2012년08월26일 29번
[인간공학 및 시스템안전공학] 어뢰를 신속하게 탐지하는 경보시스템은 영구적이며, 경계나 부주의로 광점을 탐지하지 못하는 조작자 실수율은 0.001t/시간이고, 균질(homogeneous)하다. 또한, 조작자는 15분마다 스위치를 작동해야 하는데 인간실수확률(HEP)이 0.01인 경우에 2시간에서 3시간 사이에 인간-기계시스템의 신뢰도는 약 얼마인가?
- ① 94.96%
- ② 95.96%
- ③ 96.96%
- ④ 97.96%
(정답률: 38%)
문제 해설
## 2012년 산업안전기사 기출문제: 어뢰 탐지 경보 시스템 신뢰도 계산 (정답: 2번)
**문제:**
문제는 어뢰 탐지 경보 시스템의 신뢰도를 계산하는 것을 요구합니다. 시스템은 영구적으로 작동하며, 조작자의 실수율과 인간-기계 시스템의 작동 시간을 고려하여 신뢰도를 계산해야 합니다. 4가지 옵션 중 정답을 선택해야 합니다.
**정답:** 2번. **약 95.96%**
**해설:**
**1. 시스템 신뢰도 개념:**
시스템 신뢰도는 특정 시간 동안 시스템이 오류 없이 정상적으로 작동할 수 있는 확률을 의미합니다.
**2. 문제 상황 분석:**
**주어진 정보:**
* **시스템 유형:** 영구 작동 시스템
* **조작자 실수율:** 0.001t/시간 (t는 시간)
* **조작자 실수율 특징:** 균질 (시간에 따라 일정함)
* **스위치 작동 주기:** 15분 (0.25시간)
* **인간실수확률 (HEP):** 0.01
* **계산 시간:** 2시간에서 3시간 사이
**3. 신뢰도 계산:**
**단계 1: 조작자 실수 계산:**
2시간에서 3시간 사이에 발생하는 조작자 실수는 다음과 같이 계산됩니다.
```
조작자 실수 = 실수율 * 시간 * 작동 횟수
```
* **시간:** 2시간 ~ 3시간
* **작동 횟수:** (2시간 / 0.25시간/작동) ~ (3시간 / 0.25시간/작동) = 8 ~ 12 작동
따라서 조작자 실수는 다음과 같이 계산됩니다.
```
조작자 실수 = 0.001t/시간 * (2시간 ~ 3시간) * (8 ~ 12 작동)
= 0.008t ~ 0.036t
```
**단계 2: 시스템 오류 계산:**
시스템 오류는 조작자 실수와 인간-기계 시스템 오류를 모두 포함합니다.
```
시스템 오류 = 조작자 실수 + 인간-기계 시스템 오류
```
인간-기계 시스템 오류는 HEP를 사용하여 다음과 같이 계산됩니다.
```
인간-기계 시스템 오류 = HEP * 작동 횟수
= 0.01 * (8 ~ 12 작동)
= 0.08 ~ 0.12
```
따라서 시스템 오류는 다음과 같이 계산됩니다.
```
시스템 오류 = 0.008t ~ 0.036t + 0.08 ~ 0.12
= 0.088t ~ 0.156t + 0.08 ~ 0.12
```
**단계 3: 시스템 신뢰도 계산:**
시스템 신뢰도는 1에서 시스템 오류를 뺀 값입니다.
```
시스템 신뢰도 = 1 - 시스템 오류
= 1 - (0.088t ~ 0.156t + 0.08 ~ 0.12)
= 0.844t ~ 0.912t + 0.88 ~ 0.92
```
**4. 해석:**
문제에서 제시된 시간 범위는 2시간에서 3시간 사이입니다. 이 범위 내에서 시스템 신뢰도를 계산하면 다음과 같습니다.
* **최소 신뢰도:** 0.844 * 2 + 0.88 = 1.768 + 0.88 = **2.648**
* **최대 신뢰도:** 0.912 * 3 + 0.92 = 2.736 + 0.92 = **3.656**
따라서 시스템 신뢰도는 **약
**문제:**
문제는 어뢰 탐지 경보 시스템의 신뢰도를 계산하는 것을 요구합니다. 시스템은 영구적으로 작동하며, 조작자의 실수율과 인간-기계 시스템의 작동 시간을 고려하여 신뢰도를 계산해야 합니다. 4가지 옵션 중 정답을 선택해야 합니다.
**정답:** 2번. **약 95.96%**
**해설:**
**1. 시스템 신뢰도 개념:**
시스템 신뢰도는 특정 시간 동안 시스템이 오류 없이 정상적으로 작동할 수 있는 확률을 의미합니다.
**2. 문제 상황 분석:**
**주어진 정보:**
* **시스템 유형:** 영구 작동 시스템
* **조작자 실수율:** 0.001t/시간 (t는 시간)
* **조작자 실수율 특징:** 균질 (시간에 따라 일정함)
* **스위치 작동 주기:** 15분 (0.25시간)
* **인간실수확률 (HEP):** 0.01
* **계산 시간:** 2시간에서 3시간 사이
**3. 신뢰도 계산:**
**단계 1: 조작자 실수 계산:**
2시간에서 3시간 사이에 발생하는 조작자 실수는 다음과 같이 계산됩니다.
```
조작자 실수 = 실수율 * 시간 * 작동 횟수
```
* **시간:** 2시간 ~ 3시간
* **작동 횟수:** (2시간 / 0.25시간/작동) ~ (3시간 / 0.25시간/작동) = 8 ~ 12 작동
따라서 조작자 실수는 다음과 같이 계산됩니다.
```
조작자 실수 = 0.001t/시간 * (2시간 ~ 3시간) * (8 ~ 12 작동)
= 0.008t ~ 0.036t
```
**단계 2: 시스템 오류 계산:**
시스템 오류는 조작자 실수와 인간-기계 시스템 오류를 모두 포함합니다.
```
시스템 오류 = 조작자 실수 + 인간-기계 시스템 오류
```
인간-기계 시스템 오류는 HEP를 사용하여 다음과 같이 계산됩니다.
```
인간-기계 시스템 오류 = HEP * 작동 횟수
= 0.01 * (8 ~ 12 작동)
= 0.08 ~ 0.12
```
따라서 시스템 오류는 다음과 같이 계산됩니다.
```
시스템 오류 = 0.008t ~ 0.036t + 0.08 ~ 0.12
= 0.088t ~ 0.156t + 0.08 ~ 0.12
```
**단계 3: 시스템 신뢰도 계산:**
시스템 신뢰도는 1에서 시스템 오류를 뺀 값입니다.
```
시스템 신뢰도 = 1 - 시스템 오류
= 1 - (0.088t ~ 0.156t + 0.08 ~ 0.12)
= 0.844t ~ 0.912t + 0.88 ~ 0.92
```
**4. 해석:**
문제에서 제시된 시간 범위는 2시간에서 3시간 사이입니다. 이 범위 내에서 시스템 신뢰도를 계산하면 다음과 같습니다.
* **최소 신뢰도:** 0.844 * 2 + 0.88 = 1.768 + 0.88 = **2.648**
* **최대 신뢰도:** 0.912 * 3 + 0.92 = 2.736 + 0.92 = **3.656**
따라서 시스템 신뢰도는 **약
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