2. 인간공학 및 시스템안전공학(ver.2203)

chapter1. 안전과 인간공학

동작경제에 관한 원칙
1. 공구는 기능을 결합하여 사용하도록 한다.
2. 공구와 자세는 가능한 한 사용하기 쉽도록 위치를 잡아준다.
3. 두 팔의 동작은 동시에 서로 반대방향으로 대칭적으로 움직이도록 한다. 
4. 두 손의 동작은 같이 시작하고 같이 끝나도록 한다.
5. 가능한 관성을 이용하여 작업할 것

인간- 기계시스템 설계과정
1단계 : 시스템의 목표와 성능명세 결정
2단계 : 시스템의 정의
3단계(기본설계) : 직무분석, 작업설계, 기능할당
4단계 :인터페이스 설계
5단계(촉진물 설계) : 인간의 성능을 증진시킬 보조물 설계 

평가연구 : 시스템이나 제품이 추구하는 수준이 달성되는지 비교하고 분석하는 연구

H[bit] : 정보량 \( = \log_2{대안의 수}\)

인간공학의 연구목적
1. 안전성의 향상과 사고방지
2. 기계 조작의 능률성과 생산성 향상
3. 쾌적성
궁극적 목표 : 안전성 및 효율성 향상

 

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chapter2. 정보입력표시

웨버의 법칙 : 인간이 감지할 수 있는 외부의 물리적 자극 변화의 최소범위는 표준 자극의 크기에 비례

과잉행동에러(Extraneous Error) : 불필요한 작업을 수행해서 발생
생략에러(ommission error) : 필요한 절차를 수행하지 않는 데서 발생

작업기억의 정보는 시각, 음성, 의미코드로 저장된다.

인간의 오류모형
실수(slip) : 의도는 좋지만 행동이 의도와 다름
착오(mistake) : 상황해석을 잘못함
건망증(lapse) : 연계적인 행동중 일부를 안함
위반(violation) : 정해진 규칙을 따르지 않음

음량수준을 평가하는 척도 : dB, phon, sone

명료도 지수 : 각 옥타브 대의 \(\log{음성\over 소음}\)값에 가중치를 곱하여 합한 값

판별시야 : 시력, 색판별 등의 시각 기능이 뛰어나며 정밀도가 높은 정보를 수용할 수 있는 범위
유효시야 : 안구운동만으로 정보를 주시하고 순간적으로 특정정보를 수용할 수 있는 범위
유도시야 : 제시된 정보의 존재를 판별할 수 있을 정도의 식별능력 밖에 없지만 인간의 공간좌표 감각에 영향을 미치는 범위
보조시야 : 거의 식별이 불가능하며 고개를 움직여야 식별 가능

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chapter3. 인간계측 및 작업공간

사정효과 : 작은 오차에는 과잉반응, 큰 오차에는 과소반응

인체계측자료의 응용원칙
1. 극단치 설계(최대, 최소)
2. 조절식 설계(5%~95%)
3. 평균치를 기준으로 한 설계
ex) 은행의 접수대 높이, 공원의 벤치

부품배치의 원칙 : 중요성, 사용빈도, 기능성, 사용순서의 원칙을 지킨다.

구상단계 : 예비위험분석(PHA)

의자 좌판의 높이 : 좌판 앞부분이 오금높이보다 높지않아야한다.
여러 사람이 사용하는 의자의 좌판 높이 : 5[%]오금높이를 기준으로 설계  

스트레인 측정 척도
EEG : 인지적 활동
GSR : 정서적 반응
EOG : 정신 운동적 활동
EMG : 국부적 근육 활동

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chapter4. 작업환경관리

시간가중평균(TWA) = \(90+16.6\log{D\over 12.5T}\)
D(누적소음폭로량) = 실작업시간 / 허용노출시간 * 100
T(작업시간)
(개조식) = \(90+16.6\log{8×작업비율\over 허용노출시간}\)
작업비율 = 실작업시간/작업시간

실효온도 : 온도 습도 기류 조건에 따라 느껴지는 온도, 상대습도 100%일때 건구온도 온도감

옥스퍼드(습건) 지수 = 0.85습구온도 + 0.15건구온도

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chapter5. 시스템 위험분석

FMEA^[각주:1]
시스템에 영향을 미치는 모든 요소의 고장을 형태별로 분석하고 그 고장이 미치는 영향을 분석
1. 양식이 간단하여 특별한 훈련 없이 해석가능
2. 시스템 해석의 기법은 정성적, 귀납적

ETA(event tree analysis) : 설비의 운전과정에서 그 대응조치가 성공인가 실패인가를 확대해 가는 과정을 검토

CA[Criticality Analysis; 위험성 분석법]
고장이 시스템의 손실과 인명의 사상에 연결되는 높은 위험도를 가진 요소나 고장의 형태에 따른 분석법

차파니스의 위험평점척도법

빈도	평점	확률 및 내용
자주	6	\(>10^{-2}/day\), 때때로
보통	5	\(>10^{-3}/day\), 한 항목의 수명 중 수회
가끔	4	\(>10^{-4}/day\), 한 항목의 수명 중 드물게
거의 발생않는	3	\(>10^{-5}/day\), 그리 일어날 것 같지 않음
극히 발생않는	2	\(>10^{-6}/day\), 발생확률이 0에 가까움
전혀 발생않는	1	\(>10^{-8}/day\), 물리적으로 발생 불가능

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chapter6. 결함수분석법(Fault Tree Analysis)

FTA
정성적, 정량적 분석기법
하향식(연역적) 방식
복잡하고 대형화된 시스템에 활용
논리게이트를 이용하여 도해적으로 표현, 분석

정상사상(top event) : 실패나무(FT)의 가장 상단 = 실패할 확률
결함사상 : 두 가지 상태 중 하나가 고장으로 나타나는 비정상적인 사건

컷셋 : 정상사상을 발생시키는 기본 사상의 집합
패스셋 : 포함되어있는 모든 기본사상이 일어나지 않을 때 정상사상이 일어나지 않는 기본사상의 집합
미니멀 패스셋 = 시스템의 신뢰성

 

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chapter7. 안전성 평가

유해위험방지계획서 - 고용노동부장관

안전성평가
2단계(정성적 평가) : 안전확보를 위한 기본적인 자료를 검토
1. 설계관계 : 공장내 배치, 소방설비, 입지 조건
2. 운전관계 : 원재료(건조물), 운송, 저장

4단계(안전대책)
1. 설비적 대책 : 안전장치 및 방재장치에 대한 대책 
2. 관리적 대책 : 인원배치, 교육훈련 및 보전에 대한 대책

평가방법
1. technology assessment : 기술 개발과정에서 효율성과 위험성을 종합적으로 분석

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chapter8. 각종 설비의 유지관리

보전 : 설비 또는 제품의 고장이나 결함을 회복시키기 위한 수리, 교체 등을 통해 시스템을 사용가능한 상태로 유지시키는 것
일상적인 보전 : 설비의 점검, 청소, 주유, 교체

설비의 고장간격
지수분포 : 시간당 고장률이 일정할 때 

MTTR(mean time to repair) : 평균수리시간

1. failure mode and effect analysis [본문으로]