[논문]작업자의 인지를 고려한 공정 설계에 대한 실증 연구

김연민

doi:10.7232/jkiie.2016.42.2.080

[국내논문] 작업자의 인지를 고려한 공정 설계에 대한 실증 연구
An Empirical Analysis of a Process Design Considering Worker's Cognition 원문보기

대한산업공학회지 = Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, v.42 no.2, 2016년, pp.80 - 85

Abstract ▼ AI-Helper

This study suggests a process design using cognitive processes. Job characteristic model for job design and recent cognitive engineering studies for process design are reviewed briefly. By using these concepts, the lean production system is re-interpreted in terms of cognitive engineering and the latent dimensions of the lean production system are revealed as the application of cognitive engineering principles. An integrated process design framework for cognitive manufacturing system using job characteristic model is suggested for the effective design of manufacturing system. Propositions for empirical analysis of this model are also analyzed through a questionnaire survey. Propositions are (1) experiential cognition and motivation potential affect the ability, role perception, and need for achievement of the operator in the manufacturing system, (2) the ability, role perception, and need for achievement of the operator affect the job performance. Both propositions are supported by correlation analysis and path analysis.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

최근의 제조시스템은 자동화가 진척되고 많은 공정정보가 산출되나 일반적 공정설계의 관심은 인간보다는 공정의 기계적 자동화에 보다 더 많은 관심을 기울여 왔다고 볼 수 있다. 그러나 본 연구는 작업 및 공정설계에서 과거의 인간에 의존하는 인간관계전략이나 기계에 주로 의존하는 자동화 전략이 아닌 인간과 기계를 동시에 고려할 수 있는 인지적 접근법이 중요함을 실증 연구를 통해 제안하고자 한다[Table 1].
이러한 제조시스템에서는 작업자가 미래 생산의 목표를 구체적이고 명확히 이해하고, 미래 상태를 예측할 수 있는 공정 상태에 대한 정확한 정신 표상을 제공받으며, 공정의 동태에 대한 정확한 정신모형을 지닐 수 있을 것이다. 그러므로 본 연구는 공정설계에서작업자의 인지를 어떻게 고려하여 제조시스템을 설계할 수 있는가를 밝히기 위해 린생산 시스템을 인지적 관점에서 재해석하며 또 공정설계와 관련된 인지이론을 이용하여 개념적 모델과 가설을 제시하고 실증적 분석을 통해 이를 검증하고자 한다.
, 1997). 본 연구는 린 생산시스템의 이론적 구성을 인지공학적 설계라는 관점에서 접근하여 린 생산 시스템에서 인지공학적 제조시스템의 설계 원리가 어떻게 적용되어 작업성과를 향상시켰으며, 린 생산시스템의 이론적 구성과 관련된 차원이 무엇인가를 살펴보고자 한다. 린 생산 시스템에서 인지공학적 공정 설계원리가 실현된 예를 Norman(1988)이 제시한 인지공학적 설계 원리를 이용하여 다음과 같이 정리 할 수 있다.
본 연구는 인지적 과정을 고려한 공정 설계를 가능하게 하는 과정에 대한 이론적 검토와 인지적 과정을 고려한 공정 설계하기 위한 통합 공정 설계 모형[Figure 1]을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 공정설계 모형은 관련 이론틀(framework)을 명료화하며, 이와 관련된 개념을 정리했으며, 공정설계에 대한 인지적 관점을 분석한 새로운 접근이라는 점에서 그 가치가 있다.
본 연구의 목적은 첫째, 인지과학을 이용하여 공정을 보다 효율적이고 효과적으로 설계할 수 있게 하며, 둘째, 작업장의 효율과 효과성을 높이기 위한 작업자 참여를 확보할 수 있게 하며, 셋째, 어떻게 작업자의 인지를 고려하여 제조 시스템을 설계할 수 있을까를 제시하고자 한다.
본 설문지는 공정의 자동화가 높은 2차 전지 사업부의 40명의 근무자에게서 조사되었다. 설문지는 공정의 설계 변수가 작업자의 능력, 역할 인식, 성취욕구 및 작업자의 성과에 어떤 영향을 미치는 가를 파악하고자 하였다. 설문지의 신뢰도를 평가하기 위해 크론바하 알파 값을 구하였다.

가설 설정

가설 1 : 경험적 인지와 동기화 가능지수는 작업자의 능력과 역할인식, 성취욕구에 영향을 준다.
가설 2 : 작업자의 능력, 역할 인식, 성취욕구는 작업자의 작업 성과에 영향을 준다.
가설 3 : 경험적 인지와 동기화는 서로 상관되어 있다.

제안 방법

본 연구에서 제시한 공정설계 모형은 관련 이론틀(framework)을 명료화하며, 이와 관련된 개념을 정리했으며, 공정설계에 대한 인지적 관점을 분석한 새로운 접근이라는 점에서 그 가치가 있다. 본 연구는 이론적 틀이 명료화하지 않은 실증분석을 지양하고 현장방문 등을 통해 개념적 모형을 명확히 한 후 이를 통해 가설을 엄밀히 하였다. 가설은 검증결과 모두 지지 되었으며 동기화 지수와 더불어 경험적 인지가 제조시스템 설계의 중요한 변수임을 증명하였다.
본 연구에서는 상관관계 분석과 경로 분석을 수행하였다. 능력, 역할인식, 성취욕구, 작업 성과 변수에 대한 상관관계를 분석한 결과는 [Table 2]와 같다.
작업자의 능력, 역할인식, 성취욕구(Achievement Need)는 작업자의 성과로 이어지며 이는 다시 작업성과로 이어진다. 여기서 작업자의 작업성과는 품질과 생산성 등으로 조작화 하였다.

대상 데이터

S사는 브라운관, PDP, AMOLED 등의 디스플레이 제품 생산을 주력 사업으로 하였으나, 2000년 리튬이온 2차 전지 사업에도 진출하여 사업을 다각화하였다. 본 설문지는 공정의 자동화가 높은 2차 전지 사업부의 40명의 근무자에게서 조사되었다. 설문지는 공정의 설계 변수가 작업자의 능력, 역할 인식, 성취욕구 및 작업자의 성과에 어떤 영향을 미치는 가를 파악하고자 하였다.
인지적 공정 설계에 대한 실증 연구를 위한 설문지는 S사의 작업자 40명에게 2014년 10월 15일부터 10월 20일 사이에 배포되어 조사되었다. S사는 브라운관, PDP, AMOLED 등의 디스플레이 제품 생산을 주력 사업으로 하였으나, 2000년 리튬이온 2차 전지 사업에도 진출하여 사업을 다각화하였다.

데이터처리

설문지는 공정의 설계 변수가 작업자의 능력, 역할 인식, 성취욕구 및 작업자의 성과에 어떤 영향을 미치는 가를 파악하고자 하였다. 설문지의 신뢰도를 평가하기 위해 크론바하 알파 값을 구하였다. 본 연구에서 사용된 문항은 경험적 인지 변수외에는 조직행동론에서 이미 개발된 문항을 이용하였으므로 변수의 신뢰도가 있을 것으로 예상하였으나, 변수내의 여러 문항의 일관성과 하나의 개념을 측정하는 정도를 정확히 살펴보기 위해 실시한 신뢰도 분석 결과 모든 변수의 크론바하 알파 값이 일반적 기준치인 0.

이론/모형

다시 핵심 인지 특성은 생산목표에 대한 명확한 구체화와 이해, 공정에 대한 정확한 정신 모형, 공정 메커니즘에 대한 정확한 내적 모형으로 연결된다고 보았다. [Figure1]의 하단은 Hackman and Oldham(1976)의 작업특성 모형을 그대로 사용하였다.
경험적 인지는 공정설계 개념인 공정의 가시화, 공정의 일관성, 공정의 단순화, 공정의 모듈화, 인지적 피드백의 정도로 측정 조작화(operationalization)하였으며, 동기화 가능지수는 작업특성 모형의 조작화(Hackman and Oldham, 1976)를 그대로 이용하였다.

성능/효과

(5) 인간 오퍼레이터간의 의사소통 부족은 작업자간의 협동을 저해한다.
본 연구는 이론적 틀이 명료화하지 않은 실증분석을 지양하고 현장방문 등을 통해 개념적 모형을 명확히 한 후 이를 통해 가설을 엄밀히 하였다. 가설은 검증결과 모두 지지 되었으며 동기화 지수와 더불어 경험적 인지가 제조시스템 설계의 중요한 변수임을 증명하였다. 추후 연구 과제로는 자료의 부족으로 분석하지 못한 구조방정식 모델(structural equation model)을 통한 엄밀한 실증 연구를 수행하는 것이 필요해 보인다.
작업자의 능력, 역할 인식, 성취욕구는 작업자의 작업성과와 높은 상관관계를 보이므로 가설 2를 지지한다. 경험적 인지와 동기화는 이론적으로 다른 차원임에도 서로 높은 상관관계(0.784***)를 보여 이들의 관계에 대한 추가적 분석을 위해 경험적 인지와 동기화지수에 대한 요인분석 결과 경험적 인지와 동기화 지수는 다른 요인으로 구분되었다.
추가적으로 경로분석(Path Analysis) 결과 경험적 인지변수가 작업성과 변수에 대해 매개변인인 능력, 역할인식, 성취욕구 변수를 통해 매개되는 부분매개임을 알 수 있었다. 또 동기화 지수 변수는 작업성과 변수에 대해 매개변인인 능력, 역할인식, 성취욕구 변수를 통해 매개되는 부분매개임을 알 수 있었다.
설문지의 신뢰도를 평가하기 위해 크론바하 알파 값을 구하였다. 본 연구에서 사용된 문항은 경험적 인지 변수외에는 조직행동론에서 이미 개발된 문항을 이용하였으므로 변수의 신뢰도가 있을 것으로 예상하였으나, 변수내의 여러 문항의 일관성과 하나의 개념을 측정하는 정도를 정확히 살펴보기 위해 실시한 신뢰도 분석 결과 모든 변수의 크론바하 알파 값이 일반적 기준치인 0.7보다 상당히 높아 변수의 신뢰도가 있는 것으로 판명되었다[Table 2]. 단 추가적 요인분석 결과 경험적 인지 문항 중 하나는 같은 요인으로 보기 어려워 제외되었다.
본 연구는 인지적 과정을 고려한 공정 설계를 가능하게 하는 과정에 대한 이론적 검토와 인지적 과정을 고려한 공정 설계하기 위한 통합 공정 설계 모형[Figure 1]을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 공정설계 모형은 관련 이론틀(framework)을 명료화하며, 이와 관련된 개념을 정리했으며, 공정설계에 대한 인지적 관점을 분석한 새로운 접근이라는 점에서 그 가치가 있다. 본 연구는 이론적 틀이 명료화하지 않은 실증분석을 지양하고 현장방문 등을 통해 개념적 모형을 명확히 한 후 이를 통해 가설을 엄밀히 하였다.
작업성과를 설명하는 변수로는 능력, 역할인식, 성취욕구가 높은 상관관계를 보였다. 회귀분석에서는 다공성(Multi-Colinearity) 문제를 해결하기 위해 단계적 회귀분석 결과 성취욕구가 작업성과에 가장 큰 영향을 주는 변수로 확인되었으며 R2가 0.
추가적으로 경로분석(Path Analysis) 결과 경험적 인지변수가 작업성과 변수에 대해 매개변인인 능력, 역할인식, 성취욕구 변수를 통해 매개되는 부분매개임을 알 수 있었다. 또 동기화 지수 변수는 작업성과 변수에 대해 매개변인인 능력, 역할인식, 성취욕구 변수를 통해 매개되는 부분매개임을 알 수 있었다.
작업성과를 설명하는 변수로는 능력, 역할인식, 성취욕구가 높은 상관관계를 보였다. 회귀분석에서는 다공성(Multi-Colinearity) 문제를 해결하기 위해 단계적 회귀분석 결과 성취욕구가 작업성과에 가장 큰 영향을 주는 변수로 확인되었으며 R2가 0.56이었다.

후속연구

추후 연구 과제로는 자료의 부족으로 분석하지 못한 구조방정식 모델(structural equation model)을 통한 엄밀한 실증 연구를 수행하는 것이 필요해 보인다. 또 경험적 인지와 동기화지수는 다른 요인으로 밝혀졌으나 높은 상관관계를 가지므로 추후 경험적 인지와 동기화지수 변수의 원인 결과에 대한 인과관계에 대한 분석이나 혹은 다른 confounding 요인이 있는지에 대한 엄밀한 분석이 필요하다.
아울러 설문이 작업현장에서 이루어지고, 항목이 정성적인 부분이 많아 설문 항목을 작업자가 쉽게 이해하도록 구성하려는 엄밀성 확보가 더 필요해 보인다. 아울러 추후 작업의 인지를 고려한 공정설계를 명확히 하기 위해서는 보다 많은 실증 연구의 축적이 필요하다.
가설은 검증결과 모두 지지 되었으며 동기화 지수와 더불어 경험적 인지가 제조시스템 설계의 중요한 변수임을 증명하였다. 추후 연구 과제로는 자료의 부족으로 분석하지 못한 구조방정식 모델(structural equation model)을 통한 엄밀한 실증 연구를 수행하는 것이 필요해 보인다. 또 경험적 인지와 동기화지수는 다른 요인으로 밝혀졌으나 높은 상관관계를 가지므로 추후 경험적 인지와 동기화지수 변수의 원인 결과에 대한 인과관계에 대한 분석이나 혹은 다른 confounding 요인이 있는지에 대한 엄밀한 분석이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	품질이나 생산성을 높이기 위해서는 무엇이 중요한가?	품질이나 생산성을 높이기 위해서는 공정의 설계가 중요하다. 제조시스템의 설계자들은 공정 설계시 의사결정자나 작업자의 인지적 과정을 제대로 고려하지 않은 채 이러한 시스템을 설계해 왔다.
	자동화의 문제점은?	(1) 감시부담의 증가로 모니터링에 대한 부하가 높아진다. (2) 복잡하고 구성 부품이 더 많아져 요소 풍부화와 시스템 복잡성을 일으킨다. (3) 안전에 대한 그릇된 과신 또는 불신을 제공한다. (4) 외부루프 불친숙성(Out of the loop unfamiliarity)으로 공정에 대해 잘 알 수 있는 범위를 벗어나게 한다. (5) 인간 오퍼레이터간의 의사소통 부족은 작업자간의 협동을 저해한다.
	제조시스템의 설계자들은 어떻게 시스템을 설계해 왔는가?	품질이나 생산성을 높이기 위해서는 공정의 설계가 중요하다. 제조시스템의 설계자들은 공정 설계시 의사결정자나 작업자의 인지적 과정을 제대로 고려하지 않은 채 이러한 시스템을 설계해 왔다. 최근까지 공정 설계는 의사결정자나 작업자의 의사결정 등의 인지적 측면에 대한 고려보다는 첨단제조기술의 강점에 의해 주로 이루어져 왔다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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