신뢰도와 고장률, 인체계측 및 인간의 모니터링 방법 등

 

 

신뢰도와 고장률, 인체계측 및 인간의 모니터링 방법 등에 대해 알아보겠습니다.

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신뢰도와 고장률

• 설비의 신뢰도
  - 직렬 연결 : 요소 중 하나가 고장이면 전체 시스템은 고장입니다. (요소 전체가 정상일 때만 시스템이 정상이라고 볼 수 있습니다) 그리고 전체 시스템의 수명은 요소 중 가장 짧은 것으로 결정됩니다.
  
  - 병렬 연결 : 요소 중 하나만 정상이라도 전체 시스템은 정상 가동됩니다. (요소 모두가 고장일 때만 시스템이 고장이 난다고 볼 수 있습니다) 그리고 전체 시스템의 수명은 요소 중 가장 긴 것으로 결정됩니다.
  
  - 리던던시(redundancy) : 일부에 고장이 발생해도 전체 고장이 일어나지 않도록 여력인 부분을 추가하여 중복으로 설계합니다. (병렬 설계)
  
  
• 설비의 고장률 및 신뢰도
  - MTBF (평균고장간격 : Mean Time Between Failures) : 수리할 수 있는 제품에서 고장 ~ 다음 고장까지 시간의 평균치를 말합니다. (신뢰도) 
  ※ 고장률과 신뢰도의 계산은 고장률의 경우 고장 건수를 총 가동시간으로 나눈 값입니다. (건/시간) 그리고 MTBF는 1을 고장률로 나눈 값입니다. (시간)
  
  - MTTF (고장까지의 평균 시간 : Mean Time to Failure) : 수리가 불가능한 제품에서 처음 고장 날 때까지의 시간을 말합니다. (평균수명)
  ※ 직렬 계의 수명은 MTTF와 MTBF를 곱한 값을 요소의 개수(n)로 나누는 값입니다.
  ※ 병렬 계의 수명은 MTTF와 MTBF를 곱한 값을 요소의 개수(n)의 분수 수열의 합 (1부터 n까지)을 곱한 값입니다.
  
  - MTTR (평균 수리에 드는 시간 : Mean Time to Repair)
  ※ 수리시간의 합계를 수리 횟수로 나눈 값입니다. (시간)
  ※ 이때 설비가동률은 MTBF를 MTBF와 MTTR을 더한 값으로 나누어 구합니다. 

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인체계측 및 인간의 모니터링 방법

• 인체계측 방법
  - 정적 인체계측 (구조적 인체치수) : 정지상태에서 신체를 계측하는 방법입니다.
  - 동적 인체계측 (기능적 인체치수) : 체위의 움직임에 따른 계측 방법 입니다.
  
  
• 인체 계측자료의 응용 3원칙
  - 최대치수와 최소치수 설계 (극단치 설계) : 최대 치수 또는 최소 치수를 기준으로 하여 설계합니다. 최대 치수 설계의 예는 위험구역의 울타리 높이, 출입문의 높이, 그리고 그넷줄의 인장강도 등이 있습니다. 또한 최소 치수 설계의 예는 물건을 올리는 선반의 높이, 조정장치를 조정하는 힘, 그리고 조정장치까지의 조정거리가 있습니다.
  
  - 조절범위(조정) : 체격이 다른 여러 사람에 맞도록 설계합니다. 침대, 의자 높낮이 조절, 자동차의 운전석 위치조정의 예가 있습니다.
  
  - 평균치를 기준으로 한 설계 : 최대 치수나 최소 치수 조절식으로 하기가 곤란할 때 평균치를 기준으로 하여 설계하는 방식입니다. 은행의 창구 높이를 예로 들 수 있습니다.
• 인간에 대한 모니터링 방법
  - 셀프 모니터링 (자기 감지) : 지각에 의해서 자신의 상태를 알고 행동하는 감시 방법입니다.
  - 생리학적 모니터링 : 맥박수, 호흡속도, 체온, 뇌파 등으로 인간의 상태를 모니터링하는 방법입니다.
  - 비주얼 모니터링 (시각적 모니터링) : 동작자의 태도를 보고 동작자의 상태를 파악하는 방법입니다.
  - 반응에 대한 모니터링 : 자극 (시각, 청각, 촉각)을 가하여 이에 대한 반응을 보고 정상, 비정상을 판단하는 방법입니다.
  - 환경의 모니터링 : 환경조건의 개선으로 기분을 좋게 하여 정상 작업 할 수 있도록 하는 방법입니다.

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작업공간, 작업대 · 의자의 설계원칙

• 작업공간
  - 포락면 : 한 장소에 앉아서 수행하는 작업에서 작업하는데 사용하는 공간입니다.
  - 파악한계 : 앉은 작업자가 특정한 수작업 기능을 수행할 수 있는 공간의 외곽한계입니다.
  - 특수작업역 : 특정 공간에서 작업하는 구역입니다.
  
  
• 수평 작업대
  - 정상 작업역 : 상완을 자연스럽게 늘어뜨린 채 전완만으로 뻗어 파악할 수 있는 구역입니다.
  - 최대 작업역 : 전완과 상완을 곧게 펴서 파악할 수 있는 구역입니다.
  
  
• 입식 작업대의 높이
  - 경 작업 : 작업대의 높이는 팔꿈치 높이보다 5~10cm 정도 낮은 것이 적당합니다.
  - 중 작업 : 작업대의 높이는 팔꿈치 높이보다 10~20cm 정도 낮은 것이 적당합니다.
  - 정밀 작업 : 작업대의 높이는 팔꿈치 높이보다 5~10cm 정도 높은 것이 적당합니다.
  
  
• 신체의 기본동작
  - 굴곡 (flexion, 굽히기) : 관절각이 감소하는 움직임입니다.
  - 신전 (extension, 펴기) : 관절각이 증가하는 움직임입니다.
  - 외전 (abduction, 벌리기) : 신체 중심선으로부터 밖으로 이동하는 움직임입니다.
  - 내전 (adduction, 모으기) : 신체 중심선으로 이동하는 움직임입니다.
  - 외선 (external rotation) : 신체 중심선으로부터의 회전입니다.
  - 내선 (internal rotation) : 신체 중심선으로의 회전입니다.
  
  
• 의자 설계의 일반 원리
  - 요추의 전만 곡선을 유지해야 합니다.
  - 디스크의 압력을 줄여야 합니다.
  - 등 근육의 정적 부하를 감소시켜야 합니다.
  - 자세 고정을 줄여야 합니다.
  - 쉽게 조절할 수 있도록 설계해야 합니다.
  
  
• 의자설계의 원칙
  - 체중 분포 : 의자에 앉았을 때 체중이 주로 좌골 결절에 실려야 합니다.
  - 의자 좌판의 높이 : 좌판 앞부분이 대퇴를 압박하지 않도록 오금 높이보다 높지 않아야 합니다. 치수는 5% 오금 높이로 합니다.
  - 의자 좌판의 깊이(길이)와 폭 : 폭은 큰사람에게 맞도록 설계하며, 깊이는 작은 사람에게 맞도록 설계해야 합니다.
  - 몸통의 안정 : 의자 좌판의 각도는 3도, 등판의 각도는 100도가 몸통에 안정적입니다.