산업안전기사 필기 요약 암기노트 - 2과목: 인간공학 및 시스템안전공학

산업안전기사 필기 | 2과목: 인간공학 및 시스템안전공학

2026 출제기준 | 키-밸류 심화 암기자료

 

  ■ 1. 인간공학 기본 개념

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인간공학 정의	인간의 특성·능력·한계를 고려하여 제품·시스템·환경을 설계하는 학문 (Human Factors Engineering)
인간공학 목표	효율성 증대 + 안전성 향상 + 쾌적성 확보
인간-기계 시스템	인간과 기계가 공동으로 목표 달성을 위해 상호작용하는 시스템
인간의 신뢰도	약 0.999 (높지만 기계보다 변동성 큼)
인체계측 (Anthropometry)	인체 각 부위의 치수를 측정하는 것 → 설계 기준 제공
정적 인체계측	정지 상태에서 측정 (표준 자세)
동적 인체계측	동작 중 측정 (기능적 치수)
인체계측 설계 원칙	① 최대치수 기준 설계 ② 최소치수 기준 설계 ③ 조절범위 설계 ④ 평균치 기준 설계
최대치수 기준	통과·여유 공간 설계 (대형 인체기준) - 문 높이, 비상구
최소치수 기준	닿는 거리 설계 (소형 인체기준) - 선반 높이, 안전거리
조절범위 설계	5~95 백분위수 범위로 설계 (의자높이, 핸들위치)
5% ile 여성	소형 여성 기준 (95% 이상 사용 가능)
95% ile 남성	대형 남성 기준 (95% 이상 사용 가능)

 

 

  ■ 2. 인간의 감각과 정보처리

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감각기관 순위	시각 > 청각 > 촉각 > 후각 > 미각
시각 특성	정보처리량 가장 많음, 방향성 있음, 피로 쉬움
청각 특성	전방향 수신, 긴급신호에 적합, 언어 전달 가능
촉각 특성	온도·압력·통증 감지, 손끝이 가장 예민
인간의 정보처리 단계	감지 → 지각 → 판단/결정 → 반응/행동
반응시간 (RT)	단순반응시간 ≈ 0.15~0.2초, 선택반응시간은 선택지 증가로 길어짐
힉(Hick)의 법칙	RT = a + b × log₂(N), N: 선택지 수 → 선택지 많을수록 반응시간 증가
신호검출이론	신호 있음/없음 × 반응 있음/없음 → Hit, Miss, FA, CR 4가지 결과
주의 특성	선택성·집중성·방향성·변동성
인간 오류 (Human Error)	시스템 내에서 인간이 수행해야 할 기능을 제대로 수행하지 못하는 것
행동 수준	SRK 모델: Skill-based(기능기반), Rule-based(규칙기반), Knowledge-based(지식기반)
실수(Slip)	의도한 것과 다른 행동 (기능 기반 실패)
착오(Mistake)	잘못된 계획이나 의사결정 (규칙·지식 기반 실패)
위반(Violation)	알면서도 규칙을 어기는 행동

 

 

  ■ 3. 시스템 신뢰도

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신뢰도 정의	시스템이 정해진 조건에서 의도된 기능을 수행할 확률
직렬 시스템 신뢰도	Rs = R1 × R2 × ... × Rn (가장 낮은 신뢰도가 지배)
병렬 시스템 신뢰도	Rs = 1 - (1-R1)(1-R2)...(1-Rn) (하나라도 작동하면 OK)
고장률 (λ)	단위시간당 고장 발생 확률
MTTF (Mean Time To Failure)	처음 고장까지 평균시간 = 1/λ (비수리 시스템)
MTBF (Mean Time Between Failures)	고장과 고장 사이 평균시간 = 1/λ (수리 시스템)
MTTR (Mean Time To Repair)	고장 후 수리까지 평균시간
가용도 (Availability)	MTBF / (MTBF + MTTR)
욕조 곡선 (Bathtub Curve)	고장률 시간 변화 - 초기고장기(감소) → 우발고장기(일정) → 마모고장기(증가)
지수분포	우발고장기에 해당, 고장률 일정 (λ = constant)
와이블 분포	모든 고장기에 적용 가능, β<1(초기고장), β=1(우발고장), β>1(마모고장)
중복 설계 (Redundancy)	신뢰도 향상을 위해 여분 부품 추가 배치
능동 중복	평소에도 모두 작동 (병렬 구성)
대기 중복	주요 부품 고장 시 대기 부품 작동

 

 

  ■ 4. FTA (결함수 분석)

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FTA 정의	Fault Tree Analysis - 결함수 분석, 하향식(Top-Down) 귀납적 분석
FTA 목적	특정 사고(정상사상)를 유발하는 원인을 논리적으로 분석
FTA 절차	① 정상사상 정의 ② FT 작성 ③ 정성적 평가 ④ 정량적 평가 ⑤ 대책 수립
AND 게이트	모든 입력사상 발생 시 출력사상 발생 (직렬 = 곱)
OR 게이트	하나 이상 입력사상 발생 시 출력사상 발생 (병렬 = 합)
기본사상 (Basic Event)	더 이상 분석 불필요한 최하위 원인, 원으로 표시
미개발사상 (Undeveloped Event)	정보 부족 또는 분석 불필요하여 더 이상 전개하지 않는 사상, 다이아몬드로 표시
정상사상 (Top Event)	FT 정상에 위치한 사고, 직사각형으로 표시
중간사상 (Intermediate Event)	게이트 출력사상, 직사각형으로 표시
최소 절단집합 (MCS, Minimal Cut Set)	정상사상을 일으키는 기본사상의 최소 조합 (수가 작을수록 위험)
최소 경로집합 (MPS, Minimal Path Set)	정상사상을 방지하는 기본사상의 최소 조합
불리언 대수	FTA 정량화에 사용 (AND=교집합, OR=합집합)
FTA 정량화	기본사상 확률을 기반으로 정상사상 발생확률 계산
FTA 장점	복잡한 시스템의 위험요인 시각화, 논리적·체계적 분석

 

 

  ■ 5. ETA (사건수 분석)

KEY	VALUE
ETA 정의	Event Tree Analysis - 사건수 분석, 상향식(Bottom-Up) 귀납적 분석
ETA 목적	초기사건(Initiating Event)이 발생했을 때 최종 결과를 추적
ETA 구성	초기사건 → 안전기능 성공/실패 → 최종결과
ETA vs FTA	ETA는 귀납적(Bottom-Up), FTA는 연역적(Top-Down)
ETA 응용	비상절차 평가, 사고경위 시나리오 파악
ETA 장점	사고 진행과정 시각화, 확률적 결과 예측 가능
ETBA	Event Tree and Boundary Analysis

 

 

  ■ 6. FMEA (고장형태 영향 분석)

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FMEA 정의	Failure Mode and Effect Analysis - 각 부품의 잠재 고장형태가 시스템에 미치는 영향 분석
FMEA 절차	① 시스템 정의 ② 블록다이어그램 ③ 고장형태 파악 ④ 영향 분석 ⑤ 위험도 평가 ⑥ 대책
RPN (Risk Priority Number)	심각도 × 발생도 × 검출도 (10점 척도 각각)
FMECA	FMEA + Criticality Analysis (위험도 분석 추가)
FMEA 장점	설계 초기에 잠재 문제 발견, 부품 단위 분석 가능
FMEA 단점	복수 고장 분석 어려움, 시간 소요 많음

 

 

  ■ 7. HAZOP (위험과 운전성 검토)

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HAZOP 정의	Hazard and Operability Study - 공정 파라미터의 이탈이 위험·운전성 문제를 일으키는지 체계적으로 검토
HAZOP 대상	화학공정, 플랜트 설비 설계 단계
가이드워드 (Guide Word)	No/Not, More, Less, As Well As, Part of, Reverse, Other Than
No/Not	설계의도 전무 (흐름 없음)
More	정량적 증가 (유량, 온도, 압력 증가)
Less	정량적 감소 (유량, 온도, 압력 감소)
As Well As	성분 추가 (오염물질 혼입)
Part of	성분 누락 (일부만 전달)
Reverse	역방향 (역류)
Other Than	완전한 대체 (다른 물질, 다른 조건)
HAZOP 팀	다학제적 전문가 그룹 (공정, 안전, 운전, 설계, 계장 등)
노드 (Node)	HAZOP 분석의 검토 단위 (배관, 기기)

 

 

  ■ 8. 기타 안전분석 기법

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PHA (예비위험분석)	Preliminary Hazard Analysis - 초기 설계 단계에서 위험원 파악
What-if 분석	"만약 ~라면?" 형태의 질문으로 위험 파악
JSA (Job Safety Analysis)	작업 단계별 위험요인 파악 및 대책 수립 (작업안전분석)
THERP	인간신뢰도 분석 기법 (Technique for Human Error Rate Prediction)
MORT (Management Oversight Risk Tree)	경영상의 안전 문제를 결함수 형태로 분석
LOPA (보호계층분석)	Layer of Protection Analysis - 독립적 보호계층의 위험 감소 효과 평가
CA (원인결과분석)	Cause-Consequence Analysis - FTA + ETA 결합
SAFER	안전성 평가 표준 기법
정성적 위험성 평가	HAZOP, What-If, Checklist, PHA
정량적 위험성 평가	FTA, ETA, FMEA (확률 계산)

 

 

  ■ 9. 작업 부하와 피로

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작업 부하	인간이 주어진 시간에 처리해야 하는 작업의 양
정신적 작업부하	인지적 자원의 사용 정도 (주의집중 정도)
신체적 작업부하	근골격계에 가해지는 부담
NASA-TLX	주관적 작업부하 측정 도구 (6가지 차원 평가)
피로 측정 방법	생리적(뇌파, 심박), 생화학적(혈중 젖산), 심리적(주의력 검사)
EMG (근전도)	근육 활동 전기신호 측정 → 근육 피로·부하 평가
손목 중립 자세	굴곡·신전·편위 최소화 → 수근관증후군 예방
VDT 작업	컴퓨터 화면 작업 → 눈피로, 목·어깨 통증, MSDs 유발 가능

 

 

  ■ 10. 작업환경 설계

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작업공간 설계 원칙	기능배치·사용빈도·사용순서·중요도 원칙
기능배치 원칙	관련 기능끼리 가까이 배치
사용빈도 원칙	자주 사용하는 것을 가까이 배치
사용순서 원칙	사용 순서에 따라 배치
중요도 원칙	중요한 것을 가장 좋은 위치에 배치
수공구 설계 원칙	① 손목 중립 유지 ② 적정 힘 범위 ③ 반복동작 최소화 ④ 진동 차단
작업대 높이 (서서 작업)	팔꿈치 높이 ± 5cm
작업대 높이 (앉아서 작업)	팔꿈치 높이
조명 기준 (정밀작업)	300~700 lux
조명 기준 (일반작업)	150~300 lux
조명 기준 (보행/통로)	75 lux 이상
눈부심 (Glare)	직사 조명·반사 방지, 균일한 조도 유지
색채 설계	안전색 사용 (빨강=금지/위험, 노랑=경고, 초록=안전, 파랑=지시)

 

 

  ■ 11. 표시장치 (Display)

KEY	VALUE
시각 표시장치	계기판, 신호등, 그래프 - 복잡 정보, 참조 정보에 적합
청각 표시장치	경보음, 신호음 - 긴급 경고, 양손 사용 시 적합
정량적 표시장치	수치 읽기 - 아날로그(원형, 수직, 수평), 디지털
정성적 표시장치	상태 확인 - 경보등, 방향 지시등
가독성 (Legibility)	문자·숫자 명확히 읽히는 정도
시인성 (Visibility)	멀리서도 보이는 정도
원형 계기 읽기	정상 범위를 초록, 경고 노랑, 위험 빨강으로 색 코딩
아날로그 vs 디지털	아날로그: 변화율 파악 용이 / 디지털: 정확한 수치 읽기 용이
추적(tracking) 과제	목표를 따라가며 오차를 최소화 하는 과제

 

 

  ■ 12. 조종장치 (Control)

KEY	VALUE
조종장치 유형	버튼, 스위치, 핸들, 레버, 조이스틱, 페달
표시-조종 양립성	표시장치와 조종장치의 움직임 방향이 직관적으로 일치해야 함
개념 양립성	자연스러운 연상관계 (빨강=정지, 녹색=진행)
운동 양립성	시계방향 회전 → 값 증가, 위로 움직임 → 위 방향
공간 양립성	조종장치와 표시장치의 공간적 위치 일치
조종-반응비 (C/D Ratio)	조종장치 움직임 / 표시장치 반응 움직임
최적 C/D 비	너무 작으면 과민, 너무 크면 둔감 - 적정 비율 유지
조종장치 오조작 방지	잠금장치, 덮개, 들어간 위치, 인접 배치 금지
코딩 방법	형상·색상·크기·위치·레이블 코딩으로 구별

 

 

  ■ 13. 근골격계 질환 예방

KEY	VALUE
근골격계 질환 (MSDs)	근육, 힘줄, 인대, 신경, 혈관 등 조직에 발생하는 질환
주요 위험요인	반복동작, 부자연스러운 자세, 과도한 힘, 접촉스트레스, 진동
수근관증후군	손목 정중신경 압박 → 손저림, 통증
회전근개 손상	어깨 반복 거상 작업
요통	허리 부담 과중 (무거운 물건 들기, 부자연스런 자세)
RULA	Rapid Upper Limb Assessment - 상지 부담 평가
REBA	Rapid Entire Body Assessment - 전신 부담 평가
OWAS	Ovako Working posture Analysis System - 작업자세 평가
NLE (NIOSH Lifting Equation)	NIOSH 들기 작업 평가 - RWL, LI 계산
RWL	권장 중량한계 = LC × HM × VM × DM × AM × FM × CM
LI (Lifting Index)	실제 중량 / RWL → LI ≥ 1이면 위험
공학적 대책	작업대 높이 조절, 보조기구 활용, 중량물 취급 제한
관리적 대책	작업순환, 휴식 부여, 교육·훈련

 

 

  ■ 14. 시스템 안전 프로그램

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SSP (System Safety Program)	시스템 수명주기 전반에 걸친 체계적 안전 관리 프로그램
MIL-STD-882	미국 군사 시스템 안전 표준
위험도 (Risk)	위험(Hazard)의 심각도(Severity) × 발생 가능성(Probability)
심각도 분류	I(파국적), II(위험), III(경계), IV(무시)
발생 가능성 분류	A(빈번), B(상당), C(때때로), D(거의 없음), E(불가능)
위험 감소 우선순위	① 설계 변경 ② 방호장치 설치 ③ 경고 시스템 ④ 절차 및 훈련 ⑤ PPE
수명주기 안전	개념 → 설계 → 제조 → 운용 → 폐기 단계별 안전 관리
변경관리 (MOC)	변경 전 위험성 평가 실시 (비정상 운전의 주요 사고 원인)

 

 

  ■ 15. 작업 스트레스 및 교대 작업

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작업 스트레스 원인	과부하, 역할 갈등, 물리적 환경, 인간관계
교대 작업 문제	일주기 리듬 교란, 수면 장애, 소화기 질환, 사회·가정생활 문제
야간작업 최소화	최소 3일 연속 야간 근무 후 충분한 휴식 권장
교대 방향	순방향(낮→저녁→야간) 교대가 역방향보다 적응 유리
일주기 리듬	약 24시간 주기의 신체 리듬 (체온, 호르몬, 수면-각성)
멜라토닌	야간 수면 촉진 호르몬, 교대 작업 시 분비 교란
직무 요구-통제 모델	Karasek 모델 - 높은 요구+낮은 통제=고부담(High Strain)