인간공학적 관점에서 본 근골격계 부담 작업의 범위와 작업 환경 개선

1. 나 건 IDAS (국제디자인대학원대학교) 교수 knah@idas.ac.kr 인간공학적 관점에서 본근골격계 부담 작업의 범위와 작업 환경 개선 2003년 7월 22일

2. 인간공학 인간공학이란? 인간공학의 역사 인간공학의 실질적 의미 인간의 특성 근골격계 질환 근골격계 질환이란? 근골격계 질환의 범위 근골격계 질환 발생 부위 인간공학과 근골격계 질환과의 관계 인간공학과 작업 환경 개선 작업대 작업 공구 작업 환경 다룰 내용의 순서

3. 인간공학의 정의 “작업의 과학” 대상 - 작업자 - 작업 방법 - 장비와 도구 - 작업장 - 작업 상태/환경에 관한 사회심리학적 측면 “인간을 위한 디자인을 통하여 작업 및 생활 환경의 최적화를 추구” - 인간의 능력 및 한계의 이해 - 시스템 내에서 인간의 행태 및 성능에 관한 지식 용어 인간공학 인체공학 공업/공학심리학 신체/생체역학 인간공학이란?

4. 세계2차 대전 승리의 숨은 주역 제공권 제압! 전투기와 조종사 어려운 전투기 조종 전투기 디자인 개선과 원활한 조종사 수급 “인간중심의 디자인” 철학 일련의 방법적 및 디자인 보조 도구 인간공학의 역사

5. 여성 전투기 조종사 만물상(2002.09.27), 조선일보 “고양이에게 목덜미를 잡아 채인 생쥐처럼 목이 뒤로 꺾였다. 온몸이 갑자기 자석에 끌리듯 좌석에 철썩 달라붙고 얼굴 피부는 뒤로 잡아당겨졌다”. KF-16 전투기가 발진하는 순간 보통사람이 체험하는 느낌이다. 그것도 잠시, 순식간에 1만5000피트 상공에 도달한 전투기가 이번엔 공중돌기한다. “꼬챙이에 꽂힌 통닭이 돌아가듯 수초 만에 세 번을 고속회전하면서 하늘과 땅이 다투어 빙글빙글 목전에서 소용돌이를 쳤다.” (한 대학생의 전투기 탑승기. 월간조선 6월호) 몸무게의 6배에 달하는 하중이 가해지는 ‘6G단계’. 피를 짜는 듯한 압박감에 정신이 아득해지고 머리에서 피가 빠져나가면서 시야가 까맣게 좁아진다. 일명 ‘터널 현상’이다. 전신에 힘을 주며 복부 근육으로 특수호흡을 하지만 “윽, 윽”하는 고통의 숨소리가 절로 나온다. ‘9G’단계에서는 시야가 컴컴해지고, 심하면 피가 머리에서 너무 빠져나가 의식을 잃기도 한다. 급하강의 순간에는 거꾸로 피가 머리로 몰려 심한 불쾌감과 함께 앞이 빨갛게 보이는 ‘레드 아웃’ 현상이 일어난다. 비행 중 귀가 터질 듯이 아프다거나, 전투기가 기울어져 있는 듯한 착각에 시달리는 ‘비행착각 현상’은 기본이다. 전투기가 급기동할 때는 평소 기억력과 판단력의 30%밖에 발휘되지 않는다고 한다. 인간 생체조건의 한계를 넘나들며 생사를 건 공중전까지 해야 하는 전투기 조종사들을 초인적이라고 부르는 것은 단순한 수사(修辭)가 아니다. 경력 10년의 F-16 조종사(소령급) 한 명을 양성하는 데는 87억원 정도가 들어간다고 한다. 전투기 한 대가 한 시간 비행을 하는 데는 대략 200만원의 연료비가 들어간다. 1000시간 비행이면 20억원이다. 여기다 교육비와 전투기 감가상각비 등이 보태진다. 미국에서는 전투기 조종사들을 ‘워킹 포춘(걸어다니는 돈덩어리)’이라고 부르기도 한다. 엊그제 한국 최초의 여성 전투기조종사 3명이 탄생했다. 97년 공군사관학교에 들어갔던 이들은 그 모진 훈련과정을 이겨내고 마침내 ‘빨간 머플러’를 목에 두른 것이다. 여성 전투기 조종사는 미국·영국·이스라엘·캐나다 등이 보유하고 있지만, 98년 이라크 공습에 여성 조종사가 출격했던 미국을 제외하고는 5명 안팎에 불과하다. 한국에 여성 ‘탑건(top gun)’이 등장하는 날도 멀지 않았으리.

6. 인간공학의 초점 인간 그 자체! (물건 및 환경)디자인이 인간에게 미치는 영향 인간공학의 추구 사항 변화 - 인간이 사용하는 물건 - 인간이 물건을 사용하는 환경 인간의 능력, 한계, 필요 사항에 더 잘 부합하도록 인간공학의 초점 및 추구

7. 작업의 효율성 향상 사용의 편리성 제고 실수의 감소 생산성 제고 인간의 가치 향상 안전의 제고 피로 및 스트레스 감소 편안함 제고 작업 만족도 제고 삶의 질 제고 인간공학의 목적

8. 인간의 구성 요소: 개인/성별/기분 신체 생리 심리 인간의 능력 (미국 자료) 보통 사람 - 타이핑: 1분에 90단어 - 수기: 1분에 80 글자 - 들기: 45Kg 이상의 상자 특별한 사람 - 높이 뛰기: 240cm - 들기: 2.8 톤 - 전보: 1분에 840회 이상 - 말하기: 1분에 500 단어 이상 인간의 이해

9. 뼈 206개 관절 목/어깨/팔꿈치/손목/손가락/허리/무릎/발목 근육 힘줄 근육과 뼈를 연결하는 부분 인대 관절에서 뼈를 연결해 주는 부분 근육 힘줄 인간의 신체 이해

10. 중립 핀치 중립 손과 손목의 자세

11. 중립의 위치에서 벗어날수록 악력이 감소된다! 중립 중립 손목의 각도에 따른 악력

12. 여성 ≒ 남성의 2/3 근력이 모두 같은 비율로 감소하지는 않는다. 손 악력: 상당한 악력을 유지 등 근육: 손과 팔 보다 급속히 감소 근력(%) 20대 중반~후반 100 95% 80 85% 80% 60 40 20 0 나이 10 20 30 40 50 60 근력 - 나이

13. 미는 작업은 180o 에서 최대 끄는 작업은 150o 에서 최대 5퍼센타일 값 팔꿈치 각도 근력 - 신체의 자세: 밀기/끌기

14. 다리 펴기 > 허리 펴기 근력 - 신체의 자세: 들기

15. 작업이 5분 이상 지속할 경우 20% 미만의 근력만 가능 근력 - 지구력

16. 힘 + 반복 + 자세  근골격계 질환 허리 고장 반복적인 동작 근골격계 무리한 힘을 사용 오랜 시간 신경계 진동 손상 - 힘줄 - 신경 - 근육 부자연한 자세 엉덩이 소음에 노출 근골격계 질환 - 누적외상병

17. 하루에 4시간 이상 집중적으로 자료입력 등을 위해 키보드 또는 마우스를 조작하는 작업 하루에 총 2시간 이상 목, 어깨, 팔꿈치, 손목 또는 손을 사용하여 같은 동작을 반복하는 작업 하루에 총 2시간 이상 머리 위에 손이 있거나, 팔꿈치가 어깨 위에 있거나, 팔꿈치를 몸통으로부터 들거나, 팔꿈치를 몸통뒤쪽에 위치하도록 하는 상태에서 이루어지는 작업 지지 되지 않은 상태이거나 임의로 자세를 바꿀 수 없는 조건에서, 하루에 총 2시간 이상 목이나 허리를 구부리거나 트는 상태에서 이루어지는 작업 하루에 총 2시간 이상 쪼그리고 앉거나 무릎을 굽힌 자세에서 이루어지는 작업 하루에 총 2시간 이상 지지 되지 않은 상태에서 1kg 이상의 물건을 한 손의 손가락으로 집어 옮기거나, 2kg 이상에 상응하는 힘을 가하여 한 손의 손가락으로 물건을 쥐는 작업 하루에 총 2시간 이상 지지 되지 않은 상태에서 4.5kg 이상의 물건을 한 손으로 들거나 동일한 힘으로 쥐는 작업 하루에 10회 이상 25kg 이상의 물체를 드는 작업 하루에 25회 이상 10kg 이상의 물체를 무릎 아래에서 들거나, 어깨 위에서 들거나, 팔을 뻗은 상태에서 드는 작업 하루에 총 2시간 이상, 분당 2회 이상 4.5kg 이상의 물체를 드는 작업 하루에 총2시간 이상 시간당 10회 이상 손 또는 무릎을 사용하여 반복적으로 충격을 가하는 작업 근골격계 부담 작업의 범위(안) 노동부 고시 7/15

18. 위험의 인식 • 인식의 첫 관문: 눈 • 눈 - 시각: 70% • 귀 - 청각: 20% • 기타 감각: 10%

19. 인간공학적 접근을 통한 “환경 개선”- (1) • 환경 개선 대상 • 작업자 • 작업 • 작업장 • 작업 공구 • 작업: 반복작업을 최소화 시킬 수 있게 작업에 적합한 배치를 노동자에게 제공 • “작업의 확대”를 통하여 작업자에게 단순하고, 높은 반복 작업이 할당 되는 것을 피한다. • 단순 반복적인 작업은 기계화 • 두드리는 작업에는 적절한 작업 공구를 제공 • 기계의 속도에 맞추는 것을 피한다 • 한 손 작업을 감소하기 위해 양손 작업이나 손을 번갈아 가면 하는 작업을 위해 디자인 • 작업자가 작업방법에 친근하고, 용이하며, 쉽게 이해하고 적용할 수 있는 안전훈련을 실시 • 작업자의 능률적 작업에 대한 적절한 인센티브를 제공

20. 인간공학적 접근을 통한 “환경 개선”- (2) • 작업장: 운동의 범위에서 작업자가 작업을 쉽고, 편안한 작업자세가 유지될 수 있게 작업 공간을 디자인 • 작업자의 신체에 따른 조절 범위를 조정할 수 있는 디자인 • 주된 행동이 최적 작업 영역 내에서 작업되도록 디자인 되어야 함. • 작업이 정면에서 작업될 수 있도록 행동을 관찰해 본다. • 지그(jig)들과 고정구(fixture)들을 사용. • 작업 자세가 자연스러운 자세를 유지 되도록 한다. • 불편한 작업동작이 나오는 작업장은 피해야 한다. • 정적 근육의 부하와 일반적인 피로를 감소시키기 위해 신체를 자지 할수 있는 것을(의자, 걸상, 팔걸이) 제공한다. • 두 손 작업이나 양손 교대작업을 위한 작업장설계를 한다. • 작업 영역에 편리한 공구대나 도구걸이를 제공한다. • 작업자가 접촉하는 모든 모서리에 Pad를 대야 한다. • 작업장과 도구와 작업자의 자세는 상호작용 함.

21. 인간공학적 접근을 통한 “환경 개선”- (3) • 작업 공구 • 손목이 꺾이는 자세를 피한다; 손목을 꺾지 말고 (손잡이) 도구를 꺾어라. • 손바닥의 압박을 주는 것을 피해야 함. • 적당한 손잡이 지름과 마찰을 주는 표면과 함께 힘을 최소화해 주어야 한다 • 공구의 무게를 줄여라. • 진동을 최소화 하라. • 갑작스러운 충격(두드리기, 쥐기)을 피해라. • 손잡이에 모서리가 있거나 형태의 부적절로 인해 표면에 압박이 가해지거나 압력점이 발생될 경우를 피하라 .

22. 구부러진 손목 중립적인 손목

24. Trackball (Logitech) Mouse (3M) Foot Pedal Mouse

26. 결 론 • 인간공학적 접근을 통한 예방 우선 • 작업자의 이해: 능력과 한계 • 작업의 개선 • 작업 환경의 개선 • 개인의 행복  복지 국가의 실현