인간-기계 체계, 인간과 기계의 성능 등

인간-기계 체계, 인간과 기계의 성능 등에 대해 알아보겠습니다.

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인간공학의 정의

인간 공학은 기계와 그 기계조작 및 환경조건을 인간의 특성에 맞추어 설계하기 위한 수단을 연구하는 학문입니다.

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인간공학의 연구 목적

가장 궁극적인 목적은 안전성 제고와 능률의 향상이나, 하기와 같습니다.

- 안전성의 향상과 사고 방지
- 기계조작의 능률성과 생산성의 향상
- 작업환경의 쾌적성

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인간과 기계의 기능 비교

 감지 기능에 있어서 인간은 저에너지에서 자극을 감지할 수 있다는 장점이 있습니다. 그리고 다양한 자극을 식별할 수 있으며, 예기치 못한 사건을 감지할 수 있습니다. 반면, 기계는 인간의 감지 범위 밖의 자극을 감지할 수 있다는 장점이 있습니다. 그리고 인간과 기계의 모니터 기능을 할 수 있습니다.

 

 정보처리를 결정하는 데 있어 인간은 많은 양의 정보를 장시간 보관할 수 있습니다. 그리고 귀납적 해석과 다양한 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있습니다. 반면, 기계는 정보를 신속하게 대량으로 보관할 수 있으며, 연역적이고도 정량적인 해석을 할 수 있습니다.

 

 행동 기능에 있어서는, 인간은 과부하 상태에 있을 때, 중요한 일에만 집중할 수 있다는 장점이 있습니다. 반면, 기게는 과부하 상태에서 효율적으로 작동하며, 장시간 중량 작업, 반복 작업, 동시에 여러 가지 작업을 수행할 수 있습니다.

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인간 - 기계 통합시스템(man-machine system)의 정의

사람과 기계, 그리고 환경으로 구성된 시스템으로 인간만으로 또는 기계만으로 발휘하는 그 이상의 큰 능력을 나타내는 시스템을 말한다.

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인간 - 기계 통합시스템(man-machine system)의 정보처리 기능

감지(인간 - 감각기관, 기계 - 전자장치 및 기계장치 이용) → 정보보관(인간 - 두뇌, 기계 - 자기테이프 및 천공카드에 보관)
→ 정보처리 및 의사결정 → 행동의 순으로 이루어집니다.

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인간 - 기계 통합시스템 (man-machine system)의 유형

• 수동시스템
  - 인간이 수공구 등을 사용하여 신체적 힘을 동력원으로 하여 작업을 수행하는 시스템입니다.
  - 가장 다양성이 높은 체계이며, 예로 장인과 공구를 들 수 있습니다.
  
  
• 기계 시스템(반자동 시스템)
  - 여러 종류의 동력 공작 기계와 같이 고도로 통합된 부품들로 구성되어 있습니다.
  - 인간의 역할은 제어 기능을 담당하고, 힘에 대한 공급은 기계가 담당합니다.
  - 운전자의 조종에 의해 운용되며 융통성이 없는 시스템입니다.
  - 예로 자동차, 공작기계 등이 있습니다.
• 자동 시스템
  - 기계가 감지, 정보 처리 및 의사 결정, 행동 및 정보 보관 등 모든 임무를 미리 설계된 대로 수행하며 인간은 감시, 감독, 보전 등의 역할을 합니다.
  - 컴퓨터, 자동 교환대 등의 예가 있습니다.

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기계설비 고장 유형

• 초기고장(감소형)
  - 설계상, 구조상 결함, 불량 제조·생산 과정 등의 품질 관리 미비로 생기는 고장 형태입니다.
  - 점검, 시운전 작업 등으로 예방이 가능합니다.
  
  ※ 예방보전(PM : Preventive Maintenance) 기간
  - 디버깅 (Debugging) 기간 : 기계의 결함을 찾아내어 고장률을 안정시키는 기간입니다.
  - 번인 (Burn in) 기간 : 기계를 장시간 가동하여 그동안에 고장 난 것을 제거하는 기간입니다.
  - 에이징 (Aging) : 비행기를 3년 이상 시운전하는 기간입니다.
  - 스크리닝 (Screening) : 기기의 신뢰성을 높이기 위하여 품질이 떨어지는 것이나 고장 발생 초기의 것을 선별, 제거하는 것입니다.
  
  
• 우발고장(일정형)
  - 예측할 수 없을 때 생기는 고장의 형태입니다.
  - 사용자의 실수, 천재지변, 우발적 사고 등이 원인입니다.
  - 기계마다 일정하게 발생하며 고장률이 가장 낮습니다.
  
  ※ 우발고장의 원인
  - 안전계수가 낮은 경우,
  - 사용자의 과오인 경우,
  - 최선의 검사방법으로도 탐지되지 않는 결함인 경우입니다.
  
  
• 마모고장(증가형)
  - 기계적 요소나 부품의 마모, 사람의 노화 현상 등이 원인입니다.
  - 고장 직전에 교환, 안전 진단 및 적당한 보수에 의해서 예방이 가능합니다.

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인간실수의 분류

• 휴먼에러의 심리적 분류(swain의 분류)
  - omission error (누설오류, 생략오류, 부작위 오류) : 필요한 작업 또는 절차를 수행하지 않아 발생한 에러입니다.
  - commission error (작위 오류) : 필요한 작업 또는 절차의 불확실한 수행으로 인한 에러입니다.
  - time error (시간 오류) : 필요한 작업 또는 절차의 수행 지연으로 인한 에러입니다.
  - sequential error (순서오류) : 필요한 작업 또는 절차의 순서 착오로 인한 에러입니다.
  - extraneous error (과잉행동 오류) : 불필요한 작업 또는 절차를 수행함으로써 발생한 에러입니다.
  
  
• 휴먼에러 원인의 단계 분류
  - primary error (1차 에러) : 작업자 자신으로부터 발생한 에러
  - secondary error (2차 에러) : 작업 형태, 작업 조건으로부터 발생한 에러
  - command error : 실행하고자 하여도 필요한 물품, 정보, 에너지 등이 공급되지 않아서 작업자가 움직일 수 없는 상태에서 발생한 에러입니다.
  
  ※ 작위 오류 (행동 오류) : 하지 말아야 할 행동을 하여 생긴 오류입니다. 
  - 순서오류
  - 과잉행동 오류
  - 시간 오류
  - 선택오류
  
  ※ 부작위 오류 : 마땅히 하여야 할 행동을 하지 않아 생긴 오류입니다.
  - 생략오류