<30382DB1E2B5B5C7FC2E687770>

Size: px

Start display at page:

Download "<30382DB1E2B5B5C7FC2E687770>"

경미 임
7 years ago
Views:

손잡이가휜 Plier 의작업수행도와선호도평가 기도형 계명대학교경영공학과 (2008.. 7. 접수 / 20

1 손잡이가휜 Plier 의작업수행도와선호도평가 기도형 계명대학교경영공학과 ( 접수 / 채택 ) Performance and Preference for Handle Angles of Pliers Dohyung Kee Department of Industrial and Management Engineering, Keimyung University (Received January 7, 2008 / Accepted February 2, 2008) Abstract : This study aims to investigate the effect of handle angles of pliers on performances of task completion time and the number of errors, and subjective ratings of preference. For doing this, an experiment was conducted, where subjects of college-age male and three female students participated. In the experiment, plier handles angled at 0 o, 0 o, 20 o, 30 o, and 0 o were used as independent variable, and the task completion time and the number of errors, and subjective ratings of preference as dependent variables. The subjects were instructed to do two tasks of bending an iron plate by 90 o and cutting wires. The results revealed that while the performances of task completion time and the number of errors were not statistically different depending upon the handle angles of pliers, the subjective ratings of preference were significantly different. Based on the results, it is recommended that the pliers with handles bent by 20 o be used in real situations. Key Words : plier, handle, performance, subjective ratings. 서론 * 조립작업을중심으로작업에서공구, 특히전동공구의사용이증가하고있다. 실제자동차조립라인의경우약 6% 의작업자가전동공구를사용하고있는것으로조사되었으며 ), 수공구를포함할경우이보다더많은작업자들이공구를사용하고있을것으로추정된다. 작업시공구의설계, 선택또는사용이부적합하면생산성감소, 품질저하, 손, 팔, 어깨에과다한생체역학적스트레스로인한불편함, 통증, 피로등의부작용을초래한다 2). 공구사용시좋지못한손목자세, 과도한힘발휘, 진동등은근골격계질환유발원인으로작용하는것으로판단되고있다. 한국산업안전공단 3) 의조사에의하면질병 / 부상발생의작업관련요인중동작반복, 불안전한작업자세, 진동및온도로발생한근골격계질환이전체의 56.7% 를차지하였으며 (Fig. ), 이는전동및수공구의사용과직 간접적으로관련이있다고할수있다. 미국의경우산업재해의약 0% 가공구사용과관련이있으며 ), 수동공구와관련된 dhkee@kmu.ac.kr Fig.. Causes of musculoskeletal disorders. 재해로는손, 손가락, 손목, 어깨등의상해가많은것으로알려져있다 5). 공구사용과관련된근골격계질환으로는건액활막염 / 건염, 방아쇠수지증후군 (trigger finger disease), 손목터널증후군 (carpal tunnel syndrome), 백지병 (white finger disease) 등을들수있다. 따라서공구가생산성뿐만아니라산업보건관점에서도중요한문제라할수있다. 불안전한자세로부터발생하는근골격계질환을예방하기위해서는작업시중립자세를취하도록하여야한다. 공구사용시는손목동작이많이동원되며굴곡, 신전, 요골 / 측골편향등의손목동작이최소화되도록하여야한다. 이를위하여공구의손잡이를 0-30 o 정도기울이는방안에대한연구가 5

기도형 진행되어왔다. Emanuel et al. 6) 은모든공구와운동장비의손잡이를 9 o ±5 o 정도휠것을제안하였다. 손잡이가직선일경우휜손잡이에비하여손목의측골편향이 2.6 배크게일어나며, 작업후악력이더많이감소한다 7). 공구손잡이를휠경우직선일경우에비하여피로는감소하고선호도는높아진다 6).

2 기도형 진행되어왔다. Emanuel et al. 6) 은모든공구와운동장비의손잡이를 9 o ±5 o 정도휠것을제안하였다. 손잡이가직선일경우휜손잡이에비하여손목의측골편향이 2.6 배크게일어나며, 작업후악력이더많이감소한다 7). 공구손잡이를휠경우직선일경우에비하여피로는감소하고선호도는높아진다 6). 해머 (hammer) 손잡이는 0-0 o 정도기울이는것이좋은것으로알려져있다 2,8-2). Schoenmarkin 과 Marras 9,0) 는실험을통하여해머의손잡이를휘게할경우일직선인손잡이에비하여두드리는힘 (driving force), 정확도, 에러수와같은작업수행도, 피로도와신체부위별불편도에는차이가없으면서, 굴곡, 신전, 요골및측골편향과같은손목동작은줄어듦을보였다. 그들은실험결과에근거하여해머손잡이가 20-0 o 정도휜것을권장하였다. 앞서살펴본바와같이공구손잡이는휘게하는것이좋으며, 공구중해머에대해서는실험적연구가이루어져손잡이를휘는정도가알려져있다. 그러나산업현장에서많이사용되고있는공구의하나인 plier 에대한실험적연구가부족하며, 한국인에대한자료는없는실정이다. 따라서본연구에서는공구설계의기초자료마련을위하여 plier 를대상으로손잡이를휘게할때, 작업수행도와선호도등의사용성을실험적으로평가하고자한다. 각도는 plier 의중심선과두손잡이의중심선이이루는각도로정의하였다 (Fig. 2). 실험에서사용한손잡이각도는수공구손잡이에대한연구에서제시한각도 0-0 o 를기준으로, 작업이가능한최대범위를고려하여정하였다. 손잡이를 o 이상휘면손잡이가 plier 머리부분과거의직각을이루어정상적작업이어렵게된다. 이를고려하여본연구에서는 plier 손잡이각도 0-0 o 사이를 0 o 간격으로나누어실험에사용하였다. 손잡이가휜 plier 는손잡이가직선인 plier( 길이 : 2cm, 손잡이간격 : 5.0cm, 무게 : 35.60g) 를구입하여철공소에의뢰하여직접제작하였다. 실험에사용한 plier 는 Fig. 3 에나와있다. plier 는일반적으로철로된물체를구부리거나절단하는작업에사용되므로, 본연구에서도철판을구부리는작업과철사를절단하는작업을실험에사용하였다. 철판은두께 0.5mm, 가로 20cm, 세로 2cm 인것을, 철사는직경이 0.6mm 이고길이가 60 cm 인것을사용하였다. 철판은두께가 0.5mm 인큰철판을구입하여위에제시한크기에맞게절단하여사용하였다. 2. 방법 2.. 피실험자본연구의실험에는 명의남녀대학생피실험자가참여하였으며이들은남자 명, 여자 3 명으로구성되었다. 피실험자모두과거에 plier 사용에문제가될수있는손, 팔관련근골격계질환병력이없었다. 피실험자의인체정보는다음 Table 과같다. 손길이 (hand length), 손너비 (hand width) 및악력은 Size Korea 사업에서제시한측정방법 3,) 을따랐으며, 악력은주로사용하는손에대한값이다. Fig. 2. Definition for angle of plier handle 실험계획독립변수로는 plier 손잡이의휜각도로하였다. Fig. 3. Pliers used in the experiment. Table. Information on subjects male female age stature body weight hand length hand width grip strength preferred hand 25.2yrs (.0) 2.yrs (.7) 77.6cm (3.7) 66.3cm (5.7) 73.9kg (0.6) 58.3kg (5.5) 8.9cm (.) 8.cm (.2) 8.cm (0.) 7.9cm (0.8) 0.7N (68.5) left: (male) 27.N right: 3 (5.3) 52 Journal of the KOSOS, Vol. 23, No., 2008

손잡이가 휜 Plier의 작업 수행도와 선호도 평가 2.3. 실험 절차 실험은 철판 구부리는 작업을 먼저 하고 철사를 절단하는 작업을 수행하는 순서로 진행되었다. 실 험자는 두 개의 철재 봉에 절단된 철판을 피실험자 의 팔꿈치 높이보다 5-0cm 정도 낮은 높이로 철사 로 묶어 고정한다. 피실험자에게 철판을 구부리는 방법을 설명하고 연습을 하게 한다.

3 손잡이가 휜 Plier의 작업 수행도와 선호도 평가 2.3. 실험 절차 실험은 철판 구부리는 작업을 먼저 하고 철사를 절단하는 작업을 수행하는 순서로 진행되었다. 실 험자는 두 개의 철재 봉에 절단된 철판을 피실험자 의 팔꿈치 높이보다 5-0cm 정도 낮은 높이로 철사 로 묶어 고정한다. 피실험자에게 철판을 구부리는 방법을 설명하고 연습을 하게 한다. 피실험자가 연 습이 충분하다고 신호를 보내면 피실험자의 신호 에 따라 철판을 90o 구부리는 작업을 수행한다. 실험 에서는 피실험자가 편한 방법 및 자세로 철판을 구 부리는 작업을 수행하게 하였다. 실험 장면의 예가 Fig. 에 나와 있다. 철판을 구부리는 위치는 미리 0cm 간격으로 0개가 눈에 잘 띄게 붉은색으로 표시되어 있다. 철판을 구부리는 작업이 끝나면 실 험자는 고니오미터를 이용하여 철판이 구부려진 정 도를 측정하여, 구부려진 각도가 80o 이하면 에러로 간주한다. 사용하는 plier의 각도는 피실험자별로 랜 덤하게 제시된다. 철판 구부리는 작업에서 종속변 수는 수행시간, 에러 수 및 선호도로 하였다. 비율 척도(ratio scale)의 특성을 가진 값을 얻기 위하여 선 호도를 자신의 scale로 답하게 하였다. 철사 절단 작업은 좌식 작업대(높이: 72cm) 앞의 의자에 앉아 팔을 작업대에 올려놓은 자세로 수행 한다. 철사에는 미리 5cm 간격으로 절단 위치가 표 시되어 있으며, 피실험자는 전체 60cm 중 손으로 잡 는 부위를 제외한 50cm 부분에 대하여 0번의 절단 작업을 수행한다. 철판 구부리기에서와 같이 피실 험자가 편하게 느끼는 방법 및 자세로 절단 작업을 수행하게 하였다. 사용되는 plier의 손잡이 각도는 랜덤하게 제시되며, 피실험자별로 각 plier 손잡이 각도에 대하여 0번씩 총 50회의 절단 작업을 수행 한다. 철사 절단의 종속변수로는 수행시간과 선호도 로 하였다. 3. 결 과 3.. 수행 시간 철판 구부리는 실험과 철사 절단 실험에 소요된 시간에 대한 plier 손잡이 각도의 영향을 알아보기 위하여 분산분석을 실시하였다(Table 2). 분산분석 에서는 plier 손잡이 각도가 수행시간에 통계적으로 유의한 영향을 미치지 않음을 보였다. 성별 수행시 간은 Fig. 5에 나와 있으며 두 작업 모두에서 여성 의 수행시간이 남성에 비하여 통계적으로 유의하게 크게 나타났다(p<0.0 혹은 p<0.05). 남녀 간 수행시 간 차이는 철판 구부리는 작업과 철사를 절단하는 작업 모두에서 plier 손잡이가 20o일 때 가장 작았고, 20o보다 작아지거나 커질수록 그 차이는 커졌다. 남 녀 성별 수행시간과 전체 수행시간은 두 작업에서 모두 20o에서 가장 작게 나타났다. 이를 반영하여 분 산분석에서 두 작업 모두에서 피실험자 성별과 손 잡이 각도 간의 교호작용은 통계적으로 유의하지 않았다(p). Table 2. ANOVA table for performance of task completion time task factor d.o.g Mean square bending iron plate 73.5, < <0.05 cutting wire F value P value (a) bending iron plate Fig.. Experimental scene. 한국안전학회지, 제23권 제호, 2008년 (b) cutting wire Fig. 5. Task completion time depending on angle of plier handle. 53

기도형 SNK(Student-Newman-Keuls) 다중범위검정 (multiple range test) 에서도철판구부리기와철사절단작업모두에서 plier 각도에관계없이유의수준 5% 에서한그룹으로묶을수있는것으로나타났다. 이상에서볼때본연구에서행한두작업의수행시간은남녀성별간에는차이가있으나, plier 각도에는영향이없음을알수있다. 3.2.

6 에나타내었다. Fig. 6에서보는바와같이 plier 손잡이각도가 0 o, 0 o, 0 o 에서는여자의에러수가, 20 o 와 0 o 에서는남성의에러수가많았다. 그러나전체적으로에러수의성별차이는통계적으로유의하지않았다 (P). 3.3. 선호도본연구에서는실험에서각시행이끝난후선호도를피실험자각자의 scale 로답하게하였다.

4 기도형 SNK(Student-Newman-Keuls) 다중범위검정 (multiple range test) 에서도철판구부리기와철사절단작업모두에서 plier 각도에관계없이유의수준 5% 에서한그룹으로묶을수있는것으로나타났다. 이상에서볼때본연구에서행한두작업의수행시간은남녀성별간에는차이가있으나, plier 각도에는영향이없음을알수있다 에러수철판구부리는작업에서구리는정도가 80 o 이하이면에러로간주하고이를카운트하였다. 철판구부리는작업에서관찰된에러수에대한분산분석결과는다음 Table 3에나와있으며, 에러수는 plier 손잡이각도에영향을받지않음을보이고있다. 에러수는피실험자성별효과및손잡이각도와성별간교호작용도유의하지않은것으로나타났다 (p). plier 손잡이각도에따른에러수자료는 Fig. 6 에나타내었다. Fig. 6에서보는바와같이 plier 손잡이각도가 0 o, 0 o, 0 o 에서는여자의에러수가, 20 o 와 0 o 에서는남성의에러수가많았다. 그러나전체적으로에러수의성별차이는통계적으로유의하지않았다 (P) 선호도본연구에서는실험에서각시행이끝난후선호도를피실험자각자의 scale 로답하게하였다. 피실험자별로사용한 scale 이다를수있으므로이를하나의 scale 로통일하기위하여, 다음과같은최소 - 최대변환 (min-max transformation) 을피실험자별로 수행하여정규화된값을구하여, 자료분석에는이값을사용하였다. 선호도 최소값정규화된값 = 최대값 최소값 여기서최대및최소값은각피실험자별선호도의최대및최소값임. plier 손잡이각도가선호도에미치는영향을알아보기위하여분산분석을실시하였다 (Table ). 철판구부리기와철사절단작업모두에서 plier 손잡이각도에따라선호도가유의하게다름을보였다. 성별효과는본연구에서채택한두작업모두에서유의하지않은것으로나타났으며, 손잡이각도와성별간교호작용은철판구부리기작업에서만유의수준 0% 에서유의함을보였다. plier 손잡이각도에따른선호도는 Fig. 7 에나와있으며, 성별간뚜렷한경향은나타나지않았다. 또성별간에통계적으로도유의한차이를보이지않았 Table. ANOVA table for preference task factor d.o.g Mean square F value P value bending iron plate cutting wire 5, , , <0.00 <0.0 <0.00 Table 3. ANOVA table for the number of errors factor d.o.g Mean square F value P value (a) Bending iron plate Fig. 6. The number of errors depending on angle of plier handle. (b) cutting wire Fig. 7. Preference depending on angle of plier handle. 5 Journal of the KOSOS, Vol. 23, No., 2008

5 손잡이가휜 Plier 의작업수행도와선호도평가 Table 5. SNK multiple range test for preference task preference order (in descending order) grouping bending plate 20 o -30 o -0 o -0 o -0 o (20 o ), (0 o, 0 o, 30 o ), (0 o ) cutting wire 20 o -30 o -0 o -0 o -0 o (20 o, 30 o ), (0 o, 0 o ), (0 o ) 다. 철판구부리기와철사절단작업에서모두 plier 손잡이각도가 20 o 일때선호도가가장높았다. 철판구부리기작업에서는 0 o 일때, 철사절단작업에서는 0 o 일때선호도가가장낮았다. 철판구부리기작업에서남성피실험자는손잡이각도가 20 o - 0 o -30 o -0 o -0 o 순으로선호하였으나, 여성피실험자는 30 o -0 o -20 o -0 o -0 o 순으로선호하였다. 이러한선호도순서의차이는철판구부리기작업의분산분석에서손잡이각도와성별의교호작용이유의한것과일치한다. SNK 다중범위검정에서철판구부리기작업의선호도는 20 o, 0 o -0 o -30 o 와 0 o 의세그룹으로나누어졌다 (Table 5). 철사절단작업에서는 20 o -30 o, 0 o - 0 o 와 0 o 의세그룹으로나눌수있음을보였다.. 토의 본연구에서 plier 손잡이를휘게할경우손잡이가직선일경우에비하여수행시간, 에러수는통계적으로유의한차이가없었으나손잡이가휜 plier 를선호하는것으로나타났다. 이는공구손잡이를 0-0 o 휘게하는것이근골격계질환의예방에좋다는기존연구의결과 2,6,8-0) 와일치한다. Schoenmarkin 과 Marras 9) 는해머를이용한실험에서본연구에서사용한종속변수인에러수가손잡이각도에영향을받지않음을보여, 본연구의결과와일치함을보였다. 이들은주관적척도로신체부위 ( 목, 어깨, 윗팔, 팔, 등, 팔꿈치, 손목과손 ) 불편도를측정하였으며, 해머손잡이각도가불편도에유의한영향을미치지않음을보였다. 본연구에서는주관적척도로선호도를사용하였으며, plier 손잡이각도에따라선호도가유의한차이를보여 Schoenmarkin 과 Marras(989) 의연구결과와차이를보였다. 또한 Schoenmarkin 과 Marras 9,0) 는해머손잡이각도를 20-0 o 휘는것을권장하였으나, 본연구에서는통계적유의하지는않았으나 plier 손잡이를 20 o 휘게할때수행시간이가장짧고에러수가적으며, 통계적으로유의하게선호도가높게나타나 Schoenmarkin 과 Marras 9,0) 와차이를보였다. 이는각연구에서사용한주관적척도인불편도와선호도의 의미차이와공구및수행작업의차이때문으로보인다. plier 손잡이를다룬본연구와해머를다룬 Schoenmarkin 과 Marras 9,0) 의연구결과의이러한차이는, 공구종류에관계없이손잡이각도를일정한수준으로휘게하는것은잘못임을보여준것이라하겠다. 즉, 공구종류에따른특성을고려하여손잡이를휘는정도를달리하여야작업수행도, 선호도등을높게유지할수있음을의미한다고할수있다. Cacha 2) 는근거자료의제시없이 plier 의손잡이각도를 30-0 o 로하는것을권장하였다. 이는 plier 손잡이각도가 20 o 일때가수행시간, 에러수, 선호도가가장좋음을보인본연구의결과와차이를보였으나, Cacha 2) 의권장치에대한근거를찾을수없어그차이의원인을논하기는어렵다. Table 2 의분산분석에서 plier 손잡이각도에따른철판구부리기와철사절단작업수행시간이남녀간에통계적유의한차이를보인것은, 여성피실험자들이본연구에서수행한작업과같은공구사용작업에노출된경험이적기때문으로보인다. 그러나수행시간에대한성별과손잡이각도간의교호작용이유의하지않아, 남녀피실험자가수행시간에대하여같은경향을보였다. 철판구부리기작업의선호도에서손잡이각도와성별의교호작용이유의하게나타나, plier 를이용하여철판구부리기와같은작업을수행할때남녀성별효과를고려할, 즉손잡이가휜정도를달리할필요가있음을보였다. 수행시간외에본연구에서채택한종속변수인에러수, 선호도에서는성별효과가유의하지않았다. 5. 결론 본연구에서는 plier 손잡이각도에따른철판구부리기, 철사절단작업에소요된시간, 에러수, 선호도를실험적으로다루었다. 수행시간, 에러수의객관적척도는 plier 손잡이각도에따라유의한차이를보이지않았으나, 주관적척도로사용한선호도는손잡이각도에따라유의한차이를보였다. SNK 다중범위검정에서철판구부리기작업에서는손잡이각도가 20 o 일때, 철사절단작업에서는 o 일때가선호도가가장높게나타났다. 두작업모두에서통계적으로유의하지는않았으나수행시간, 에러수가손잡이각도가 20 o 일때가가장짧거나적으며, 선호도는유의하게높게나타났다. 이를바탕으로본연구에서는 plier 손잡이각도는특정값으로는 20 o 가, 범위로는 o 가적절한것으로제안한다. 한국안전학회지, 제 23 권제 호, 2008 년 55

6 기도형 본연구의결과는 plier 손잡이각도에대한실험적연구가부족한상황에서, 실험결과를바탕으로 plier 손잡이각도에대한권장치를제시하여산업현장에서 plier 제작혹은변형의기초자료로활용될수있을것으로기대된다. 본연구에서는실제공구사용경험이많지않은남녀대학생을하였으나, 산업현장에서공구를사용하는작업자를대상으로하는추후연구가요망된다. 참고문헌 ) 정민근, 기도형, 이인석, 최경임, 어홍준, 근골격 계질환 유해요인조사 보고서, 기아자동차 ( 주 ), ) C.A. Cacha, Ergonomics and safety in hand tool design, Lewis Publishers, New York, ) 한국산업안전공단, 산업재해원인조사, ) A. Mital and F. Aghazadeh, A review of hand tool injuries, In: Ergonomics International 85, Taylor and Francis, London, pp. 85~87, ) Bureau of Labor Statistics, Injury and illness casespart of body affected in hand tools, US Department of Labor, ) J. Emanuel, S. Mills, J. Bonnett, In search of a better handle, Proceedings of the Symposium: Human Factors and Industrial Design in Consumer Products, Melford, MA, ) R. Knowlton, J. Gilbert, Ulnar deviation and shortterm strength reductions as affected by a curvehandled ripping hammer and a conventional claw hammer, Ergonomics, Vol. 26, pp. 73~79, ) R. Krohn, S. Konz, Bent hammer handles, Proceedings of the Human Factors Society, 26th Annual meeting, Santa Monica, CA, pp. 3~7, ) R.W. Schoenmarklin, W. Marras, Effects of handle angle and work orientation on hammering: I. Wrist motion and hammering performance, Human Factors, Vol. 3, No., pp. 397~, ) R.W. Schoenmarklin, W. Marras, Effects of handle angle and work orientation on hammering: II. Muscle fatigue and subjective ratings of body discomfort", Human Factors, Vol. 3, No., pp. 3~20, 989. ) S. Konz, Bent hammer handles, Human Factors, Vol. 28, pp. 37~323, ) W.S. Marras, T.H. Rockwell, An experimental evaluation of method and tool effects in spike manual use, Human Factors, Vol. 28, pp. 267~ 28, ) 산업자원부기술표준원, 제 5 차한국인인체치수조사자료 - 직접측정에의한인체치수통계, ) 산업자원부, 한국인에대한근력측정조사사업, Journal of the KOSOS, Vol. 23, No., 2008

DBPIA-NURIMEDIA

DBPIA-NURIMEDIA e- 비즈니스연구 (The e-business Studies) Volume 17, Number 1, February, 28, 2016:pp. 293~316 ISSN 1229-9936 (Print), ISSN 2466-1716 (Online) 원고접수일심사 ( 수정 ) 게재확정일 2015. 12. 04 2015. 12. 24 2016. 02. 25 ABSTRACT