건설안전기사 필기 - 인간공학 및 시스템안전공학(인간공학-1)

안전과 인간공학

□ 인간공학의 목표(차피니스)

- 안정성 향상과 사고방지

- 기계조작의 능률성과 생산성 향상

- 쾌적성

□ 인간이 만든 물건, 기구 또는 환경의 설계과정에서의 인간공학의 목표

- 실용적 효능을 높이며, 인생의 가치 기준을 유지, 인간복지

□ 인간공학 용어의 분류

- 인간공학 / Human engineering

- 인간요소공학 / Human factors engineering

- 인간 기계 체계공학 / Man machine system engineering

- 작업경제학(노동과학) / Ergonomics

 

체계의 특성 및 인간기계 체계

□ 

□ 인간-기계 체계와 4가지 기본 기능

정보입력 - 감지 - 정보보관 - 정보처리 - 행동기능

- 감지

- 정보보관

기계적 정보보관 장법 : 펀치카드 / 자기테이프 / 형판 / 기록 / 자료표

- 정보처리 및 의사결정

회상 - 인식 - 정리(집적)

정보처리 시간 한계 0.5초

- 행동기능

물리적인 조정 행위나 과정 / 통신행위

□ 인간 기계 통합체계의 유형

- 수동체계 (인간의 신체적인 힘을 동력원으로 사용)

- 기계화 체계 (반자동)

- 자동체계(인간의 역할 : 감시, 프로그램, 정비유지)

□ 인간과 기계의 상대적 재능

- 인간이 우수한 기능

자극감지 / 다양한 자극 형태 식별 / 사건 감지 / 다량 정보 오래보관 / 귀납적 추리 / 임기응변 / 융통성 / 주관적 추산 / 독창력 발휘

- 기계가 우수한 기능

정량적 정보처리 / 장시간 중량작업 / 반복작업 / 동시에 여러가지 작업수행 / 연역적추리 /  모니터기능 / 암호화된 정보

 

작업설계에 있어서의 인간의 가치기준

□ 작업설계시 철학적으로 고려할 사항 

- 작업확대, 작업윤택화, 작업 만족도, 작업순환

□ 인간요소적 접근 방법

- 작업 능률이나 생산성 강조

□ 작업설계시 딜레마

- 작업 능률과 작업 만족도의 관계

□ 설계 단계에서의 직무분석 목적

- 설게를 좀더 개선시키기 위함

- 최종설계에 필요한 작업의 명세를 마련하기 위한것

□ 작업만족도를 가져오는 방법

- 수행되어야 할 활동의 수 증가

- 작업자 자신의 작업물에 대한 검사, 책임

- 완전한 한단위에 대한 책임을 부여

- 작업 방법을 선택할 수 있는 기회

- 작업순환 더큰 책임

 

인간 요소적 평가 과정

 

인간공학의 연구 방법 및 인간공학의 기여도

□ 인간공학의 연구방법(인간-기계 체계 측정법)

- 순간조작분석

- 지각 운동 정보분석

- 연속 컨트롤 부담분석

- 사용빈도 분석

- 전 작업 부담분석

- 기계의 사고 연관성 분석

- 욕구분석 X (인간에만 연관된)

□ 인간공학 연구에 사용되는 변수의 유형

- 독립변수 : 조사, 연구되어야할 인자

- 종속변수 : 보통 기준이라고 하며, 독립변수의 간으한 효과의 척도

□ 실험실 및 현장연구 환경의 선택

- 실험실환경 : 실험조건 조절용이 / 피실험자의 안전성 모의실험 / 자료의 정확성 및 반복적 실험 / 비용절감

- 현장환경 : 사실성 / 현실적인 작업변수 설정가능(변수의 관리)

□ 체계설계좌정에서의 인간공학의 기여도(효과)

- 성능향상

- 인력의 이용률 향상

- 사용자의 수용도 향상

- 생산 및 정비유지의 경제성 증대

- 훈련 비용의 절감

- 사고 및 오용으로부터의 손실감소

 

체계개발에 있어서의 기준 및 기준의 요건

□ 체계 기준 : 성능이나 산출물에 관련

- 체계의 예상수명 / 운용이나 사용상의 용이도 / 정비유지도 / 신뢰도 / 운용비 / 인력소요

□ 인간기준

- 인간 성능 척도 : 감각활동 / 전신활동 / 근육활동

- 생리학적 지표 : 혈압 / 맥박수 / 분당 호흡수 / 뇌파 / 혈당량 / 혈액의 성분 / 피부온도 / 전기피부반응

- 주관적인 반응 : 개인성능의 평점 / 체계 설계면에 대한 대안들의 평점  / 중요한 평점

- 사고빈도 : 사고나 상해 발생 빈도

□ 기준의 요건

- 적절성 : 목적에 적당하다고 판단되는 판단 정도

- 무오염성 : 다른 변수의 영향을 받아서는 안됨

- 기준 척도의 신뢰성 : 반복성, 같은 결과

 

휴먼에러(인간과오, 인간실수)

□ 시스템 성능과 인간과오관계

S. P = f(H. E) = K(H. e)

- S.P 시스템의 성능

- H.E 인간과오

- K=1 HE, SP에 중대한 영향

- K=0 아무런 영향을 주지 않음

- 1 < K < 0 리스크가 발생(잠재)

□ 심리적인 분류 : 과오의 원인을 불확정, 시간지연, 순서착오의 세가지로 나누어 분류

- Omission : 수행하지 않는데 기인

- Time : 수행 지연

- Commission : 불확실한 수행

- Sequential : 절차의 순서 착오

- Extraneous : 불필요한 절차를 수행

□ 원인의 Level적 분류

- Primary(주과오 1차과오) : 작업자

- Secondary: 작업조건, 결함

- Command(지시과오) : 필요한 정보 미스, 움직이려해도 움직일수 없어서 발생

□ 인간의 행동 과정을 통한 분류

- 감지결함(Input)

- 정보처리 절차과오(Information processing)

- 의사결정과오

- 출력과오

- 제어과오

□ 대뇌정보처리 Error

- 인지 미스 : 감각중추에서 인지 및 확인Miss도 포함

- 판단 미스 : 중추과정에서 의지결정의 미스나 지억 과한 실패 포함

- 동작 또는 조작 미스 : 동작도중미스, 조작미스

□ 인간과오의 배후요인 4요소

- 맨 : 본인 이외의 사람

- 머신 : 장치나 기기

- 메디어 : 인간과 기계를 잇는 매체, 작업방법이나 순서 / 작업정보의 실태나 환경과의 관게 / 정리정돈

- 매니지먼트 : 안전법규준수 / 단속 / 점건 관리 / 지휘감독, 교육훈련

 

미확인 경우 및 착오의 매커니즘

□ 미확인의 경우(불안전한 행동)

- 단락에 의하는 경우(빠짐)

- 별도의 아웃풋 지령

- 피드백이 안됨

- 생각후 행동이 이뤄지지 않음

□ 착오 또는 오인의 매커니즘

- 위치의 오인 

- 순서의 오인

- 패턴의 오인

- 형태의 오인

- 기억의 틀림

□ 주의력의 집중과 확장

- 주의의 집중과 주의의 확장을 잘 조화시키는 것은 인간과오를 없애는데 있어 매우 중요

- 주의가 내향일 때 사고의 상태를 나타냄

 

인간 및 기계의 신뢰성 요인

□ 인간의 신뢰성 요인

- 주의력 /  긴장수준 / 의식수준 / 경험연수, 지식수준, 기술수준)

□ 기계의 신뢰성 요인

- 재질 / 기능 / 작동방법

 

신뢰도

□ 인간 - 기계체계의 신뢰도

- 직렬 R = r1 x r2 

- 병렬 R = r1 + r2(1-r1)

□ 설비의 신뢰도

- 직렬연결

- 병렬연결

□ 리던던시(중복설계)

- 병렬 리던던시

- 대기 리던던시

- M out of N 리던던시(N개 중 M개 동작시 계는 정상)

- 스페어에 의한 교환

- 페일 세이프

 

고장 및 System의 수명

□ 고장률의 유형

- 초기고장 : 점검작업 시운전, 사전에 방지가능 / 감소형

디버깅 : 결함을 찾아내 고장률을 안정

번인 : 실제로 장시간 움직여 보고 그동안 고장난제거

- 우발고장 : 시운전이나 점검작업 / 유지

- 마모고장 / 증가형

□ MTTF와 MTBF 및 가용도

- MTTF (고장이 일어나는 평균시간) : 고장에서 다음 고장까지 평균동작시간, 1/고장률, 평균고장 / 건수

- MTTR : 평균수리시간, 총수리시간 / 수리횟수

- MTBF : 평균고장간격, MTTF + MTTR

- 가용도

 

인간에 대한 Monitoring 방식

□ 셀프 모니터링 : 자기감지법

□ 생리적 모니터링방법 : 맥박수, 체온, 호흡속도, 혈압, 뇌파 등 생리학적

□ 비유얼 모니터링방법 : 작업자의 태도를 보고 상태를 파악하는 방법

□ 반응에 의한 모니터링방법 : 자극에 의한 반응을 보고 판단 방법

□ 환경의 모니터링방법 : 간접적 모니터링 방법

 

Fail-Safety 및 Lock System

□ Fail safety

- 안전, 기계 실수 / 사고방지 / 2중, 3중 통제

□ Lock Systme

- 인간이 실수 / 기계가 안전을 확보

인트라록 - 트랜스록 - 인터록 시스템

 

체계의 제어

□ 시퀀스 제어(순차제어) : 순서에 따라

□ 서보 기구 : 물체의 위치, 방향, 힘, 속도 등 역학적인 물리량을 제어

□ 공정제어 : 제조공업에서 공정의 상태량을 제어량으로 하는 제어

□ 자동조정 : 항상 일정한 값을 유지 

□ 개방루프 및 피드백 제어방식

- 개방루프 제어 : 직렬형으로 선형 / 소총 영점사격

- 피드백 제어 : 잘못된 점을 수정해 나가는 제어방식으로 폐쇄 루프를 구성 / 자동차의 방향조절장치, 에어컨의 온도조절기, 크루즈 미사일

□ 인간공학적 제어 예방 프로그램의 4가지 주요 구성요소 

- 존재하거나 잠재적인 문제 규정

- 문제를 야기시키는 위험요소의 규명과 평가

- 공학적이면서 경영적인 교정방법의 설계와 수행

- 도입된 교정방법의 효율성 감시와 평가

 

인체계측

□ 인체계측자료의 응용원칙

- 최대치수와 최소치수 : 최대치수 또는 최소치수를 기준으로 설게

- 조절범위 : 여러사람에 맞도록 만드는 것 / 5% ~ 90%

- 평균치를 기준으로 한 설계 : 평균치를 기준

□ 인체계측치 활용상의 유의사항

- 최소표본수는 50~100명

- 어떤 기준에 의해 측정된 것인가를 확인할 필요

- 나체치수이며, 설게대상에 그대로 적용되지 않음

 

생리학적 측정법 및 작업의 종류에 따른 생리학적 측정법

□ 생리학적 측정법

- 근전도 : 근육활동의 전위치를 기록 심전도

- 피부전기반사: 근전도

- 프릿가 값정신적 부담이 대뇌피질의 

□ 작업의 종류에 따른 생리학적 측정법

- 정적근력작업

- 동적근력작업

- 신경적작업

- 심적작업

- 작업부하, 피로 등의 측정

- 긴장감 측정