선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 두 가지 측면(인체 크기, 제품 사용 자세)의 사용자 다양성을 고려한 새로운 인체측정학적 설계 방법을 개발하였다. 본 연구에 제안된 설계 방법은 다양한 인체 크기를 가지는 대표인체모델을 통계적으로 생성하는 기법을 포함하고 있다.
- 본 연구는 사용자 중심 제품 개발을 위해 두 가지 측면(인체 크기와 자세)의 신체적 다양성을 고려한 인체측정학적 설계 방법을 개발하였다. 개발된 설계 방법은 경계 영역 기법을 적용하여 설계 대상 사용자의 다양한 인체 크기 특성을 통계적으로 대표하는 인체모델을 설계에 적용한다.
제안 방법
- 본 연구는 사용자 중심 제품 개발을 위해 두 가지 측면(인체 크기와 자세)의 신체적 다양성을 고려한 인체측정학적 설계 방법을 개발하였다. 개발된 설계 방법은 경계 영역 기법을 적용하여 설계 대상 사용자의 다양한 인체 크기 특성을 통계적으로 대표하는 인체모델을 설계에 적용한다. 경계 영역 기법은 기존의 대표인체모델 생성 기법들(Bittner et al.
- 개발된 설계 방법은 설계 민감도 분석을 통해 대표인체모델의 자세 손실 점수를 최소화하는 최적의 설계 치수를 결정한다. 본 연구의 설계 민감도 분석은 설계 치수가 변할 때 자세 손실 점수가 얼마나 민감하게 변하는지를 분석할 수 있게 한다 (Rahman, 2009; Chinneck, 2007; Breierova and Choudhari, 2001).
- 첫째 단계는 자세 simulation 분석을 위해 필요한 두 가지 기초 정보 (linkage human model, 자세 손실 함수)를 정의한다. 둘째 단계는 설계변수의 치수 변화에 따른 대표인체모델의 자세를 정의된 linkage human model을 이용해 추정하고, 추정된 자세에 대한 자세 손실 점수를 정의된 자세 손실 함수(loss function)를 이용해 정량화한다. 마지막 단계는 파악된 다양한 설계치수에 대한 자세 손실 점수에 근간하여 설계 민감도(design sensitivity)를 분석하고, 자세 손실 점수가 최소화되도록 설계치수를 결정한다 (상세 내용은 3.
- 둘째, 경계 영역 기법을 적용해 목표한 비율의 사용자를 통계적으로 대표하는 인체모델을 생성한다. 경계 영역 기법은 2단계 절차(경계 영역 설정, 경계 영역 내부 사용자 군집 분석)를 통해 다양한 인체크기를 가지는 대표인체모델을 생성한다(Jung et al.
- , 2009). 또한, 본 연구의 설계 방법은 자세 simulation 분석을 통해 사용자들의 다양한 제품 사용 자세를 설계에 반영할 수 있다.
- 마지막 단계는 2단계 절차(대표인체모델별 최적 설계 치수 분석, 대표인체모델 통합 최적 설계 치수 결정)를 통해 설계변수의 설계 치수를 결정하였다. 먼저, 대표인체모델별 최적 설계 치수는 <그림 8>에 나타낸 것과 같이 대표인체모델별 자세 simulation 분석을 통해 파악된 다양한 설계 치수 조건에 대한 손실 점수 분포에 근간하여 손실 점수가 최소가 되는 치수로 결정되었다.
- 먼저, 대표인체모델별 최적 설계 치수는 에 나타낸 것과 같이 대표인체모델별 자세 simulation 분석을 통해 파악된 다양한 설계 치수 조건에 대한 손실 점수 분포에 근간하여 손실 점수가 최소가 되는 치수로 결정되었다.
- 또한, 제안된 설계 방법은 다양한 제품 사용 자세에 대한 시뮬레이션 분석을 통해 다양한 자세 특성을 설계에 반영할 수 있다. 본 연구는 개발된 설계 방법의 유용성을 분석하기 위해 컴퓨터 워크스테이션 설계에 적용하였다.
- 본 연구는 개발된 인체측정학적 설계 방법을 컴퓨터 워크스테이션 설계에 적용하여 와 같은 설계 치수를 도출하였다.
- 본 연구는 두 가지 측면(인체 크기, 제품 사용 자세)의 사용자 다양성을 고려한 새로운 인체측정학적 설계 방법을 개발하였다. 본 연구에 제안된 설계 방법은 다양한 인체 크기를 가지는 대표인체모델을 통계적으로 생성하는 기법을 포함하고 있다. 또한, 제안된 설계 방법은 다양한 제품 사용 자세에 대한 시뮬레이션 분석을 통해 다양한 자세 특성을 설계에 반영할 수 있다.
- 그로 인해, 본 연구는 설계 대안들의 치수를 표준지침 및 기존 제품과 직접적으로 비교하여 상대적 우수성을 판단할 수 없었다. 본 연구에 제안된 설계 방법은 설계 적용성 향상을 위해 시스템화가 필요하다. 제안된 설계 방법은 통계적 기법 및 시뮬레이션 분석을 포함하고 있어 해당 분야에 대한 전문 지식이 부족하면 적용이 어렵다.
- 개발된 설계 방법은 설계 민감도 분석을 통해 대표인체모델의 자세 손실 점수를 최소화하는 최적의 설계 치수를 결정한다. 본 연구의 설계 민감도 분석은 설계 치수가 변할 때 자세 손실 점수가 얼마나 민감하게 변하는지를 분석할 수 있게 한다 (Rahman, 2009; Chinneck, 2007; Breierova and Choudhari, 2001). 따라서 설계 민감도 분석을 통해 파악된 다양한 설계 치수에 대한 손실 점수는 최적 설계 치수 결정에 유용하게 활용될 수 있다.
- 설계 공식은 설계변수와 신체적 특성 간의 기하학적 연관관계(정기효 외, 2007)와 ANSI/HFES(2007)을 참고하여 와같이 개발되었다.
- 자세 simulation을 통한 설계 치수 결정은 세 단계 절차(simulation 기본 정보 정의, simulation 분석, 설계 민감도 분석)를 통해 이루어졌다. 첫째 단계는 대표인체모델의 자세 simulation을 위해 두가지 simulation 기본 정보(linkage human model, 자세 손실 함수)를 정의하였다.
- 자세 simulation을 통한 설계 치수 결정은 세 단계 절차(simulation 기본 정보 정의, simulation 분석, 설계 민감도 분석)를 통해 이루어졌다. 첫째 단계는 대표인체모델의 자세 simulation을 위해 두가지 simulation 기본 정보(linkage human model, 자세 손실 함수)를 정의하였다. Linkage human model은 <그림 5>와 같이 정의되었으며, link의 크기는 생성된 대표인체모델의 인체 크기에 기존 연구(SAE, 1991; Human Scale, 1980)의 변환 상수를 곱해 결정되었다.
대상 데이터
- 설계 변수는 과 같이 5개 부문(좌판, 등받이, 팔걸이, 다리 공간, 그리고 책상)의 14개 변수로 선정되었으며, 인체변수는 선정된 설계변수의 치수 결정에 영향을 주는 11개 변수로 선정되었다.
데이터처리
- 설계된 컴퓨터 워크스테이션의 다변량 인구수용 비율(multivariate accommodation percentage)은 목표 비율(90%)에 근접한 89%로 분석되었다. 본 연구의 다변량 인구수용 비율은 평가용 사용자 집단(n = 1,000) 중에서 인체 크기가 모든 설계 변수의 치수에 부합하는 사용자의 비율로 계산되었다(Jung et al., 2009). 분석 결과, 평가용 사용자의 89%는 모든 설계 변수(14개)의 치수가 인체 크기에 적합한 것으로 나타났다.
- 본 연구의 자세 simulation 분석은 에 나타낸 것과 같이 Visual Basic 6.0을 이용해 개발된 프로그램을 이용하여 이루어졌다.
이론/모형
- 둘째 단계는 설계변수의 치수 변화에 따른 대표인체모델의 자세를 정의된 linkage human model 및 설계 공식을 이용해 추정하였다. 대표인체모델의 자세는 지정된 설계 치수에 대표인체 모델이 착석 및 도달할 수 있는 모든 자세 대안을 자세 simulation 분석을 통해 파악한 후, 파악된 자세 대안들 중에서 자세 손실점수가 최소가 되는 자세로 설정되었다(정기효 외, 2010).
- 마지막으로, 인간공학적 설계 원칙은 미국 표준 컴퓨터 워크스테이션 설계 지침 (ANSI/ HFES, 2007)을 고려하여 과 같이 결정되었다.
- 5cm로 각각 결정된다. 최종 설계 치수는 파악된 대표인체모델별 최적 설계 치수에 해당 설계 변수의 인간공학적 설계 원칙을 적용하여 결정되었다. 예를 들면, 최적 의자 높이는 파악된 대표인체모델별 요구 설계 치수(예 : 37.
성능/효과
- 또한, 의자 깊이 설계 공식은 착석 시 오금 부분이 좌판 전면(edge)과 접촉되지 않도록 “엉덩이오금수평길이-1cm”로 결정되었다.
- 본 연구는 개발된 컴퓨터 워크스테이션 설계를 표준 지침 및 기존 제품과 비교하였으나, 상대적 설계 우수성을 판별하지 못한 한계점이 있다. 본 연구의 설계 치수는 표준 지침 5종 및 기존 제품 2종과 유사한 것으로 나타났으나, 일부 설계 치수(예 : 등받이 너비와 길이)는 상이한 결과를 보이는 것으로 분석되었다. 이러한 설계 치수의 차이는 설계 개념(예 : 여유 공간 크기, 목표 수용 비율, 설계대상 인구의 특성)이 상이하기 때문인 것으로 추정된다.
- 본 연구의 컴퓨터 워크스테이션 설계는 표준 설계 지침(5종; ANSI, EU, CEN, DIS, 그리고 SS) 및 시판 제품(2종; model A and model B)의 치수와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다( 참조).
- , 2009). 분석 결과, 평가용 사용자의 89%는 모든 설계 변수(14개)의 치수가 인체 크기에 적합한 것으로 나타났다.
- 설계된 컴퓨터 워크스테이션의 다변량 인구수용 비율(multivariate accommodation percentage)은 목표 비율(90%)에 근접한 89%로 분석되었다. 본 연구의 다변량 인구수용 비율은 평가용 사용자 집단(n = 1,000) 중에서 인체 크기가 모든 설계 변수의 치수에 부합하는 사용자의 비율로 계산되었다(Jung et al.
후속연구
- 본 연구의 설계 민감도 분석은 설계 치수가 변할 때 자세 손실 점수가 얼마나 민감하게 변하는지를 분석할 수 있게 한다 (Rahman, 2009; Chinneck, 2007; Breierova and Choudhari, 2001). 따라서 설계 민감도 분석을 통해 파악된 다양한 설계 치수에 대한 손실 점수는 최적 설계 치수 결정에 유용하게 활용될 수 있다.
- 따라서 제안된 설계 방법을 제품 설계에 효율적으로 적용할 수 있도록 에 나타낸 것과 같이 제안된 설계 방법을 시스템화하는 후속 연구가 필요하다.
- 본 연구는 개발된 컴퓨터 워크스테이션 설계를 표준 지침 및 기존 제품과 비교하였으나, 상대적 설계 우수성을 판별하지 못한 한계점이 있다. 본 연구의 설계 치수는 표준 지침 5종 및 기존 제품 2종과 유사한 것으로 나타났으나, 일부 설계 치수(예 : 등받이 너비와 길이)는 상이한 결과를 보이는 것으로 분석되었다.
- 본 연구의 simulation 분석은 linkage human model을 사용하고 있어 자세 변화에 따른 표피 면적 변화와 같은 동적 특성이 고려하지 않은 한계점이 있다. 인간은 표피 변화(skin deformation)와 같은 동적 특성이 있으나 linkage human model과 같은 rigid body는 이러한 특성을 반영하지 못한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.