 않게 한다.
• 채광·조명 제공 — 잘 보여야 눈의 피로와 판단 지연이 준다.
• 의자·작업대 모양과 높이 — 작업자 체격에 맞아야 무리한 자세 없이 일할 수 있다.

외우는 요령: 정위치 - 근접 - 중력 - 낙하 - 순서 - 조명 - 높이 순으로 묶어 두고, 다섯 가지만 쓸 때는 앞의 다섯을 쓴다.

①: HM(수평계수) - 발의 위치에서 중량물을 든 손까지의 수평거리, $H > 63$cm이면 HM=0
②: VM(수직계수) - 바닥에서 손까지의 수직거리(들기 시작점·종점에서 측정), $V > 175$cm이면 VM=0
③: DM(거리계수) - 중량물을 들고 내리는 수직방향 이동거리의 절댓값, $D > 175$cm이면 DM=0

[해설]

NIOSH 들기공식은 $RWL = LC \times HM \times VM \times DM \times AM \times FM \times CM$(LC=23kg)이므로 계수가 하나라도 0이면 RWL이 0이 되어 그 작업은 허용되지 않는다.

• HM(수평계수) — 발 위치에서 중량물을 든 손까지의 수평거리로, 63cm 초과이면 0이다.
• VM(수직계수) — 바닥에서 손까지의 수직거리로 들기 시작점·종점에서 재며, 175cm 초과이면 0이다.
• DM(거리계수) — 들고 내리는 수직 이동거리의 절댓값으로, 175cm 초과이면 0이다.

외우는 요령: 0이 되는 한계는 수평거리만 63cm이고, 수직거리·이동거리는 둘 다 175cm다.