산업안전기사 필기 60점 요약 (2과목 인간공학 및 시스템 안전공학-1일차)
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1. 인간-기계 기능비교
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인간의 우수한 기능 |
기계가 우수한 기능 |
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1.저에너지 자극(시각,청각,후각등)감지 2.복잡 다양한 자극 형태 식별 3.예기치 못한 사건 감지 4.다량 정보를 오해 보관 5.귀납적 추리 6.과부하 상황에서는 중요한 일에만 전념 7.임기응변, 융통성,원칙 적용, 주관적 추산, 독창력 발휘등의 기능 |
1.인간 감지 범위 밖의 자극 (X선, 초음파등) 도 감지 2.인간 및 기계에 대한 모니터 기능 3.드물게 발생하는 사상 감지 4.암호화된 정보를 신속하게 대량보관 5.연역적 추리 6.과부하시에도 효율적으로 작동 7.정량적 정보처리, 장시간 중량작업 반복작업, 동시에 여러가지 작업수행 등의 기능 |
2. 인간-기계 통합시스템의 기능
(1) 감지(sensing)
가. 인체의 감지 기능 : 시각, 청각, 후각 등의 감각기관
나. 기계적인 감지 기능 : 전자, 사진, 기계적인 감지 장치
(2) 정보 보관(저장) (information storage)
가. 인간의 정보 보관 : 기억된 학습내용
나. 기계적 정보 보관 : 펀치 카드(punch card), 자기테이프, 형판(template), 기록, 자료표 등과 같은
물리적 기구에 보관
(3) 정보처리 및 의사 결정(information processing and decision)
가. 심리적 정보처리 단계 :회상(recall), 인식(recognition), 정리(retention:집적)
나. 인간의 정보처리 시간 : 0.5초(인간의 정보처리능력 한계)
(4) 행동기능(acting function)
가. 물리적인 조종행위나 과정 : 조종장치작동, 물체나 물건을 취급, 이동, 변경, 개조하는 것 등이 있다.
나. 통신행위 : 음성(사람의 경우), 신호, 기록 등의 방법이 사용된다.
3. 인간-기계 통합시스템 유형
(1) 수동 체계 - 다양성(융통성)이 우수
(수공구나 기타 보조물 사용, 동력원은 인간 자신에 신체적인 힘)
(2) 기계화 체계(반자동시스템) - 동력원은 기계, 인간의 역할은 통제
(3) 자동 체계(자동화시스템) - 인간의 역할은 설계, 설치, 감시, 프로그램, 보전
예>
수동 시스템 : 장인과 공구
기계 시스템 : 자동차, 공작기계
자동 시스템 : 컴퓨터, 자동교환대
4. 인간-기계 통합시스템 설계
(1) 제1단계 - 목표 및 성능명세 결정(체계가 설계되기 전에 우선 목적이나 존재 이유 및 목적은 통상 개괄적으로 표현)
(2) 제2단계 - 시스템(체계)의 정의, 목표·성능이 결정 후 목적을 달성하기 위해 어떤 기본적인 기능이 필요한지 결정
(3) 제3단계 – 기본설계
가. 기능의 할당
나. 인간 성능 요건 명세 - 속도, 정확성, 사용자 만족, 유일한 기술을
개발하는데 필요한 시간
다. 직무 분석
라. 작업 설계
(4) 제4단계 - 계면(인터페이스) 설계, 체계의 기본설계가 정의되고
인간에게 할당된 기능과 직무가 윤곽이 잡히면 인간-기계의
경계를 이루는 면과 인간-소프트웨어 경계를 이루는 면의
특성에 신경을 쓸 수가 없다.
작업공간, 표시장치, 조종장치, 제어 컴퓨터대화 등이 포함된다.
(5) 제5단계 - 촉진물(보조물) 설계, 체계설계과정 중 이 단계에서의 주
초점은 만족스러운 인간 성능을 증진시킬 보조물에 대해서
계획하는 것이다.
지시수첩, 성능보조자료 및 훈련도구와 계획이 있다.
(6) 제6단계 - 시험 및 평가
5. 고장 유형
(1) 초기고장시간 (burn-in)
설계와 제조상의 결함 또는 불량 부품으로 인하여 사용개시 후 비교적
초기 스트레스에 견디지 못하게 되어 고장이 발생하는 기간
(2) 우발고장기간
시간의 경과와 더불어 시스템 또는 제품의 사용조건의 우발적인 변화에
기인하여 발생하는 안정된 수준의 고장이 나타내는 기간
(3) 마모 고장기간
일정기간이 경과된 이후 마모 또는 노화 등에 기인하여 시스템 또는 설비
의 고장률이 증가되는 기간
* 고장이 일어나기 전에 교환, 안전진단 및 적당한 보수에 의해
마모 고장기간은 어느정도 방지 가능
6. 시각적 표시장치의 종류
(1) 정성적 표시장치 - 온도, 압력, 속도 같이 연속적으로 변하는 변수의 대략적인 값이나 변화 추세,율(rate) 등을 알고자 때 주로 사용
가. 변수의 상태나 조건이 미리 정해 놓은 몇 개의 범위 중 어디에
속하는 가를 판정할 때
나. 바람직한 어떤 범위의 값을 대략 유지하고자 할 때
다. 변화 추세나 율을 관찰하고자 할 때
라. 정성적 표시장치의 색채 암호화 및 상태 점검
마. 정성적 표시장치의 근본 자료 자체는 정량적인 것이다.
(2) 정량적 표시장치 - 지침이 아닌 숫자로 표기되어 정확성이
높다(전력량계 등).
(3) 아날로그 표시장치를 선택하는 일반적인 요구사항
가. 눈금이 고정되고 지침이 움직이는 동침형이 좋다.
나. 일반적으로 동침과 동목은 혼용하여 사용하지 않는다(혼란이 가중).
다. 움직이는 요소에 대한 수동 조절을 설계할 때는 바늘을 조정하는 것이
눈금을 조정하는 것보다 좋다(대략적인 편차나 변화를 빨리 파악).
라. 중요한 미세한 움직임이나 변화에 대한 정보를 표시할 때는 동침형을 사용
한다(미세조정 가능).
마. 정침동목형 - 무거운 물건, 속도계, 고도계 등
정목동침형 - 편차가 적을 때, 시계, 체중계 등
7. 부호와 기호
(1) 묘사적부호 - 사물이나 행동을 단순하고 정확하게 묘사한 것
(위험 표지판의 해골과 뼈, 보도 표지판의 걷는 사람,
소방 안전표지판의 소화기)
(2) 추상적부호 - 전언의 기본 요소를 도식적으로 압축한 부호, 원래의
개념과는 약간의 유사성만 존재
(3) 임의적부호 - 부호가 이미 고안되어 있어 이를 배워야 하는
부호(교통표지판에서 삼각형은 주의, 원형은 규제,
사각형은 안내 표시)
8. 암호화 체계
(1) 암호의 검출성 : 암호화한 자극은 검출이 가능할 것
(2) 암호의 변별성 : 다른 암호 표시와 구별될 수 있을 것
(3) 부호의 양립성 : 자극-반응의 관계가 인간의 기대와 모순
되지 않는 성질
9. 청각장치와 시각장치
시각적 표시장치보다 청각적 표시장치를 사용하는 것이 바람직한 경우
(1) 전언이 짧고 간단한 경우
(2) 전언이 후에 재참조 되지 않는 경우
(3) 전언이 시간적인 사상(event)을 다룬다.
(4) 전언이 즉각적인 행동을 요구한다.
(5) 수신자의 시각 계통이 과부하 상태일 때
(6) 수신 장소가 너무 밝거나 암조응 유지가 필요할 때
(7) 직무상 수신자가 자주 움직이는 경우
* 귀는 중음역에 가장 민감하므로 500~300Hz의 진동수를 사용한다.
고음은 멀리 가지 못하므로 장거리(>300m) 용으로는 1000Hz 이하의 진동수를
사용한다. 신호가 장애물을 돌아가거나 칸막이를 통과해야 할 때는 500Hz 이하의
진동수를 사용한다.
주의를 끌기 위해서는 초당 1~8번 나는 소리나 초당 1~3번의 오르내리는 소리같이 변조된 신호를 사용한다.
배경 소음의 진동수와 다른 신호를 사용한다.
경보 효과를 높이기 위해서 개시 시간이 짧고 고감도 신호를 사용한다.
가능하다면 다른 용도에 쓰이지 않는 확성기, 경적 등과 같은 별도의 통신 계통을
사용한다.
10. 휴먼에러의 심리적 분류(Swain)과 원인의 레벨적 분류
(1) 휴먼에러의 심리적 분류
가. Omission Error : 필요한 task 또는 절차를 수행하지 않는데
기인한 error
나. Time Error : 필요한 task 또는 절차의 수행지연으로 인한 error
다. Commision Error : 필요한 task 또는 절차의 불확실한 수행으로
인한 error
라. Sequential Error : 필요한 task 또는 절차의 순서 착오로 인한
error
마. Extraneous Error : 불필요한 task 또는 절차를 수행함으로써
기인한 error
(2) 원인의 레벨적 분류
가. primary Error : 작업자 자신으로 부터의 error
나. secondary Error : 작업형태나 작업조건 중에서 다른
문제가 생겨 그 때문에 필요한 사항을 실행할 수 없는 error.
어떤 결함으로 부터 파생하여 발생하는 error
다. command Error : 요구된 것을 실행하고자 하여도 필요한
물건, 정보,에너지등의 공급이 없는 것처럼 작업자가 움직이려
해도 움직일 수 없으므로 발생하는 erro
11. 휴먼에러의 배후요인(4M)
(1) 맨(man) : 본인 이외의 사람, 직장의 인간관계등
(2) 머신(machine) : 장치나 기기 등의 물적요인
(3) 메디아(Media) : 인간과 기계를 잇는 매체란 뜻으로 작업의 방법
이나 순서, 작업정보의 실태나 환경과의 관계,
정리정돈 등이 포함된다.
(4) 매너지먼트(management) : 안전법규의 준수방법, 단속, 점검
관리 외에 지휘감독, 교육훈련 등이
여기에 속한다.
12. 인간실수 확률에 대한 추정기법
(1) 예측법(THERP ; technique of human error rate prediction)
: 확률론적으로 인간의 과오(human error)율을 정량적(수치)으로
평가하기 위하여 개발된 기법이다.
(2) 과오율(Human Error Performance)의 정의 - 인간 신뢰도의
기본단위
- 공식 : HEP = 과오의 수 / 과오발생전체기회 수
- 예) 작업자가 계기판의 수치를 읽고 판단하여 밸브를 잠그는 작
업을 수행할 때에 실수 확률을 예측.
13. 페일세이프와 풀프루프
(1) Fail Safe : 기계나 그 부품에 고장이나 기능불량이 생겨도 사고가 발생하지 않도록 2중, 3중의 통제를 가하는
안전대책
(2) Fool Proof : 인간이 기계 등의 추급/조작을 잘못해도 그것이 바로 사고나 재해와 연결되는 일이 없도록 한 인간 위주로 설계한 장치를 말한다. 인간이 실수하기 어렵거나 방지하도록 고안된 설계방법(구조나 기능)으로 격리, 기계화, Lock System 등이 있다
14. 인체계측자료의 응용
(1) 최대치수와 최소치수 : 최대치수 또는 최소치수를 기준으로 하여
설계한다.
(2) 조절범위(조절식) : 체격이 다른 여러 사람에 맞도록 만드는 것이다.
(3) 평균치를 기준으로 한 설계: 최대치수나 최소치수, 조절식으로 하기가
곤란할 때 평균치를 기준으로 하여 설계한다.
* 전동차 손잡이 높이, 은행 창구 높이 등 극단치를 이용한 설계가 곤란한 경우에는
평균치를 이용하여 설계할 수 있다.
* 최대 집단치를 위한 설계에서 관련 인체계측 변수 분포의 90, 95, 99% 등과 같은
상위 백분위를 기준으로 한다. 예) 문, 탈출구, 그네의 지지하중, 위험구역 울타리
* 선반의 높이, 조종장치까지의 거리, 조작에 필요한 힘 등을 정할 때는 최소집단치를
적용
* 조절 가능한 설계 : 작업에 사용하는 설비, 기구 등은 체격이 다른 여러 근로자들을 위하여 직접 크기를 조절할 수 있도록 조절식으로 설계한다. 조절 범위 5 ~ 95%
예) 의자, 자동차, 운전석 의자의 위치
15. 통제표시비
(1) 통제표시비 : 통제기기와 표시장치의 관계를 나타낸 비율을 말하며
C/D비라고도 한다.
∴ C/D = X/Y
여기서 X : 통제기기의 변위량 cm
Y : 표시계기의 지침의 변위량 cm
(2) 조종구(ball control)에서의 C/D
∴ C/D 비 = (𝑎 / 360 X 2πL) / 표시계기의 이동거리(Y)
여기서 a : 조정장치가 움직인 각도 L : 조종장치의 반경
(3) 통제비 설계시 고려해야할 사항 - 계기의 크기, 공차, 방향성,
조작시간, 목측거리
(4) 최적의 C/D비 : 1.18∼2.42
16. 양립성
정보입력 및 처리와 관련한 양립성은 인간의 기대와 모순되지 않는
자극들간의, 반응들 간의 또는 자극반응 조합의 관계를 말하는 것으로
다음의 4가지가 있다.
(1) 공간적 양립성 : 표시장치가 조종장치에서 물리적 형태나 공간적인
배치의 양립성(오른쪽 버튼을 누르면, 오른쪽 기계가 작동)
(2) 운동 양립성 : 표시 및 조종장치, 체계반응의 운동 방향의 양립성
(자동차 핸들 조작 방향으로 바퀴가 회전)
(3) 개념적 양립성 : 사람들이 가지고 있는 개념적 연상(어떤 암호체계에서
청색이 정상을 나타냄)의 양립성
(온수 손잡이는 빨간색, 냉수 손잡이는 파란색)
(4) 양식 양립성 : 직무에 알맞은 자극과 응답양식의 존재
(음성과업에 대해서는 청각적 자극 제시와 이에 대한 음성 응답에 해당)
17. 신체활동의 에너지 소비 및 작업강도
(1) 에너지 대사율
RMR = 노동대사량 / 기초대사량
= (작업시 소비에너지 - 안정시 소비에너지) / 기초대사량
작업시의 소비에너지는 작업 중에 소비한 산소의 소모량
안정시의 소비에너지는 의자에 앉아서 호흡하는 동안에 소비한
산소 소모량
(2) 작업강도 : 0-2RMR(輕작업), 2-4RMR(中작업), 4-7RMR(重작업),
7RMR 이상(超重작업)
(3) 휴식시간
R : 휴식시간(분),
E : 작업시 평균 에너지소비량(Kcal/분),
총작업시간 : 60분,
휴식시간 중의 에너지 소비량 : 1.5(Kcal/분)
5 (Kcal/분) : 기초대사를 포함한 보통작업에 대한 평균에너지
(기초대사를 제외한 경우 4Kcal/분)
18. 동작의 속도와 정확성
(1) 웨버(weber)의 법칙 - 인간이 감지할 수 있는 외부의 물리적 자극
변화의 최소범위는 기준이 되는 자극의 크기에 비례하는 현상,
웨버 비 △ I / I = 변화감지역/표준자극
19. 부품배치의 원칙
(1) 중요성의 원칙
부품을 작동하는 성능이 체계의 목표 달성에 중요한 정도에 따라
우선순위 결정
(2) 사용 빈도의 원칙
사용하는 빈도에 따라 우선순위 결정
(3) 기능별 배치의 원칙
기능적으로 관련된 부품들을 모아서 배치
(4) 사용순서의 원칙
사용 순서에 따라 장치들을 가까이에 배치
20. 동작경제의 원리
(1) 신체 사용에 관한 원칙
가. 두 손의 동작은 같이 시작하고 같이 끝나도록 한다.
나. 휴식시간을 제외하고는 양손이 같이 쉬지 않도록 한다.
다. 두 팔의 동작은 서로 반대방향으로 대칭적으로 움직인다.
라. 가능한 한 관성을 이용하여 작업을 하도록 한다.
마. 눈의 초점을 모아야 작업을 할 수 있는 경우는 가능한 한 줄인다.
바. 손의 동작은 스무스하고 연속적인 동작이 되도록 하며 방향이 갑자기 크
게 바뀌는 직선동작은 피한다
.
(2) 작업장 배치에 관한 원칙
가. 중력이송원리를 이용하여 사용위치에 가까이 보낼 수 있도록 한다.
나. 작업자가 작업 중 자세를 변경, 즉 앉거나 서는 것을 임의로 할 수
있도록 작업대와 의자는 조정되도록 한다.
다. 가능하다면 낙하식 운반 방법을 사용한다.
라. 작업자가 좋은 자세를 취할 수 있도록 의자는 높이뿐만 아니라 디자인
도 좋아야 한다.
마. 모든 재료나 공구는 자기 위치에 있도록 하고 공구, 재료, 제어장치는
사용위치에 가까이 두도록 한다.
(3) 공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙
가. 공구의 기능을 결합하여서 사용하도록 한다.
나. 공구와 자재는 가능한 한 사용하기 쉽도록 미리 위치를 잡아준다.
다. 치구나 족답 장치를 효과적으로 사용할 수 있는 작업에서는 양손이 다른
일을 할 수 있도록 한다.
라. 각 손가락에 서로 다른 작업을 할 때에는 각 손가락의 능력에 맞게 분배해
야 한다.
마. 레버, 핸들, 그리고 제어장치는 작업자가 몸의 자세를 크게 바꾸지 않더라
도 조작하기 쉽도록 배열한다.
21. 설비의 신뢰도
(1) 직렬(series system) : 요소 중 하나만 고장나도 전체 시스템이 고장
(2) 병렬(parallel system) : 요소 중 하나만 정상이라도 전체 시스템은
정상 가동
* 신뢰도 R(T) = e-ut 여기서 u는 고장율
고장확률 P(T) = 1- R(T)
22. 근골격계 질환(누적외상성질환 CTDs)
(1) 누적손상장애(CTDs, 근골격계질환) 발생요인
반복적인 동작,
부적합한 작업 자세,
무리한 힘의 사용,
날카로운 면과의 접촉,
진동 및 온도
'Essay 산업안전기사 > 산안기사 필기 2교시 인간공학' 카테고리의 다른 글
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