[인간공학기사 실기·필답형] 최빈출 3회 출제 해설 페이지

[해설]

서블릭(therblig)은 길브레스가 손동작을 18가지 기본 동작으로 나누고 각 동작에 영문 기호를 붙인 동작분석 기법이다.

• 조립(Assemble)은 부품을 끼워 합치는 동작이며 A로 표기한다.
• 분해(Disassemble)는 조립의 반대 동작이라 A 앞에 Dis를 붙여 DA로 표기한다.
• 바로놓기(Position)는 대상물을 정해진 위치와 방향에 맞추는 동작이며 P로 표기한다.
• 고르기(Select)는 여러 개 중 하나를 골라내는 동작이며 St로 표기한다.
• 잡기(Grasp)는 손가락으로 대상물을 쥐는 동작이며 G로 표기한다.
• 찾기(Search)는 눈이나 손으로 대상물의 위치를 찾는 동작이며 Sh로 표기한다.

혼동 주의: 찾기(Sh)와 고르기(St)는 첫 글자 S가 같아 두 글자로 구분한다. 바로놓기(P)도 미리놓기(Pre-position, PP)와 구분해서 외운다.

[해설]

표준시간의 여유는 모든 작업에 공통으로 붙는 일반 여유(PDF 여유)와 특정 작업에만 붙는 특수 여유로 나뉜다. PDF는 세 여유의 영문 머리글자(Personal·Delay·Fatigue)다.

• 개인여유 — 용변·물 마시기처럼 생리적으로 필요해 작업을 멈추는 시간이다.
• 불가피한 지연여유 — 공구 고장·자재 대기처럼 작업자 책임이 아닌 지연을 메워 주는 시간이다.
• 피로여유 — 작업으로 쌓인 피로를 회복하는 시간이다.

외우는 요령: P·D·F 머리글자로 기억하고, 기계간섭여유·소로트여유 같은 것은 특수 여유로 구분한다.

① 산소소비량
분당 배기량 $=\frac{90}{5}=18$ L/min
분당 흡기량 $=18\times \frac{100-16-4}{79.04}=18.22$ 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]

산소소비량은 흡기 중 산소량 − 배기 중 산소량으로 구한다. 질소는 몸에서 소비되지 않으므로 질소량이 같다는 조건으로 흡기량을 역산한다.

분당 배기량 = 90 ÷ 5 = 18 L/min
분당 흡기량 = 18 × (100 − 16 − 4) ÷ 79.04 = 18.22 L/min

흡기 중 산소 비율은 대기 산소 20.93%를 쓴다.
산소소비량 = 18.22 × 0.2093 − 18 × 0.16 = 0.93 L/min

산소 1L를 소비할 때 약 5 kcal가 나온다.
에너지가 = 0.933 × 5 = 4.67 kcal/min

혼동 주의: 흡기량의 분자에 들어가는 배기 중 질소 비율은 100에서 O₂ 16%와 CO₂ 4%를 뺀 80%이다. 분모는 대기 질소 비율 79.04%이다.

[해설]

근골격계질환 예방관리 프로그램(KOSHA 지침)은 유해요인을 찾아 줄이고, 증상자를 관리하며, 교육과 개선을 이어 가는 체계다.

• 유해요인 조사 — 작업별로 반복·과도한 힘·불편한 자세 같은 부담 요인을 찾아낸다.
• 유해요인 통제 — 조사에서 확인된 위험을 공학적·관리적 방법으로 없애거나 줄인다.
• 의학적 조치 — 증상을 호소하는 사람을 일찍 찾아내 치료하고 업무에 복귀시킨다.
• 교육 및 훈련 — 근로자와 관리자에게 예방 요령과 증상 신고 방법을 가르친다.
• 작업환경 등 개선활동 — 설비·작업방법을 계속 고쳐 부담을 낮춘다.

외우는 요령: 조사 → 통제 → 의학적 조치 → 교육 → 개선으로 이어지는 순환 흐름으로 기억한다.

팔꿈치 모멘트 = 작업물 모멘트 + 손·아래팔 모멘트
$M=(100\times 0.3)+(10\times 0.15)=31.5$ N·m

[해설]

팔꿈치를 회전축으로 보면 모멘트는 힘 × 팔꿈치까지 거리이다. 작업물 무게와 손·아래팔 자체 무게가 같은 방향으로 돌리므로 두 모멘트를 더한다.

M = (100 N × 0.3 m) + (10 N × 0.15 m)
= 30 + 1.5
= 31.5 N·m

주의: 거리는 반드시 cm를 m로 바꿔 대입한다. 손·아래팔 무게에는 손까지의 거리(30cm)가 아니라 무게중심까지의 거리(15cm)를 곱한다.

[해설]

GOMS 모델은 숙련된 사용자가 인터페이스에서 목표를 이루기까지의 행위를 예측해 과제 수행시간·학습시간 등을 평가하는 인지적 작업분석 방법이다.

• 목표(Goals) — 사용자가 이루려는 목적이다(예: 문서 저장).
• 조작(Operators) — 키 누르기·클릭처럼 더 쪼갤 수 없는 기본 행동이다.
• 방법(Methods) — 목표를 이루기 위한 조작의 순서다.
• 선택규칙(Selection rules) — 여러 방법 중 무엇을 쓸지 정하는 기준이다(예: 단축키 vs 메뉴).

외우는 요령: 머리글자 G·O·M·S가 그대로 구성요소다. 숙련자의 오류 없는 수행을 가정한다는 점이 한계다.

①: 의미미분법(SD법)
②: 다변량 분석법
③: 산점도

[해설]

인간공학에서는 측정 대상에 따라 감성 측정·다변량 해석·시각화 기법을 골라 쓴다.

• 의미미분법(SD법)은 '밝다–어둡다'처럼 서로 반대되는 형용사 쌍을 척도로 삼아 대상의 심상을 수치로 나타낸다.
• 다변량 분석법은 하나의 특성치에 여러 변수가 함께 영향을 줄 때 변수마다 영향 정도를 가려낸다.
• 산점도는 두 변수 값을 좌표평면에 점으로 찍어 상관관계의 방향과 세기를 한눈에 보여 준다.

외우는 요령: 형용사가 나오면 SD법, 여러 변수의 영향이 나오면 다변량 분석, 점을 찍는다고 하면 산점도이다.

①: 이상자세 여유
②: 중량물 취급에 따른 여유
③: 조명상태에 따른 여유
④: 공기조건(온도·습도)에 따른 여유
⑤: 주의 집중 정도에 따른 여유

[해설]

ILO 피로여유율은 모든 작업에 붙는 기초여유율(개인여유+기본피로여유)에, 작업조건이 나쁠수록 더하는 변동피로여유율을 합한 것이다.

• 이상자세 여유 — 쪼그리거나 구부리는 등 불편한 자세일 때 더한다.
• 중량물 취급에 따른 여유 — 들거나 미는 힘이 클수록 더한다.
• 조명상태에 따른 여유 — 조명이 기준보다 어두울 때 더한다.
• 공기조건(온도·습도)에 따른 여유 — 덥고 습하거나 환기가 나쁠 때 더한다.
• 주의 집중 정도에 따른 여유 — 정밀한 작업으로 긴장이 클 때 더한다.

혼동 주의: 개인여유·기본피로여유는 기초여유율이라 변동피로여유에 넣으면 틀린다.

[해설]

영상표시단말기(VDT) 취급근로자 작업관리지침은 목·손목·허리의 부담을 줄이도록 작업대·의자·화면 배치 수치를 정한다.

• 키보드 두께는 3cm 이하로 하여 손목이 꺾이지 않게 한다.
• 높이 조정이 가능한 작업대는 65cm 전후에서 체형에 맞춰 조정한다.
• 의자의 앉는 면 높이는 35~45cm 범위에서 조정할 수 있어야 한다.
• 화면과 눈의 거리는 40cm 이상 확보하여 눈의 조절 피로를 줄인다.
• 팔꿈치 내각은 90° 이상으로 하여 위팔을 자연스럽게 늘어뜨린다.
• 무릎 내각은 90° 전후로 하여 발바닥이 바닥에 닿게 한다.

혼동 주의: 고정식 작업대 높이는 60~70cm이고 조정식 작업대는 65cm 전후이다. 팔꿈치 내각은 '이상', 무릎 내각은 '전후'이다.

① 정미시간(NT)
$\text{NT}=\text{평균관측시간}\times \text{수행도}=10\times 1.1=11$ 분

② 표준시간(ST)
$\text{ST}=\text{NT}\times (1+\text{여유율})=11\times (1+0.15)=12.65$ 분

[해설]

표준시간은 관측시간에 수행도(레이팅)를 곱해 정미시간을 구한 뒤, 여유율을 더하는 외경법으로 계산한다.

NT = 평균관측시간 × 수행도
= 10 × 1.1 = 11분

ST = NT × (1 + 여유율)
= 11 × (1 + 0.15) = 12.65분

혼동 주의: 여유율이 근무시간 기준(내경법)으로 주어지면 ST = NT ÷ (1 − 여유율)로 계산한다.

[해설]

점멸융합주파수(CFF)는 빛의 점멸 속도를 점점 높일 때 더 이상 깜빡임이 느껴지지 않고 연속광으로 보이기 시작하는 점멸주파수로, 시각계의 시간적 분해능을 나타내는 지표다.

중추신경계가 피로해지면 이 값이 낮아지는 경향이 있어, 산업현장에서는 CFF의 변화를 정신피로의 척도로 활용한다.

오류낼 확률 = 1 − (오류내지 않을 확률), 기대비용을 비교한다.

A: $(1-0.60)\times 60+(1-0.95)\times 10=0.4\times 60+0.05\times 10=24.5$만원

B: $(1-0.80)\times 60+(1-0.80)\times 10=0.2\times 60+0.2\times 10=14$만원

A(24.5만원) > B(14만원)이므로 발생비용이 더 적은 B가 경제적이다.

[해설]

두 대안은 오류 확률에 오류별 손실비용을 곱해 더한 기대비용으로 비교한다. 오류 확률은 1 − (오류내지 않을 확률)이다.

A = (1 − 0.60) × 60 + (1 − 0.95) × 10
= 24 + 0.5 = 24.5만원

B = (1 − 0.80) × 60 + (1 − 0.80) × 10
= 12 + 2 = 14만원

기대비용이 더 적은 B가 경제적이다. A는 불량은 잘 잡지만, 비용이 큰 양품 오판(60만원)이 잦아 불리하다.

[해설]

표시장치와 조종장치의 위치 관계를 맞추는 공간양립성 원칙 문제다. 공간양립성은 조종장치의 배열이 그것이 움직이는 대상(화구)의 배열과 공간적으로 대응해 직관적으로 짝지어지는 성질이다.

그림의 세 안은 모두 점화버튼이 좌→우 일렬이고 화구 배치만 다르다. C안은 화구가 좌우 대칭 2열로 정돈돼 있어 버튼과의 대응을 가장 쉽게 일치시킬 수 있다.

불판과 버튼의 배열이 일치하면 엉뚱한 화구를 켜는 선택 착오가 줄어 휴먼에러가 가장 적게 일어난다.

혼동 주의: 운동양립성은 조작 방향과 반응 방향의 일치(시계방향=증가)이고, 개념양립성은 색·기호 의미의 일치(빨강=뜨거움)다.

[해설]

구분 기준은 측정할 때 몸을 움직이는지이다. 정지된 표준자세에서 재면 구조적 인체치수, 동작 중 도달·가동 범위를 재면 기능적 인체치수이다.

• 수직파악한계는 고정 자세에서 손을 위로 뻗은 높이를 재므로 구조적 인체치수이다.
• 정상작업 영역은 팔을 움직여 닿는 작업 범위이므로 기능적 인체치수이다.
• 대퇴 여유는 앉은 자세에서 넓적다리 두께를 재므로 구조적 인체치수이다.
• 손목 굴곡 범위는 관절을 실제로 굽혀 얻는 가동 범위이므로 기능적 인체치수이다.
• 신장은 선 자세에서 재는 대표적인 정적 치수로 구조적 인체치수이다.

혼동 주의: 수직파악한계는 '뻗는다'는 표현 때문에 기능적 치수로 착각하기 쉽지만 구조적 인체치수로 분류한다.

①: HM(수평계수) — 수평거리 H가 63cm 초과 시 0 ($H>63$cm)
②: VM(수직계수) — 수직위치 V가 175cm 초과 시 0 ($V>175$cm)
③: AM(비대칭계수) — 비대칭각도 A가 135° 초과 시 0 ($A>135^{\circ }$)

[해설]

NIOSH 들기 방정식에서 RWL은 계수들을 곱한 값이다. 그래서 계수 하나라도 0이면 RWL이 0이 되고, 그 조건의 들기 작업은 허용되지 않는다.

• HM(수평계수) — HM = 25/H이며, 몸 중심에서 손까지의 수평거리 H가 63cm를 넘으면 0이다.
• VM(수직계수) — 바닥에서 손까지의 높이 V가 175cm를 넘으면 0이다.
• AM(비대칭계수) — 몸통을 비트는 각도 A가 135°를 넘으면 0이다.

외우는 요령: 거리 63cm·높이 175cm·각도 135°를 숫자 세 개 한 세트로 묶어 외운다.

[해설]

인체치수는 측정할 때 몸이 멈춰 있는지 움직이는지에 따라 구조적(정적) 치수와 기능적(동적) 치수로 나뉜다.

• 구조적 인체치수는 표준자세로 움직이지 않는 피측정자를 마틴식 인체측정기로 잰 값이며, 일반·특수 용품 설계의 기초자료로 쓴다.
• 기능적 인체치수는 팔다리 운동이나 체위 변화 등 움직이는 상태에서 잰 값으로, 실제 작업조건에 맞는 현실적인 치수를 얻는다.

혼동 주의: 기능적 인체치수는 마틴식 계측기로 잴 수 없어 3차원 해석장치 등이 필요하다.

[해설]

라인밸런스 효율은 실제 작업시간의 합을 작업장 수 × 주기시간으로 나눈 값이다.

효율 = 총 작업시간 ÷ (작업장 수 × 주기시간)
= (5 + 4 + 3 + 4 + 6) ÷ (5 × 6) = 22 ÷ 30
= 0.7333 = 73.33%

100%에 못 미치는 26.67%는 공정 간 작업시간이 고르지 않아 생기는 유휴시간(불균형률)이다.

A대: 액틴과 미오신이 중첩되어 어둡게 보이는 부분

[해설]

근육 수축의 활주설(sliding filament theory)에 따르면 근절에서 굵은 미오신과 가는 액틴이 포개진 구간이 어둡게 보인다.

이 어두운 띠가 A대(A band)이며, 수축할 때 필라멘트 길이는 그대로이고 액틴이 미오신 사이로 미끄러져 겹침만 늘어난다.

혼동 주의: 액틴만 있어 밝게 보이는 부분은 I대, A대 가운데 미오신만 있는 부분은 H대이며, 수축 시 짧아지는 것은 I대와 H대다.

조도 = $\frac{\text{광도}}{{\text{거리}}^2}$, $\frac{120}{{\left(\frac{3}{2}\right)}^2}=53.33$ lux

적정 조명수준이 가장 낮은 기타 작업의 경우 75lux이므로 53.33lux는 작업환경에 부적합하다.

[해설]

점광원의 조도는 광원으로부터 거리의 제곱에 반비례한다(역제곱 법칙). 거리가 2m에서 3m로 늘면 조도는 (2/3)²배가 된다.

조도 = 광도 ÷ 거리²
3m 조도 = 120 × (2/3)²
= 53.33 lux

산업안전보건기준에 관한 규칙에서 가장 낮은 기준인 '그 밖의 작업'도 75lux 이상이다. 따라서 53.33lux는 작업환경 조명으로 부적합하다.

혼동 주의: 조도기준은 초정밀작업 750, 정밀작업 300, 보통작업 150, 그 밖의 작업 75lux 이상이다.

①: 제조상의 결함 — 제조·가공상 주의의무 이행 여부와 관계없이 제품이 원래 의도한 설계와 다르게 제조·가공되어 안전하지 못하게 된 결함
②: 설계상의 결함 — 합리적인 대체설계를 채용했더라면 피해·위험을 줄이거나 피할 수 있었음에도 채용하지 않아 안전하지 못하게 된 결함
③: 지시·경고상의 결함 — 합리적인 설명·지시·경고 등 표시를 했더라면 피해·위험을 줄이거나 피할 수 있었음에도 하지 않은 결함

[해설]

제조물 책임법은 제조물의 결함을 제조상·설계상·표시상(지시·경고상) 결함의 세 유형으로 정의한다.

• 제조상의 결함 — 원래 설계와 다르게 만들어진 불량품으로, 제조자가 주의의무를 다했어도 책임을 진다.
• 설계상의 결함 — 합리적인 대체설계를 썼다면 위험을 줄이거나 피할 수 있었는데 채용하지 않은 경우다.
• 지시·경고상의 결함 — 합리적인 설명·지시·경고 등 표시를 했다면 피해를 줄이거나 피할 수 있었는데 하지 않은 경우다.

외우는 요령: 제조상은 "설계와 다르게 만듦", 설계상은 "대체설계 미채용", 지시·경고상은 "표시 미이행"으로 구분한다.

[해설]

웨버의 법칙에 따르면 변화감지역(JND)을 기준자극 크기로 나눈 웨버비는 일정하다. 기준자극에 웨버비를 곱하면 감지할 수 있는 최소 변화량이 나온다.

웨버비 = 변화감지역 ÷ 기준자극 크기
1/60 = x ÷ 20
x = 20 ÷ 60 = 0.33 cm

웨버비가 작을수록 작은 변화도 알아채는 예민한 감각이다.

① 효율적 서블릭 → TE(빈손이동), TL(운반), A(조립), DA(분해)
② 비효율적 서블릭 → Sh(찾기), St(고르기), UD(피할 수 없는 지연), AD(피할 수 있는 지연)

[서블릭(Therblig) 기호 분류표]

[해설]

서블릭은 길브레스가 정한 미세동작 기호로, 작업을 직접 진전시키면 효율적 서블릭, 그렇지 않으면 비효율적 서블릭으로 나눈다.

• 효율적 서블릭 — 빈손이동(TE)·운반(TL)은 기본동작이고, 조립(A)·분해(DA)는 목적을 이루는 동작이다.
• 비효율적 서블릭 — 찾기(Sh)·고르기(St)는 정신적 동작이고, 피할 수 없는 지연(UD)·피할 수 있는 지연(AD)은 정체 동작이다.

비효율적 서블릭은 동작경제의 원칙에 따라 줄이거나 없애야 하는 개선 대상이다.

[해설]

망막의 두 광수용기인 원추세포와 간상세포는 분포 위치와 기능이 서로 반대다.

• 원추세포 — 망막 중심의 황반에 모여 있으며, 밝은 곳에서 색과 세부를 구별한다(명소시).
• 간상세포 — 망막 주변부에 많으며, 어두울 때 흑백 명암만 구분한다(암소시).

외우는 요령: 원추는 색·밝음·중심, 간상은 흑백·어둠·주변이다.

[해설]

SEARCH는 작업방법을 고칠 때 점검하는 여섯 가지 개선 원칙의 머리글자다.

• S(Simplify operations) — 작업을 더 쉽고 단순하게 할 수 없는지 본다.
• E(Eliminate unnecessary work and material) — 불필요한 작업이나 자재를 없앨 수 있는지 본다.
• A(Alter sequence) — 작업 순서를 바꿔 이동·대기를 줄일 수 있는지 본다.
• R(Requirements) — 품질·규격 같은 요구조건이 꼭 필요한 수준인지 확인한다.
• C(Combine operations) — 여러 작업을 하나로 합칠 수 있는지 본다.
• H(How often) — 그 작업이 얼마나 자주 반복되는지 따져 개선 효과를 가늠한다.

혼동 주의: 개선 원칙 ECRS(제거·결합·재배열·단순화)와 겹치지만, SEARCH에는 요구조건과 빈도가 더 들어간다.

[해설]

청각 표시장치는 정보가 짧고 즉시성을 요구하거나 시각을 쓰기 어려운 상황에서 유리하다.

• 전달정보가 간단하고 짧을 때 — 소리는 곧 사라지므로 짧은 신호에 맞는다.
• 후에 재참조되지 않을 때 — 기록으로 남길 필요가 없는 정보다.
• 시간적인 사상(event)을 다룰 때 — 소리는 시간 순서대로 전달된다.
• 즉각적인 행동을 요구할 때 — 경보처럼 곧바로 주의를 끈다.
• 수신자의 시각 계통이 과부하일 때 — 다른 감각 채널로 정보를 나눈다.
• 수신장소가 너무 밝거나 암조응 유지가 필요할 때 — 화면을 보지 않아도 된다.
• 수신자가 자주 움직일 때 — 어느 방향에서든 들린다.

혼동 주의: 정보가 복잡하고 길거나, 다시 봐야 하거나, 공간적 위치를 다룰 때는 시각 표시장치가 유리하다.

①: 요소작업 1이 애로공정(주기시간이 가장 큰 공정)이며 주기시간은 20초
②: 시간당 생산량 $=\frac{3600}{20}=180$ 개
③: 공정효율 $=\frac{\text{총작업시간}}{\text{총작업자수}\times \text{주기시간}}=\frac{71}{5\times 20}=0.71$

[해설]

컨베이어 라인의 주기시간은 가장 오래 걸리는 요소작업, 즉 애로공정(병목)의 시간으로 정해진다.

작업시간이 20초인 요소작업이 애로공정이므로 주기시간은 20초이고, 한 시간(3,600초)을 이 값으로 나누면 생산량이 된다.
시간당 생산량 = 3600 ÷ 20 = 180개

공정효율은 실제 작업시간의 합을 작업자 수 × 주기시간으로 나눈 값이다.
공정효율 = 총작업시간 ÷ (작업자수 × 주기시간)
= (20+12+14+13+12) ÷ (5 × 20) = 71 ÷ 100 = 0.71

①: 40
②: 90
③: 90

[해설]

영상표시단말기(VDT) 취급근로자 작업관리지침의 작업자세 기준이다. 눈의 조절 부담과 관절 부담을 줄이는 중립자세를 만드는 것이 목적이다.

• 화면과 눈의 거리 — 최소 40cm 이상 떨어져야 눈의 조절 긴장이 줄어든다.
• 팔꿈치 내각 — 90° 이상으로 해서 위팔을 자연스럽게 늘어뜨린다.
• 무릎 내각 — 90° 전후로 해서 발바닥이 바닥에 닿게 앉는다.

혼동 주의: 팔꿈치는 '이상', 무릎은 '전후'로 표현이 다르다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제657조제2항은 정기조사와 별도로 다음 사유가 생기면 1개월 이내에 유해요인 조사를 하도록 정한다.

• 근골격계질환자 발생·업무상 질병 인정 — 임시건강진단 등에서 환자가 나왔거나 산재로 인정되면 위험이 이미 드러난 것이다.
• 새로운 작업·설비 도입 — 근골격계부담작업에 해당하는 작업·설비가 새로 들어오면 기존 조사에 반영되어 있지 않다.
• 작업환경 변경 — 업무의 양과 작업공정 등이 바뀌면 신체 부담 정도가 달라진다.

혼동 주의: 정기 유해요인 조사는 3년마다 하며, 질환자가 발생했더라도 최근 1년 이내에 조사하고 개선조치까지 했다면 수시조사에서 제외된다.