한 손 작업의 부하 노출 허용 모델 - 곽종선 (The Graduate School, Ajou University, 2013)
본 연구의 목표는 한 손 수동 물자 취급 시 위험 인자에 따른 작업 부하의 관계에 따라 안전/위험 상태를 구별할 수 있는 안전 한계 모델을 제시하는 것이다. 한 손 동작에 영향을 미치는 방향, 중량, 반복, 거리의 주 위험 인자를 고려하여, 근활성도, 심박수, 주관적 운동 자각도를 정량적으로 파악 하였다. 다양한 인자 조합에서 수행된 한 손 동작에 대한 각 근육의 근전도 신호를 동적 근전도 신호 처리 기법을 적용하여 효율적으로 분석 하였으며, 생리학적, 주관적 변수를 기준으로 뉴럴 네트워크 기법을 적용하여 안전 한계 모델을 제시 하였다. 어깨 근육의 주동근과 작업의 위험 인자를 파악하기 위하여 선행 연구를 실시하여 14개의 어깨 근육 중에서 10개의 근육을 선택하였다. 한 손 작업에 영향을 미치는 인자는 방향(상측, 하측, 우측, 좌측, 전측, 후측), 중량(1kg, 4kg, 7kg), 빈도(2 cycle/min, 6 cycle /min, 10 cycle /min), 거리(20cm, 40cm, 60cm)를 설정하였다 본 연구에서는 피실험자가 20명이 참여하였으며, 방향, 중량, 반복, 거리, 근육의 인자를 수준별로 고려하여 생체 역학적 변수(근 활성도 : LE_Mean, LE_Peak), 생리학적 변수(심박수), 심물리학적 변수(주관적 운동 자각도)를 측정하고 분석하였다 그 결과 인자의 수준이 증가할수록 근활성도, 심박수 및 주관적 운동 자각도가 유의하게 증가하는 것으로 분석되었으며, 다중 비교를 수행하여 수준별 유의성도 파악하였다. 심박수와 주관적 운동 자각도의 허용 기준으로서 뉴럴 네트워크 기법을 적용하여 안전 한계 모델을 제시하였으며, 모델에서 각 인자 조합에 따른 안전/위험을 구별 시 검증 결과 평균 적중률이 약 75% 이상인 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 한손 수동물자취급에 따른 작업 부하 설계 시 기초자료가 될 수 있으며, 지속시간이 길며 주기적으로 발생하는 동작에 대하여 근육의 활동량을 추론하는 프로세스를 제안할 수 있을 것이다. 나아가 작업자에게 한손 작업의 안전 수용 범위를 제시하여, 근로자의 근골격계 질환률을 감소시킬 뿐만 아니라 산재보상에 따른 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
학위논문(박사)아주대학교 일반대학원 :산업공학과,2013. 2
Keywords: 작업 부하; 근 골격계; EMG; 안전 한계 허용 모델