산업안전산업기사 필기시험 2회 2과목 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 산업안전산업기사 필기시험 2회 2과목 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 인간공학 및 근골격계 부담 작업

인간공학의 기본 원칙

정의 및 목표: 인간의 특성, 능력, 한계점을 고려하여 작업을 인간 특성에 맞추는 것이 핵심 목표입니다. (인간을 작업에 맞추는 것이 아님)
기대 효과: 편리성, 쾌적성, 효율성 증대, 사고 방지, 안전성 및 능률성 향상.
인간-기계 시스템 분류:
- 수동 시스템: 인간이 동력원을 제공하고 인간의 통제 하에 제품을 생산합니다.
- 자동 시스템: 인간은 주로 감시, 정비 유지, 프로그램 등의 작업을 담당합니다.

인체 측정 및 작업 설계

설계 원칙 적용 순서: 조절식 설계 -> 극단치 설계 -> 평균치 설계 순입니다. (평균치를 가장 나중에 고려합니다.)
극단치 설계 (Percentile):
- 큰 사람 기준 (95%ile): 문 입구 높이, 의자 너비 등 (여유 공간 확보).
- 작은 사람 기준 (5%ile): 조작 레버 위치, 의자 깊이 등 (최소 도달 거리를 고려).
서서하는 작업대의 높이 (작업자의 팔꿈치 높이 기준):
- 정밀 작업: 팔꿈치 높이보다 약간 높게 설계합니다.
- 경작업: 팔꿈치 높이보다 약간 낮게 설계합니다.
- 중작업: 경작업보다 약간 낮게 설계합니다.
- 중요: 작업대의 높이는 조절식 설계 원칙을 적용하여 높낮이가 조절 가능해야 합니다.

인간의 감각 및 착오

감각기관 반응 속도 (빠른 순): 청각 (약 0.17초) -> 촉각 -> 시각 -> 미각 -> 통각 (가장 느림).
인간 착오의 요인:
- 인지 과정의 착오: 생리/심리적 능력의 한계, 정보량 저장 한계, 감각 차단 현상, 정서 불안정.
- 판단 과정의 착오: 능력/정보 부족, 자기 합리화/합리화 부족, 작업/환경 조건 불량.
양립성 (Compatibility):
- 운동 양립성: 조작 장치의 움직임과 그에 따른 시스템 반응이 기대와 일치 (예: 레버를 올리면 압력 증가).
- 공간 양립성: 조작 장치와 표시 장치의 물리적 배치가 기대와 일치 (예: 오른쪽 스위치 -> 오른쪽 전등 켜짐).

청각적 표시장치 지침

신호 지속 시간: 최소 0.5초 ~ 1초 동안 지속해야 합니다.
주파수: 배경 소음과 다른 주파수를 이용해야 명확합니다.
멀리 보내는 신호 (300m 이상): 800Hz 전후의 주파수를 사용합니다. (2,000Hz 이상은 감쇠가 심해 부적합합니다.)

근골격계 부담 작업 (고용노동부 고시 기준)

물체 들기: 하루 10회 이상 25kg 이상의 물체를 드는 작업.
쪼그려 앉기: 하루 총 2시간 이상 쪼그리고 앉거나 무릎을 굽힌 자세에서 이루어지는 작업.
키보드/마우스 조작: 하루 총 4시간 이상 집중적으로 자료 입력 등을 위해 키보드 또는 마우스를 조작하는 작업.
물건 들기/쥐기: 하루 총 2시간 이상 지지되지 않은 상태에서 4.5kg 이상의 물건을 한 손으로 들거나 동일한 힘으로 쥐는 작업.

작업 생리 (산소소비량 및 에너지 소비량 계산)

분당 흡기량 (V_I) 계산 공식:
```
V_I = V_E x (100 - O_E% - CO_E%) / 79%
```
(V_E: 분당 배기량. O_E%, CO_E%는 배기 가스 내 산소 및 이산화탄소 농도)
분당 산소소비량 (O2 cons, L/min) 공식:
```
O2 cons = (0.21 x V_I) - (O_E% x V_E)
```
분당 에너지 소비량 (kcal/min) 공식:
```
Energy = O2 cons x 4.75 (kcal/L)
```
(산소 1L 소비 시 약 4.75kcal의 에너지 발생을 기준으로 합니다.)

2. 시스템 안전 및 신뢰도 공학

위험 분석 기법 (Risk Analysis Techniques)

PHA (예비위험분석, Preliminary Hazard Analysis):
- 특징: 시스템 설계 초기 단계에 수행. 시스템 내 위험한 요소의 상태를 정성적으로 평가하는 가장 기초적인 기법입니다.
HAZOP (위험 및 운전성 분석, Hazard and Operability Study):
- 특징: 플랜트의 설계 및 운영상의 위험 요소를 체계적으로 식별합니다. 가이드워드(Guide Word)를 사용합니다.
THERP (인간실수율 예측 기법, Technique for Human Error Rate Prediction):
- 특징: 인간 오류의 확률을 정량적으로 평가하고 분석하는 기법입니다. (HRA Handbook이라고도 불림)
HAZOP 가이드워드 의미:
- More/Less: 정량적인 증가 또는 감소
- As Well As: 성질상의 증가
- Part Of: 성질상의 감소
- Other Than: 완전한 대체

기계 고장 및 신뢰성

기계 고장 곡선 (욕조 형태): 기본적인 3가지 고장 유형은 초기 고장, 우발 고장, 마모 고장입니다. (피로 고장은 포함되지 않습니다.)
FMEA (고장 모드 영향 분석) 고장 평점 결정 5가지 평가 요소:
1. 기능적 고장 영향의 중요도
2. 영향을 미치는 시스템의 범위
3. 고장 발생의 빈도
4. 고장 방지의 가능성
5. 신규 설계의 정도

시스템 신뢰성 증대 및 구조

고유 신뢰성 증대 방안 (설계 단계):
- 병렬 및 대기 리던던시(이중화) 활용.
- 부품과 조립품의 단순화 및 표준화.
- 부품 작동 조건의 경감 (Derating) 등을 통해 부하를 줄임.
사용 신뢰성 증대 방안 (구매/운영 단계): 제조 부문과 납품업자에 대한 부품 규격의 명세 제시 등.
시스템 구조:
- 직렬 구조: 시스템의 어느 한 부품이 고장나면 전체 시스템이 고장나는 구조입니다. (병렬 구조에 비해 신뢰도가 낮습니다.)
- 병렬 구조: 시스템의 신뢰도를 높이기 위해 사용됩니다.

FTA (고장수목분석) 및 불 대수

FTA 사상 기호 (생략 사상): 불충분한 자료로 결론을 내릴 수 없어 더 이상 전개할 수 없는 사상을 나타냅니다.
불 대수 정리 (핵심 관계식):
- A * A' = 0 (A 곱하기 A의 보수는 0. A'는 A의 보수를 의미)
- A + A' = 1
- A + A * B = A
- A * (A + B) = A
최소 컷셋 (Minimal Cut Sets):
- 시스템의 고장을 일으키는 최소한의 기본 사상 집합입니다.
- FTA 해석: 상부 사상 T를 나타내는 불 대수식을 구한 후, 불 대수 정리를 이용해 최소화합니다. 최소화된 식이 최소 컷셋을 의미합니다.
- 신뢰도 계산: 신뢰도 R(t) = 1 - Q(t) 로 계산합니다. (Q(t)는 최소 컷셋의 고장 확률입니다.)

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