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산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전 해설 페이지

산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    1산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    직선 운동을 하는 조종장치(레버)를 12cm 이동시켰을 때 표시장치의 지침이 4cm 이동하였다. 이 조종장치의 통제표시비(C/D비, 통제비)를 구하시오. (풀이과정과 정답을 쓸 것)
    해설
    [모범답안]
    C/D비 = 통제기기(조종장치) 이동거리 ÷ 표시장치 지침 이동거리
    = 124=3\dfrac{12}{4}=3
    ∴ 통제표시비(C/D비) = 3 (무차원)
    ■ 핵심 채점어: 통제기기 이동거리/표시장치 이동거리 / 12÷4 / 3 / 무차원
    ※ 근거: 인간공학 통제표시비(Control-Display Ratio) 표준식. 직선형 조종장치의 C/D비 = 조종장치 이동거리 / 표시장치 지침 이동거리. 값이 클수록 조종장치를 많이 움직여야 지침이 조금 움직이므로 민감도가 낮다.
    2산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    회전 운동을 하는 조종장치(노브)를 60° 회전시켰을 때 표시장치의 지침이 6cm 이동하였다. 조종장치의 회전반경(레버 길이) L이 8cm일 때 통제표시비(C/D비)를 구하시오. (π=3.14\pi=3.14, 소수 셋째자리에서 반올림하여 소수 둘째자리까지)
    해설
    [모범답안]
    회전형 조종장치의 C/D비 = a360×2πL\dfrac{a}{360}\times 2\pi L ÷ 표시장치 이동거리
    분자(조종장치 이동거리) = 60360×2×3.14×8=16×50.24=8.373\dfrac{60}{360}\times 2 \times 3.14 \times 8 = \dfrac{1}{6}\times 50.24 = 8.373cm
    C/D비 = 8.373÷6=1.39561.408.373 \div 6 = 1.3956 \approx 1.40
    ∴ 통제표시비(C/D비) 1.40\approx 1.40 (무차원)
    ■ 핵심 채점어: (a/360)×2πL / 회전각/반경 / 8.37 / 6으로 나눔 / 1.40
    ※ 근거: 인간공학 회전형 조종장치 통제표시비 표준식: C/D = (a/360 × 2πL) / 표시장치 이동거리 (a=회전각도, L=레버 회전반경). 원호 이동거리 = (각도/360)×원둘레.
    3산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    조종장치의 통제표시비(C/D비)와 관련하여,
    ① 통제표시비가 클 때(값이 큰 경우) 조종장치의 민감도 및 조종 특성,
    ② 통제표시비가 작을 때 조종장치의 특성을 각각 설명하고,
    ③ 최적 통제표시비를 결정할 때 절충(trade-off)해야 하는 두 가지 요소를 쓰시오.
    해설
    [모범답안]
    ① C/D비가 클 때: 조종장치를 많이 움직여야 표시장치 지침이 조금 움직이므로 민감도가 낮다(둔감).
    미세(정밀) 조정에는 유리하나 목표까지 이동시간이 길어진다.
    ② C/D비가 작을 때: 조종장치를 조금만 움직여도 지침이 많이 움직여 민감하다.
    빠른 이동에는 유리하나 지나치게 민감하여 정밀 조정이 어렵다.
    ③ 절충 요소: 이동동작(빠르게 목표로 이동하는 시간)과 조종(조정)동작(목표에서 정밀하게 맞추는 시간).
    두 시간의 합이 최소가 되는 지점이 최적 C/D비이다.
    ■ 핵심 채점어: 클수록 둔감/정밀조정 유리 / 작을수록 민감/빠른이동 / 이동동작 / 조종(조정)동작 / 절충/최소
    ※ 근거: 인간공학 통제표시비 이론. 최적 C/D비는 이동시간(gross movement)과 미세조정시간(fine adjustment)의 합이 최소가 되는 값으로 결정된다.
    4산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    인체계측 자료를 설계에 응용하는 3가지 원칙(극단치 설계, 조절식 설계, 평균치 설계)을 고려할 때, 다음 각 설계 대상은 어느 원칙을 적용하는 것이 가장 적절한지 판정하고, 극단치 설계의 경우 최대치수·최소치수 중 어느 것을 기준으로 하는지 함께 쓰시오.
    (1) 출입문(통로)의 높이
    (2) 선반의 높이 및 조종장치까지의 거리
    (3) 사무용 의자의 높낮이
    해설
    [모범답안]
    (1) 출입문(통로)의 높이 → 극단치 설계, '최대치수(최대집단치, 예: 95백분위수)' 기준. 키가 가장 큰 사람도 통과할 수 있어야 하므로.
    (2) 선반의 높이 및 조종장치까지의 거리 → 극단치 설계, '최소치수(최소집단치, 예: 5백분위수)' 기준. 팔이 가장 짧은(체구가 작은) 사람도 닿을 수 있어야 하므로.
    (3) 사무용 의자의 높낮이 → 조절식 설계. 사용자 개인차를 수용하도록 5~95백분위수 범위로 조절 가능하게 설계.
    ■ 핵심 채점어: 출입문=최대치수(극단치) / 선반/거리=최소치수(극단치) / 의자=조절식 / 최대집단치/최소집단치 / 백분위수
    ※ 근거: 인체계측 설계 3원칙(극단치 설계-최대/최소, 조절식 설계, 평균치 설계). 도달거리는 최소집단치, 통과높이는 최대집단치, 개인차 수용은 조절식이라는 표준 인간공학 이론.
    5산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    양립성(compatibility)의 종류를 고려하여 다음 각 사례가 어느 양립성에 해당하는지 분류하시오.
    (1) 가스레인지에서 왼쪽 버너의 점화 손잡이가 왼쪽에, 오른쪽 버너의 손잡이가 오른쪽에 배열되어 있다.
    (2) 자동차 핸들을 오른쪽으로 돌리면 차가 오른쪽으로 진행한다.
    (3) 빨간색은 위험(정지), 초록색은 안전(진행)을 의미한다.
    (4) 음성으로 제시된 경보에 대해 작업자가 음성(말)으로 응답하도록 설계한다.
    해설
    [모범답안]
    (1) 공간적 양립성 — 조종장치와 표시장치(또는 대상)의 공간적 배열이 일치.
    (2) 운동 양립성 — 조종장치의 움직임 방향과 결과(표시·기계)의 이동 방향이 일치.
    (3) 개념적 양립성 — 사람이 이미 가지고 있는 개념(색채-의미의 연상)과 일치.
    (4) 양식(modality) 양립성 — 자극 양식(청각)과 응답 양식(음성)이 일치.
    ■ 핵심 채점어: 공간적 양립성 / 운동 양립성 / 개념적 양립성 / 양식(modality) 양립성
    ※ 근거: 인간공학 양립성 4종류(공간·운동·개념·양식). 자극-반응 및 표시-조종의 부합 정도에 관한 표준 이론.
    6산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    산업재해의 주요 원인 분석 대상인 4M(Man, Machine, Media, Management)을 기준으로 다음 각 재해 원인을 해당하는 M으로 분류하시오.
    (1) 작업자의 피로 누적과 순간적인 부주의
    (2) 기계설비 방호장치(안전장치)의 결함
    (3) 작업공간의 조명 불량 및 작업정보(표지·매뉴얼)의 부적절
    (4) 안전관리조직 미비 및 안전교육·훈련 부족
    해설
    [모범답안]
    (1) Man(인간적 요인) — 심신 상태, 피로, 부주의 등.
    (2) Machine(기계적 요인) — 기계·설비의 결함, 방호장치 미비 등.
    (3) Media(작업매체·환경 요인) — 작업정보, 작업방법, 작업환경(조명·소음 등).
    (4) Management(관리적 요인) — 관리조직, 규정·기준, 교육·훈련, 감독.
    ■ 핵심 채점어: Man(인간) / Machine(기계) / Media(작업매체/환경) / Management(관리)
    ※ 근거: 재해원인 분석 4M(Man·Machine·Media·Management) 표준 분류 이론.
    7산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    재해예방을 위한 3E 대책(Engineering, Education, Enforcement)을 기준으로 다음 각 대책이 어느 E에 해당하는지 판정하시오.
    (1) 위험설비에 방호장치를 설치하고 작업환경을 개선한다.
    (2) 근로자에게 안전보건 교육 및 작업 훈련을 실시한다.
    (3) 안전작업 수칙·기준을 제정하고 이를 준수하도록 지도·감독한다.
    해설
    [모범답안]
    (1) Engineering(기술적 대책) — 안전설계, 방호장치, 작업환경 개선 등.
    (2) Education(교육적 대책) — 안전교육, 훈련, 태도 형성.
    (3) Enforcement(독려·규제/관리적 대책) — 안전기준·규정 제정 및 이행 지도·감독.
    ■ 핵심 채점어: Engineering(기술) / Education(교육) / Enforcement(독려/규제/감독)
    ※ 근거: 하베이(Harvey)의 재해예방 3E 대책(기술적·교육적·독려적) 표준 이론.
    8산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    Swain이 분류한 인간오류(독립행동에 관한 분류)의 5가지 유형[생략오류(omission), 작위(실행)오류(commission), 순서오류(sequential), 시간오류(timing), 과잉행동(불필요한 수행)오류(extraneous)]을 기준으로 다음 각 상황이 어느 오류에 해당하는지 판정하시오.
    (1) 밸브를 잠그는 절차를 빠뜨리고 수행하지 않았다.
    (2) 밸브를 잠가야 하는데 반대로 열었다.
    (3) A작업 후 B작업을 해야 하는데 순서를 바꿔 B를 먼저 하였다.
    (4) 정해진 시간보다 너무 늦게 정지 버튼을 눌렀다.
    (5) 하지 않아도 될 불필요한 조작을 추가로 수행하였다.
    해설
    [모범답안]
    (1) 생략오류(omission error) — 필요한 직무·절차를 수행하지 않음.
    (2) 작위(실행)오류(commission error) — 필요한 직무를 부정확하게(잘못) 수행.
    (3) 순서오류(sequential error) — 직무 수행 순서를 잘못함.
    (4) 시간오류(timing error) — 직무를 정해진 시간보다 빠르거나 늦게 수행.
    (5) 과잉행동오류(extraneous act) — 불필요한 직무·조작을 수행.
    ■ 핵심 채점어: 생략오류 / 작위(실행)오류 / 순서오류 / 시간오류 / 과잉행동(불필요)오류
    ※ 근거: Swain & Guttmann의 인간오류 분류(독립행동에 의한 분류 5종: omission·commission·sequential·timing·extraneous).
    9산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    다음 FT도에서 정상사상 T는 게이트 G1과 G2의 AND 결합이며, G1 = X1 OR X2, G2 = X3 OR X4 이다. 모든 기본사상(X1~X4)의 발생확률이 각각 0.1일 때,
    ① 미니멀 컷셋을 모두 구하고,
    ② 정상사상 T의 발생확률을 구하시오. (기본사상은 서로 독립)
    해설
    [모범답안]
    T=G1G2=(X1+X2)(X3+X4)=X1X3+X1X4+X2X3+X2X4T = G_1 \cdot G_2 = (X_1+X_2)(X_3+X_4) = X_1X_3 + X_1X_4 + X_2X_3 + X_2X_4
    미니멀 컷셋 = {X1,X3}, {X1,X4}, {X2,X3}, {X2,X4}\{X_1,X_3\},\ \{X_1,X_4\},\ \{X_2,X_3\},\ \{X_2,X_4\} (총 4개)
    P(G1)=1(10.1)(10.1)=10.81=0.19P(G_1) = 1-(1-0.1)(1-0.1) = 1-0.81 = 0.19
    P(G2)=1(10.1)(10.1)=0.19P(G_2) = 1-(1-0.1)(1-0.1) = 0.19
    T는 AND이므로 P(T)=P(G1)×P(G2)=0.19×0.19=0.0361P(T) = P(G_1)\times P(G_2) = 0.19 \times 0.19 = 0.0361
    ∴ 정상사상 발생확률 = 0.0361 (= 3.61%)
    ■ 핵심 채점어: (X1+X2)(X3+X4) / 컷셋 4개 / OR=1-(1-q)(1-q)=0.19 / AND=곱 / 0.0361
    ※ 근거: 불대수 전개에 의한 미니멀 컷셋 도출, OR게이트 확률 = 1-∏(1-qi), AND게이트 확률 = ∏qi. FTA 표준 정량 평가.
    10산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    다음 시스템의 신뢰도를 구하시오. 신뢰도 R1인 부품이 직렬로 있고, 그 뒤에 신뢰도 R2, R3인 두 부품이 병렬로, 마지막에 신뢰도 R4인 부품이 직렬로 연결되어 있다. R1=0.9, R2=0.8, R3=0.8, R4=0.95 이다. (소수 넷째자리까지)
    해설
    [모범답안]
    병렬부(R2, R3) 신뢰도 = 1(1R2)(1R3)=1(10.8)(10.8)=1(0.2×0.2)=10.04=0.961-(1-R_2)(1-R_3) = 1-(1-0.8)(1-0.8) = 1-(0.2\times 0.2) = 1-0.04 = 0.96
    전체 신뢰도 = R1 × 병렬부 × R4 = 0.9×0.96×0.950.9 \times 0.96 \times 0.95
    = 0.864×0.95=0.82080.864 \times 0.95 = 0.8208
    ∴ 시스템 신뢰도 = 0.8208 (= 82.08%)
    ■ 핵심 채점어: 병렬=1-(1-R2)(1-R3) / 0.96 / 직렬은 곱 / 0.9×0.96×0.95 / 0.8208
    ※ 근거: 신뢰도 직렬식 R=∏Ri, 병렬식 R=1-∏(1-Ri). 직·병렬 혼합 시스템 신뢰도 표준 계산.
    11산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    어떤 작업에서 기초대사량이 1.2kcal/min, 작업 시 소비에너지가 5.0kcal/min, 안정 시 소비에너지가 1.7kcal/min이다.
    ① 에너지대사율(RMR)을 구하고,
    ② 그 값에 따른 작업강도를 판정하시오. (작업강도 구분: RMR 0~2 경작업, 2~4 중등도작업, 4~7 중작업, 7 이상 초중작업)
    해설
    [모범답안]
    ① RMR = (작업 시 소비에너지 - 안정 시 소비에너지) ÷ 기초대사량
    = (5.01.7)÷1.2=3.3÷1.2=2.75(5.0 - 1.7) \div 1.2 = 3.3 \div 1.2 = 2.75
    ② RMR 2.75는 2~4 구간에 해당 → '중등도작업'
    ∴ RMR = 2.75, 작업강도 = 중등도작업
    ■ 핵심 채점어: (작업-안정)/기초대사량 / (5.0-1.7)/1.2 / 2.75 / 중등도작업(2~4)
    ※ 근거: 에너지대사율 RMR = (작업 시 소비에너지 - 안정 시 소비에너지)/기초대사량 = 근로대사량/기초대사량. RMR 구간에 따른 작업강도 분류 표준.
    12산업안전기사 실기 신출대비 — 인간공학·시스템안전
    1일 총작업시간 480분(8시간) 동안 어떤 작업의 평균 에너지소비량이 7kcal/min이다. 권장 평균 에너지소비량(작업 표준)을 5kcal/min, 휴식 중 에너지소비량을 1.5kcal/min으로 할 때, Murrell 공식을 이용하여
    ① 필요한 총 휴식시간과
    ② 실제 작업시간을 구하시오. (소수 둘째자리까지)
    해설
    [모범답안]
    Murrell 공식: R=T×(ES)÷(E1.5)R = T \times (E - S) \div (E - 1.5)
    (R=휴식시간, T=총작업시간, E=작업 평균 에너지소비량, S=권장 평균 에너지소비량, 1.5=휴식 중 에너지소비량)
    ① R = 480×(75)÷(71.5)=480×2÷5.5=960÷5.5=174.55480 \times (7 - 5) \div (7 - 1.5) = 480 \times 2 \div 5.5 = 960 \div 5.5 = 174.55
    ② 실제 작업시간 = 480174.55=305.45480 - 174.55 = 305.45
    ∴ 총 휴식시간 174.55\approx 174.55분, 실작업시간 305.45\approx 305.45
    ■ 핵심 채점어: R=T(E-5)/(E-1.5) / 480×(7-5)/(7-1.5) / 960/5.5 / 174.55분 / 305.45분
    ※ 근거: Murrell 휴식시간 공식 R = T(E-S)/(E-1.5), 휴식대사 1.5kcal/min 기준. 인간공학 작업-휴식 배분 표준식.