CHAPTER 3-1. 인간공학

인간-기계체계 및 인간과 기계의 성능

1) 인간공학의 정의

 : 인간 공학은 기계와 기계조작 및 환경조건을 인간의 특성에 맞추어 설계하기 위한 수단을 연구하는 학문

 

2) 인간공학의 연구목적

1. 안전성의 향상과 사고 방지
2. 기계조작의 능률성과 생산성의 향상
3. 작업환경의 쾌적성

3) 인간-기계 통합시스템의 정보처리 기능

1. 감지 (인간-감각기관, 기계-전자장치 및 기계장치 이용)
2. 정보보관 (인간-두뇌, 기계- 자기테이프, 청공카드에 보관)
3. 정보처리 및 의사결정
4. 행동 (인간-신체제어, 기계-음성, 신호, 출력 등)

4) 인간-기계 통합시스템의 유형

수동시스템	- 인간이 수공구 등을 사용하여 신체적 힘을 동력원으로 하여 작업을 수행
기계시스템(반자동시스템)	- 인간의 역할은 제어 기능 담당, 힘에 대한 공급은 기계가 담당 - 운전자의 조종에 의해 운용되며 융통성이 없는 시스템
자동 시스템	- 기계가 감지, 정보 처리 및 정보 보관, 의사결정, 행동 등 모든 임무를 밀리 설계된 대로 수행하며 인간은 감시, 감독, 보전 등의 역할

5) 기계설비 고장 유형

1. 초기고장(감소형)
   - 설계상, 구조상 결함, 불량 제조·생산 과정 등의 품질 관리미비로 생기는 고장 형태
   - 점검, 시운전 작업 등으로 예방 가능
   
   
2. 우발고장(일정형)
   - 예측할 수 없는 고장
   - 사용자의 실수, 천재지변, 우발적 사고 등이 원인
   
   
3. 마모고장(증가형)
   - 기계적 요소, 부품의 마모등이 원인
   - 고장 직전에 교환, 안전 진단 및 적당한 보수에 의해서 예방 가능
   
   

6) 기계설비의 고장유형 곡선

• 욕조곡선(Bathtub curve) : 예방보전을 하지 않을 때의 곡선은 서양식 욕조 모양과 비슷하게 나타남
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출처 : https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fm.blog.naver.com%2Fsigmagil%2F222002699514&psig=AOvVaw1wpv6WoQH8BJJ90Rgezupt&ust=1648623004504000&source=images&cd=vfe&ved=0CAsQjRxqFwoTCLjlwrfd6vYCFQAAAAAdAAAAABAJ

 

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휴먼에러와 페일세이프

1) 인간실수의 분류 ★★★

휴먼에러의 심리적 분류	휴먼에러 원인의 레벨적 분류
- omission error(누설오류, 생략오류, 부작위오류) : 필요한 작업 또는 절차를 수행하지 않아 발생한 에러 - commision error(작위오류) : 필요한 작업 또는 절차의 불확실한 수행으로 인한 에러 - time error(시간오류) : 작업 또는 절차의 수행 지연으로 인한 에러 - sequencial error(순서오류) : 작업 또는 절차의 순서 착오로 인한 에러 - extraneous error(과잉행동오류) : 불필요한 작업 또는 절차를 수행함으로써 발생한 에러	- primary error(1차에러) : 작업자 자신으로부터 발생한 에러 - secondary error(2차에러) : 작업형태, 작업조건으로부터 발생한 에러 - command error : 실행하고자 하여도 필요한 물품, 정보, 에너지 등이 공급되지 않아서 작업자가 움직일 수 없는 상태에서 발생한 에러

 

2) 휴먼 에러의 배후요인(4M) ★★★

1. Man(인간) : 사람, 직장의 인간관계 등
2. Machine(기계) : 기계, 장치 등 물적 요인
3. Media(매체) : 작업정보, 작업방법 등
4. Management(관리) : 작업관리, 법규준수, 단속, 점검 등

3) 인간실수 확률에 대한 추정기법

1. 인간 에려율 예측기법(THERP) ★
   인간과오율(HEP) = 실제 과오의 수 / 과오발생 전체기회 수
   
   
2. 결함수 분석(FTA)
   결함을 연역적, 정량적으로 분석하는 기법

5) 페일 세이프(Fail Safe)와 풀 프루프(Fool Proof) ★★★

1. 페일 세이프
   : 기계 설비에 결함이 발생되더라도 사고가 발생되지 않도록 2중, 3중으로 통제를 가한다.

페일 세이프의 구분

1. Fail Passive : 부품의 고장 시 기계장치는 정지 상태로 옮겨간다 2. Fail Active : 부품의 고장시 경보를 울리며 짧은 시간 운전이 가능하다 3. Fail Operational : 부품의 고장이 있어도 다음 정기점검까지 운전이 가능하다

  2. 풀 프루프

     : 인간의 실수가 있더라도 사고로 연결되지 않도록 2중, 3중으로 통제를 가한다.

 

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신뢰도와 고장률

1) 설비의 신뢰도

1. 직렬연결
   - 요소 중 하나가 고장이면 전체 시스템은 고장
   - 신뢰도(Rs) = R1 * R2 * R3
   
   
   
2. 병렬연결
   - 요소 중 하나만이라도 정상이면 전체시스템은 정상
   - 신뢰도(Rs) = 1-(1-R1)*(1-R2)*(1-R3)
   
   

2) 설비의 고장률 및 신뢰도

1. MTBF(평균고장간격 : Mean Time Between Failures)
   수리 가능한 제품에서 고장 ~ 다음 고장까지 시간의 평균치
   
   

고장률과 신뢰도의 계산

1. 고장률(λ) = 고장건수/총 가동시간 (건/시간) 2. MTBF = 1/고장률(λ) (시간) 3. 신뢰도 : R(t) =e^(-t/t0) 4. 불신뢰도 = 1-신뢰도

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부품배치의 원칙과 동작경제의 원칙

1) 부품배치의 원칙

1. 중요성의 원칙 : 중요한 정도에 따라 우선순위 결정
2. 사용빈도의 원칙 : 사용하는 빈도에 따라 우선순위 결정
3. 기능별 배치의 원칙 : 기능적으로 연관된 부품들끼리 배치
4. 사용순서의 원칙 : 사용 순서에 따라 장치들을 가까이 배치