제8장. 인간공학
1. 인간공학의 정의 인간공학의 정의 인간공학의 목적 “인간이 사용할 수 있도록 설계하는 과정” Human Factors Engineering Ergonomics ergon(work, 작업) + nomos(laws, 법칙) 인간-물자-기계-컴퓨터-환경으로 이루어진 시스템을 설계함에 있어, 인간의 생리학, 심리학, 해부학적 및 사회학적 특징을 체계적으로 설계에 반영시키기 위하여 제반 공학적 방법을 제공하는 종합적인 학문 인간공학의 목적 작업과 인간활동을 수행하는데 유효성과 효율을 높이기 위함 설계 시 인간의 특성과 행동에 관한 적절한 정보를 체계적 적용 훈련 비용의 절감 인력 이용률의 향상 사고 및 오인으로 인한 손실 감소 인간의 가치(건강, 안전, 만족)를 유지하거나 높이는데 있음 개선된 안전성 피로와 스트레스의 감소 삶의 질 향상 공업경영
1. 인간공학의 정의 인간공학 연구의 필요성 인간기계 시스템의 비용 요인 교통 사고의 96%: 운전자 과실 항공기 사고의 80%: 조종사 과실 안전 사고의 84%: 작업자, 관리자 과실 최신 병기 효율의 64%: 인간 과실 시스템 실패율(NATO) 장비와 관련된 실패 원인: 37% 인간과 관련된 실패 원인: 63% 장비 효율 1% 향상 비용: 100억 인간 효율 1% 향상 비용: 0.3억 공업경영
1. 인간공학의 정의 인간공학의 역사 인간공학 인식 이전의 시대 인간공학적 인식으로의 전환 1800년대 후반 기계 위주의 설계 철학이 팽배 기계에 맞는 작업자와 조종 인력의 선발 및 배치 인간공학적 인식으로의 전환 1800년대 후반 F.W. Taylor의 Time Study 길브레스 부부의 Motion Study 인간의 신체 조건과 동작에 관한 연구 관심 1940년대: 제2차 세계대전 잠수함, 비행기, 전차, 관제탑, 트럭의 공간 설계 신형 비행기의 설계: 인간의 심리 연구 수류탄,방독면의 효율적 설계 인체측정을 통한 군복과 철모 설계 => 시스템이나 기계의 설계 시에 인간 요소를 포함 공업경영
1. 인간공학의 정의 인간공학의 역사 1950년대: 전문적 연구 시작 1960년대: NASA의 우주 개발 연구 미, 영, 독을 중심으로 국가 또는 민간 연구소 설립 인간공학학회, 협회 창립 1960년대: NASA의 우주 개발 연구 외계 환경으로부터 인간 보호 무중력 상태에의 적응 기구의 개발 1970년대: 산업재해, 안전 관리의 인식 기계화의 한계 인간요소의 가치 인식 최근의 인간공학 인간요소의 상품적 가치 인식 인간공학적 작업/제품 설계 감성공학과 수요 자극 HCI(Human-Computer-Interaction) 인간 위주의 설계 관점에서 인간과 기계를 적절히 결합시킨 최적 통합시스템의 설계 관점으로 옮겨 가고 있음. 시스템의 목표를 가장 효율적으로 달성하는 것을 목표 기계나 인간 각각의 상대적인 재능을 가장 효율적으로 살릴 수 있음 시스템의 궁극적인 통제는 본질적으로 시스템 내에 있는 인간이 담당 공업경영
1. 인간공학의 정의 인간공학의 관점 (X) 인간을 공학적으로 다루는 학문 시스템에 인간을 맞춘다 인간의 기계화를 내포하는 학문이다 시스템 효율의 극대화를 위해 인간성능을 극한으로 이끈다 (O) 인간이 만들어 생활의 여러 국면에서 사용하는 물건, 기구 혹은 환경을 설 계하는 과정에서 인간요소를 고려하는 학문 이런 기구들을 만드는 과정에서 어떤 설계를 하는가에 따라 사람이 사용하기에 편하 게도 불편하게도 될 수 있다 인간과 기계가 접촉하는 interface에 주관심을 두고 있다. 기존 설계에 인간을 맞추는 것이 아니라, 인간에 맞는 새 설계의 모색에 중심을 두고 있다 인간을 공학적으로 다루려는 것이 아니라 인간요소에 체계적인 접근을 하여 이를 이 해하려 하는 것이다 공업경영
2. 인간공학 시스템 인간공학시스템의 기본기능 감지(정보수용) – 인간의 감각기관 또는 기계 센서 이용 정보보관 시스템으로 들어오는 정보의 일부는 시스템 밖에서 발생 (예: 생산지시, 화재경보 등) 정보의 일부는 시스템 자체의 내부에서 발생 (예: 피드백데이터, 시스템보관정보 등) 정보보관 인간의 보관 정보는 기억된 학습 내용 그외 정보는 컴퓨터, 기록, 자료표 등과 같은 물리적 기구에 여러가지 방법으로 보관 정보처리 및 의사결정 정보처리 : 감지한 정보를 가지고 수행하는 여러 종류의 조작 처리 과정 의사결정 : 처리한 정보에 대한 정해진 반응 행동기능 내려진 의사결정의 결과로 발생하는 조작 행위 <그림 8-1> 인간-기계 통합시스템의 기본기능 공업경영
2. 인간공학 시스템 인간-기계 시스템 : 인간에서 기계로, 기계에서 인간으로의 입출력 관계를 통합하여 하나의 시스템으로 보는 것 <그림 8-2> 인간-기계시스템 공업경영
2. 인간공학 시스템 인간-기계 통합 시스템의 유형 1) 수동 시스템(manual system) 수공구나 기타 보조물로 구성 자신의 신체적인 힘을 동력원으로 사용하여 작업을 통제하는 인간 사용자와 결합된다 . 2) 기계화 시스템(mechanical system) - 반자동 시스템 공작기계와 같이 고도로 통합된 부품들로 구성 보통 변화가 별로 없는 기능들을 수행하도록 설계됨 동력은 기계가 제공하며 운전자는 조종통제를 한다. 공업경영
2. 인간공학 시스템 인간-기계 통합 시스템의 유형 3) 자동 시스템(automatic system) 기계가 감지, 정보처리 및 의사결정, 행동을 포함한 모든 임무를 수행 프로그램이 필수 대부분의 자동 체계는 폐쇄형시스템(Closed-loop: 센서에 의한 Feedback) 인간은 주로 감시, 프로그램, 유지보수 등의 기능 담당 로봇에 의한 자동차 차체 용접라인 공업경영
3. 인간공학의 적용분야 인체측정과 작업공간 <그림 8-4> 신체치수와 의자높이의 관계 <그림 8-5> 최대 페달 추력 공업경영
3. 인간공학의 적용분야 신체부위의 운동과 상해 손목의 비틀림 (a) 팔뚝 (b) 손목 <그림 8-6> 팔목관절터널 증후군 수술자국 공업경영
3. 인간공학의 적용분야 신체부위의 운동과 상해 피로와 상해(지친 팔) <그림 8-7> 굽은 손목 <그림 8-8> 건염 <그림 8-9> 백랍병 공업경영
3. 인간공학의 적용분야 신체부위의 운동과 상해 공구설계와 자세 <그림 8-11> 지친 팔 <그림 8-10> 공구선택 공업경영
3. 인간공학의 적용분야 신체부위의 운동과 상해 작업대 설계와 등통 <그림 8-12> 등통 공업경영
참고 - 인간 성능 한계 공업경영
참고 - 인간공학의 학문 분야 기초학문분야 인간공학 연구분야 심리학 생리학 의학 해부학 사회학 통계학 수학 역학 정보과학 전자공학 컴퓨터과학 Ergonomics Human Factors Anthropometry(인체측정학) Biomechanics Work Physiology Work Measurement Engineering Psychology Bioengineering Kinesiology(신체운동학) Cybernetics(두뇌학) Industrial Hygiene(위생학) 공업경영
참고 - 인간공학의 제반 연구 문제들 인간/기계 시스템 장단기적 능력의 한계와 쾌적성과의 관련 감각기로의 입력과 그 처리 과정 입력채널 선택과 상호관계 신체계측 운동능력의 기초적, 생리적 한계 기초적 운동능력과 지각운동 기능 표시에 의한 관리와 통합 Panel과 Console의 배치 작업공간, 기재, 가구설계 의복과 개인 장비 환경 작업 조건/특성 훈련 기재 지능 학습 능력/적응 능력 반사적 반응형태 인간의 습관/관습 인간 능력에 영향을 미치는 요소 인간의 착오에 대한 특성 장단기적 능력의 한계와 쾌적성과의 관련 환경 요소로서의 인간관계 노동하는 인간의 특성(오오시마) - 일정의 여력을 유지하면서 노동한다. - 극단적으로 자동제어가 발달해 있다. - 순응,적응,순화 등 습관의 현상을 갖고 있다. - 피로현상을 갖고 있다. - 심리적 생물이다. - 하루를 1주기로 하여 생활하고 있다. 정신능력(시스튼) - 수에 대한 능력(number ability) - 언어에 대한 능력(verbal ability) - 유창함에 대한 능력(fluency) - 기억력(memory) - 공간적 능력(space ability) - 지각의 속도(perceptual speed) - 귀납적 추리력(inductive reasoning) - 연역적 추리력(deductive reasoning) …… 공업경영