4장. 노동강도,

얼마나 낮추어야 하나

- 육체적 부하 평가를 중심으로

1. 예비실험 : 도구의 신뢰도와 타당도 검사	329

2. 한국인 노동자에 맞는 에너지 소모량 허용기준 산출	335

3. 현장 평가 : 육체적 작업 부하 평가	340

3.1. 육체적 작업 부하 평가 방법	340

3.2. 육체적 부하평가 결과	345

4. 국제노동기구(ILO)의 휴식 여유율에 대한 검토	356

4.1. 국제노동기구 휴식 여유율의 의미	356

4.2. 국제노동기구 휴식 여유율의 장단점	358

4.3. 국제노동기구 휴식 여유율 중 대체 항목 제안	359

5. 국제노동기구 휴식 여유율 중 변경할 항목의 측정 결과	365

5.1. 작업 중 에너지 소모량 한국인 기준을 이용한 휴식 여유율 평가	365

5.2. 반복 작업 기준 휴식 여유율 측정 결과	366

5.3. 온도 기준 휴식 여유율 측정 결과	367

5.4. 소음 기준 휴식 여유율 측정 결과	368

5.5. 전체 항목을 적용한 휴식 여유율	368

5.6. 현대 자동차 휴식 여유에 대한 제언	372

6. 노동강도와 관련된 건강문제 평가	373

6.1. 노동강도 관련 건강문제 평가 방법	373

6.2. 평가 결과 : 노동강도 지표들은 건강에 문제를 일으키는가?	377

6.3. 소결	386

7.  부서별 노동강도 관련 개선 우선 순위 평가	387

7.1.1. 소재공장 개선 우선순위	388

7.1.2. 승용1공장 개선 우선순위	388

7.1.3. 소형엔진공장 개선 우선순위	390

8. 요약	391

[보론] 주야 맞교대 노동자의 누적노동강도	394

4장. 노동강도,

얼마나 낮추어야 하나

- 육체적 부하 평가를 중심으로

예비실험 : 도구의 신뢰도와 타당도 검사

현대자동차 노동강도 평가와 대안 마련을 위한 연구 보고서

Ⅲ. 연구 결과 …… 4장. 노동강도 얼마나 낮추어야 하나

예비실험의 배경과 의의

예비실험은 자전거 에르고미터를 이용한 최대 산소 소모량 측정의 신뢰성 및 타당성을 확인하고, 한국인에게 적합한 평가 모형을 개발하기 위해 실시하였다.

최대 산소 소모량(VO2max)은 인간의 육체적 작업 능력(또는 운동 능력)과 에너지 소비량을 측정하는 척도이다. 최대 산소 소모량이란 개인의 산소 섭취 능력을 나타내며, 개인이 장기간 수행할 수 있는 노동의 강도를 결정짓는 중요한 요소이다. 특히 운동 시 1분간 최대로 섭취할 수 있는 산소의 양은 개인의 전신 지구력을 평가하는 지표로 사용할 수 있다.

최대 산소 소모량을 측정하는 방법에는 두 종류가 있다. 첫 번째 방법은 가스 마스크를 쓰고 최대 한도까지 운동을 하면서 숨을 들여 마실 때와 내쉴 때의 산소량을 직접 측정하는 것으로 최대 부하검사(maximal test)라 한다. 두번째 방법은 운동 기구를 이용하여 최대 한도의 70-85%까지를 운동하면서 안정 상태의 심박 수와 운동할 때의 심박 수를 이용하여 최대 운동 부하 시 산소 소모량을 간접적으로 추정하는 방법이 있다. 이 때 최대 한도에 도달하기 전에 운동을 중단하기 때문에 이 방법을 최대 하(下) 부하검사(submaximal test)라 한다. 최대 산소 소모량을 측정할 때 운동을 시키는 방법에는 트레드밀(treadmill, 러닝머신)과 자전거 에르고미터의 두 가지 방법이 있는데, 자전거 에르고미터를 이용한 최대 부하검사에는 Bruce, Naughton 방법 등이 있고, 최대 하 부하검사에는 Astrand, YMCA 등이 있다.

국내에서는 자전거 에르고미터와 트레드밀을 동시에 사용하여 양쪽의 최대 산소 소모량을 비교하여 자전거 에르고미터의 타당성을 평가한 연구는 있었으나, 가스 분석기를 사용하지 않으면 최대 산소 소모량을 구할 수 없는 한계를 가지고 있었고, 다양한 방식으로 여러 종류의 가스 분석기를 적용하여 비교해본 시도도 아직은 없었다(표4-1 참고).

이번 연구는 가스 분석기를 이용하여 자전거 에르고미터의 타당성을 검증함으로써 가스 분석기 없이 자전거 에르고미터 만으로도 최대 산소 소모량을 추정할 수 있는지를 확인하였다는 데 의의가 있다. 또한, 자전거 에르고미터 사용 방법들 중 한국인의 체력에 적합하고 한국인의 최대 산소 소모량을 보다 정확히 추정할 수 있는 사용 방법을 밝혀내고자 하였다.

표 4-. 국내 자전거 에르고미터를 사용한 논문의 방법론 비교 검토

제목	저자	연구방법	연구결과
한국인 남자 대학생의 육체적 작업 능력에 관한 연구	이병근, 우동필	20대 남자 5명을 대상으로 최대 하 부하검사(최대 심박 수의 30%, 50%, 75%에 해당하는 작업부하)를 각각 5분간 실시하여 각 작업부하의 정상상태에 도달시 산소소모량과 마지막 1분간 측정치를 회귀분석하여 최대 산소 소모량을 예측함. (CATEYE ERGOCISE EC-1200 Cycle ergometer 이용)	자전거: 2591.51ml/분, 트레드밀: 2951.35ml/분
인력물자취급의 생리적 작업능력에 관한 연구	정성학, 김홍기	6명의 남자 대학생을 대상으로 최대 하 부하검사(최대 심박 수의 30%, 50%, 75%에 해당하는 작업부하)를 각각 5분간 실시하여 산소소모량과 심장박동수를 측정하여 최대 산소 소모량과 생리적 작업능력을 추정함. (미국 SensorMedics사 Ergoline SMC Ergo-metrics 800S Ergometer 이용)	자전거: 2562.71ml/분, 트레드밀: 2874.89ml/분
30-60대 건강한 서울시민의 각근신전파위 및 신체작업능력	선우섭, 서재균, 손두욱 등	30-60대 서울 남자 97명, 여자 216명과 동경 남자 100명, 여자 409명을 대상으로 최대심박 수의 75%에 해당하는 작업능력을 산출함. (Combi aerobike, 75XL 이용)	서울시민의 작업능력이 높음
한국여성의 육체적 작업능력에 관한 연구	김철홍, 김태광	20대 여자대학생 15명을 대상으로 예측 최대 산소 소모량의 30-40, 50-60, 70-80%에 해당하는 작업부하를 주어 그때의 산소 소모량과 심장박동수를 이용하여 회귀분석으로 최대 산소 소모량을 추정함. 2일간 40W, 40rpm에서 12분간 적응훈련을 거침. (Monark Cecle Ergometer 이용)	1.82-2.08L/분(여성이 남성의 71.70-72.62%)
직업유형에 따른 생리학적 작업능력의 비교 분석	박지수,김홍기,최진영	최대 심박 수의 30%,50%,75%에 해당하는 작업부하로 각 5분간 실험(ramp test)하고, 50W, 75W, 100W, 125W, 150W 정도의 작업부하로 각 2분간 실험(incremental test)함. 50rpm을 유지함. 10일간 매일 1시간씩 50W, 50rpm 조건으로 10분간 훈련을 거침. (SensorMedics사 ergo-metric 800s)
Bucycle ergometer에 의하여 측정된 최대 산소소모량에 영향을 미치는 요소	두진응, 등	건강증진센터 방문한 425명을 대상으로 10분간 페달의 하중이 3단계로 증가하여 최종 시점의 맥박수를 이용하여 최대운동능력을 추정함, 산소 1L는 5.0Kcal, 자전거의 인체효율을 23%로 가정하여 최대산소소모량을 구함.	최대 산소 소모량: 21.1-33.2
젊은 성인 남자의 유산소능력 측정에 있어서 최대하 고정식 자전거 검사법의 신뢰도와 정확도	김경수, 이손호, 등	의과대학생 20명을 대상으로 2주간 2회의 최대 하 부하검사 방법을 통해 검사-재검사(test-retest)하여 신뢰도를 평가함, 두 번째 검사 후 1시간 이내에 최대 부하검사를 수행하여 가스분석을 통해 최대 산소 소모량을 측정하여 최대 하 부하검사의 타당도를 평가함. 흡연자나 빈혈은 제외함.	신뢰도 0.72 타당도 0.69

신뢰도와 타당도 검사 방법

신뢰도 검사

20대의 남성 5명과 여성 4명을 대상으로 자전거 에르고미터(Combi XL II)를 사용하여 최대 산소 소모량을 측정하였다. 측정 시간은 오후 3-6시, 온도 20-22도의 조건에서 1회 측정 후, 1주 뒤 같은 조건에서 같은 사람을 재측정 하였다. 실험 전에는 술, 담배, 커피 등을 제한하였고, 식후 2시간 이후에 검사를 실시하였다. 검사의 신뢰도를 확인하기 위해 짝진 t-검정(paired t-test)을 사용하여 p 값을 계산하였다.

자전거 에르고미터(bicycle ergometer)는 스웨덴의 Monark사에서 개발한 Monark 자전거 에르고미터가 일반적으로 사용되고 있고, 우리나라에서는 일본에서 개발되고 타당성을 실험한 COMBI사의 자전거 에르고미터가 널리 사용되고 있다. Monark사의 839E 모델은 생리학이나 스포츠의학 등의 분야에서 주로 쓰이며, 좀더 정확하다고 알려져 있으며, 세계적으로 보편화되어 있다. COMBI사의 모델은 의과대학의 임상 실험에 많이 쓰이며, 사용이 간편하다는 장점이 있다.

타당도 검사

① 실험대상 : 건강한 20대 초반의 남자 및 여자 각각 15명씩 총 30명을 대상으로 자전거 에르고미터와 가스 분석기를 동시에 측정하여 최대 산소 소모량을 측정하였다.

② 실험조건 : 병력을 확인하고 의사의 청진을 통하여 심폐기능에 이상이 있는지를 확인하고 심폐기능 이상이 의심되는 사람은 실험에서 제외하였다. 실험 중 몸에 이상이 느끼면 검사를 즉시 중단하게 하였다. 또한, 실험 전 2-3시간 이내에는 식사, 담배, 술, 카페인 음료의 섭취를 금하고, 검사 1일 전의 과도한 운동, 음주를 제한하였다. 실험실은 신체 활동에 적합한 온도와 습도를 유지하고, 운동 능력에 영향을 줄 수 있는 다른 요인(소음, 정신적 스트레스 등)의 노출을 제한하였다.

③ 실험일정 : 실험 대상자는 자전거 에르고미터와 가스 분석기를 동시에 부착하여 최대 산소 소모량을 측정하였다. 검사 첫 날은 YMCA 프로토콜을 이용하여 1회 예비훈련 검사를 하여 자전거 에르고미터와 가스 분석기에 적응시켰다. 4일간 1일 1회의 검사로 상대 심박비를 이용한 방법, COMI,  Astrand, Bruce protocol을 이용한 방법을 각각 시행하였다.

④ 결과분석 : 자전거 에르고미터 검사에서 추정한 최대 산소 소모량과 가스 분석기를 사용하여 측정한 최대 산소 소모량의 상관 계수를 구하였다. Monark 839E를 이용한 네 가지 방법과 COMBI사를 사용한 한 가지 실험을 통해 구한 최대 산소 소모량들은 최대부하검사(Bruce protocol)에서 가스분석기로 실측된 값과 상관 계수를 구하여 타당성을 평가하였다. 또한, 예비 실험과 본 실험 측정치의 차이를 분석하였다.

신뢰도와 타당도 검사 결과

신뢰도 검사

검사 참여자들의 평균 나이, 체중, 키는 25.9세, 63.3kg, 168.7cm이었다. 1회 측정 시 최대 산소 소모량은 32.43(±4.26)㎖이었고, 2회 측정 시 32.59(±3.07)㎖이었다. 짝진 t-검정(paired t-test) 결과 p값은 0.8841로 두 군 간의 측정-재측정 시 최대 산소 소모량 값의 평균은 통계학적으로 차이가 없었다.

표 4-. 자전거 에르고미터 검사-재검사 결과(신뢰도 검정) (단위: ㎖/㎏)

최대산소소모량	평균	표준편차	p값*
검사(첫번째)	32.43	4.26	0.8841
재검사(두번째)	32.59	3.07

* 짝진 t-검정

타당도 검사

검사에 참여한 20대 초반의 남성 15명과 여성 15명의 평균 나이, 키, 체중은 20.8세, 170cm, 61.43kg이었다.

표 4-. 자전거 에르고미터 타당도 검사 참여자의 일반적 특성

항목	전체(30명)		남성(15명)		여성(15명)
	평균	표준편차	평균	표준편차	평균	표준편차
나이(세)	20.80	1.63	21.20	0.86	20.40	2.10
키(m)	1.70	0.07	1.75	0.04	1.65	0.05
체중(kg)	61.43	10.50	69.27	8.34	53.60	5.23

콤비 자전거 에르고미터를 이용하여 측정한 최대 산소 소모량은 체중 1kg당 32.08(±4.45)㎖였고, 가스 마스크를 이용한 최대부하검사에서 측정한 값은 31.24(±4.83)㎖이었다.

표 4-. 자전거 에르고미터 타당도 검사 참여자들의 최대 산소 소모량 (단위: ㎖/㎏)

항목	전체(30명)		남성(15명)		여성(15명)
	평균	표준편차	평균	표준편차	평균	표준편차
콤비	32.08	4.45	35.06	4.00	29.10	2.47
최대부하검사	31.24	4.83	34.65	3.93	27.83	2.82

가스 마스크를 이용한 최대 부하검사법이 가장 옳은 검사법이라고 할 때, 이 방법과 이번 연구에서 사용한 콤비 자전거 에르고미터 방법 사이의 상관계수는 0.65(p값<0.001)로 높게 나타났다.

또한 최대 부하검사법과 콤비 자전거 에르고미터를 이용한 검사 결과의 차이를 확인하기 위하여 윌콕슨 순위 검정법으로 검사한 결과, 콤비 자전거 에르고미터의 값이 약간 높았으나 통계학적으로 의미있는 차이는 아니었다.

표 4-. 최대부하검사법과 콤비 자전거 에르고미터법 간의 최대산소소모량 차이

최대부하-콤비	평균(㎖/㎏)	표준오차	p값†
	-0.04	0.05	0.36

† 윌콕슨 순위 검정

소결 - 자전거 에르고미터의 신뢰도와 타당도

본 연구에서 사용한 자전거 에르고미터의 신뢰도와 타당도는 높은 것으로 나타났다. 따라서 자전거 에르고미터를 이용하여 최대 하 부하검사를 실시하여 개인의 최대 산소 소모량을 구한 결과는 믿을 만하다고 판단할 수 있다.

한국인 노동자에 맞는 에너지 소모량 허용기준 산출

한국인 에너지 소모량 허용 기준 산출의 배경과 의의

미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH, 1981)은 직무를 설계할 때 노동자들이 단기 최대 육체 작업능력의 33% 보다 높은 조건에서 8시간 계속 작업을 하지 않도록 해야 한다고 지적하고 있다. 이것은 건강한 남성 노동자의 경우 5kcal/분을 초과하는 강도로, 건강한 여성 노동자의 경우에는 3.5kcal/분을 초과하는 강도로 작업해서는 안 된다는 것을 의미한다. 또한 간간이 역동적인 작업을 수행하는 경우(8시간 노동 중 1시간이나 그 이하의 작업)에는 권장 에너지 소비 한계를 건강한 남성과 여성 노동자에 대해 각각 9kcal/분과 6.5kcal/분으로 제시하고 있다. 단, 노령이거나 신체적으로 허약한 노동자들은 젊거나 신체적으로 건강한 노동자들에 비해 최대 작업 역량이 더 낮을 것이 분명하며, 이러한 노동자들에 대해서는 8시간 작업 역량 한계를 더 감소시켜야 한다.

단, 이 기준은 서양인의 체력을 기반으로 만들어진 것이기 때문에 한국 노동자들에게는 부적절할 수 있다. 그러나 불행하게도 본 연구이전에는 한국인 기준에 대한 연구가 없었다. 따라서 본 연구에서는 우선 위 미국 국립산업안전보건연구원의 기준을 적용하여 에너지 소모량을 평가해보고, 더 나아가 한국인 노동자에게 적합한 기준을 제시하고자 하였다.

한국인 에너지 소모량 허용 기준 산출 방법

미국 국립산업안전보건연구원의 기준은 최대 산소 소모량을 에너지로 환산한 값, 즉 최대 육체적 작업능력(Maximal Physical Work Capacity: MPWC)을 활용하여 만든다. 미국 성인 남성의 최대 육체적 작업 능력을 측정하여 하위 5%에 해당하는 값을 찾고(남성은 1분당 15kcal, 여성은 남성의 70%에 해당하는 1분당 10.5kcal) 그 33%에 해당하는 수치를 에너지 소모량의 허용 기준으로 만든 것이다. 다만 고령 노동자에게 이 기준을 그대로 적용할 수는 없음을 단서로 하고 있다.

하위 5%란 최대 산소 소모량이 가장 낮은 사람부터 가장 높은 사람까지 순서대로 따질 때 100명 중 다섯번째로 낮은 사람을 뜻한다.

그러나 이 수치는 우리나라의 노동자에게 그대로 적용할 수 없으며 특히 고령집단을 보호할 수 있는가에 대해서는 알려진 바가 없다. 따라서 작업할 때의 에너지 소모량 허용기준이나 작업 중 휴식 여유율을 구하고자 할 경우에는 한국 노동자들의 체력에 맞는 기준을 적용할 필요가 있다.

이를 위해 이 연구에서는 수년간 측정해온 한국 생산직 노동자들의 최대 산소 소모량을 종합하여 이 중 하위 5% 노동자의 최대 육체적 작업능력을 구한 후, 그 값의 1/3을 한국인의 기준으로 제시하였다. 또한 20대 30대, 40대, 50대에서 최대 육체적 작업 능력의 평균을 구하여 나이에 따른 작업 능력의 변화를 살펴보고, 각 연령대에 적합한 에너지 소모량 기준을 제시하였다.

한국인 에너지 소모량 허용 기준 산출 결과

자전거 에르고미터를 이용하여 전국의 생산직 노동자를 대상으로 2002년부터 2005년까지 3년간 기초체력 평가를 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 대다수(전체의 95%)의 노동자를 보호할 수 있도록 하위 5%의 1/3을 기준으로 에너지 소모량을 설정하고자 하였다.

조사 결과 최대 육체적 작업능력은 20대는 평균 12.54 kcal/분, 30대는 평균 12.24 kcal/분, 40대는 평균 11.97 kcal/분, 50대는 평균 1.17 kcal/분으로 나타나 나이가 증가할수록 육체적 작업능력이 저하됨을 확인할 수 있었다. 따라서 연령대에 따라 똑같은 기준을 사용하는 것은 적절치 않다. 특히  50대 이후에는 급격히 체력이 저하됨을 확인할 수 있다.

표 4-. 한국인 생산직 노동자의 최대 육체적 작업능력 (단위 : kcal/분)

나이 구분	참여자(명)	평균값	표준편차	하위 5%	하위 5%의 1/3
20대	69	12.54	2.08	9.73	3.24
30대	264	12.24	1.97	9.27	3.09
40대	216	11.97	2.51	9.13	3.04
50대	95	11.17	2.08	8.12	2.71
전체	647	12.01	2.22	9.07	3.02

최대 산소 소모 에너지의 1/3을 기준으로 볼 때, 각 연령대별로 하위 5% 집단에서 20대, 30대, 40대, 50대는 각각 3.24, 3.09, 3.04, 2.71kcal/분 이었으며, 전체 평균은 3.02kcal/분이었다. 에너지 소모기준은 20대, 30대, 40대는 평균에 비해 높았고, 50대는 평균에 비해 낮았다.

따라서 여유율을 구할 때 평균에 비해 20대는 93%, 30대는 98%, 40대는 99%를 적용하며, 50대는 111%를 적용하는 것이 타당할 것이다.

한국인에 대한 기준을 만들기 위한 기존 연구 중 박지수 등(1996)은 Astrand와 Rodahl(1986)의 방법과 동일한 방법으로 25세의 건강한 남성 13명을 대상으로 트레드밀과 자전거 에르고미터를 이용하여 측정하였는데, 실험 결과 한국인의 최대 산소 소모량은 약 2.55~2.8ℓ/분으로 미국인의 73.17%정도로 나타났다. 한편, 김철홍 등(1998)의 연구에서는 20세의 건강한 여성 15명을 대상으로 실험을 실시한 결과 최대 산소 소모량을 약 1.71ℓ/분 ~ 1.51ℓ/분(70.47% ~79.05%) 정도라고 하였다. 이번 연구 결과는 앞의 기존 연구 결과들과 비슷하며, 미국의 국립산업안전보건연구원에서 제시한 기준을 한국인에게 적용시키는 것은 다소 무리가 있다고 판단할 수 있다.

본 연구결과 지속적인 8시간 작업에서의 우리나라 남성의 기준에 입각한다면 연령과 관계없이는 3.02kcal/분, 연령을 고려한다면 20대, 30대, 40대, 50대는 각각 3.24 kcal/분, 3.09 kcal/분, 3.04 kcal/분, 2.71 kcal/분을 적용하는 것이 타당하다.

이 허용 기준은 작업부하가 이 한도를 넘으면 유산소 신진대사로는 모든 에너지 요구량을 충족시키지 못하여 많은 양의 무산소 신진대사가 일어나며, 그 결과 피로와 함께 젖산이 생기게 되는 한계치를 뜻한다. 즉, 단기간의 노동강도로 인하여 피로와 젖산 발생의 악영향을 막기 위한 기준이라 할 수 있다. 따라서 이 허용 기준의 한계는 장기간의 누적 효과를 고려하지 못하고 젖산 외의 건강 문제를 풍부하게 고려하지 않아, 노동자 건강 보호에 완벽한 기준이라고는 보기 어렵다는 점이다. 만일 장기간 누적 효과를 고려한다면 허용 기준은 더 낮아질 가능성이 크다.

또한 이 기준은 걷기, 달리기, 들었다 놓기와 같이 근육의 수축과 이완이 반복되는 “동적인”작업에 대한 에너지 요구량을 추정하는 것이며, 무거운 물체를 오랫동안 일정한 자세로 들고 있는 것과 같은 “정적인”작업에 대한 기준으로는 사용되지 못한다. 그러나 이러한 정적인 작업도 매우 힘들고 쉽게 피로감을 가져올 수 있다. 따라서 정적인 작업에 대해서도 적용할 수 있도록 보다 포괄적인 기준이 필요하다.

참고로, 이번 조사에 참여한 현대자동차 노동자들의 기초 체력은 전반적으로 한국인 생산직 노동자 전체보다 낮았다. 그러나 이는 참여자의 나이가 비교적 고령이기 때문에 나타난 현상으로 보인다. 50대 이후 체력이 급격히 떨어지는 양상은 현대자동차 노동자들에서도 역시 확인되는 사실이었다. 따라서 50대 이후 노동자들에 대해서는 특별한 기준을 적용하고 고령 노동자를 보호하기 위한 조치가 필요하다.

표 4-. 현대자동차 노동자의 최대 육체적 작업능력 (단위 : kcal/분)

나이 구분	참여자(명)	평균값	표준편차	하위 5%	하위 5%의 1/3
20대	12	13.38	1.29	11.04	3.68
30대	43	12.78	2.18	9.38	3.13
40대	58	11.65	1.62	9.38	3.13
50대	47	11.26	2.31	8.10	2.70
전체	160	11.97	2.09	8.61	2.87

한국인에 맞는 작업 중 휴식 여유율 계산(에너지 소모량을 기준으로)

작업 중에 소요되는 에너지 소모량을 이용하여 휴식 여유율을 계산할 수 있는데,  국제노동기구 사전에서는 아래의 Bonjer(Bonjer. 1971)의 공식을 제시하고 있다. 이 휴식 여유율은 정상적으로 작업을 하는 시간에 비해 휴식하여야 하는 여유율은 정상 작업 대비 몇 퍼센트(%)인가를 의미하는 개념이다.

평균 에너지 소모량

에너지 기준 휴식 여유율 = ( ――――――――――  - 1 ) × 100

(서양인 기준, Bonjer)               4.2

본 연구에서는 우선 서양인의 기준인 위의 공식을 적용하여 본 후, 본 연구에서 제시한 한국인의 기준을 적용하여 만든 기준과 비교하였다. 위의 공식이 만들어진 배경은 Murell(1965)의 공식에 입각하고 있다. 그 공식은 다음과 같다.

(작업시 에너지 소모량 - 5.33)

(서양인 남성) 여유율 =  ――――――――――――――――

(작업시 에너지 소모량 - 1.33)

이 때, 분자의 5.33은 서양인 기준으로 하여, 하위 5% 남성의 최대 육체적 작업 능력(MPWC)의 1/3 수치이다. 따라서 한국인에 대해서는 위 공식은 다음과 같이 바뀌어야 한다.

(작업시 에너지 소모량 - 한국인 기준)

(한국인 남성) 여유율 =  ―――――――――――――――――――

(작업시 에너지 소모량 - 1.33)

소결

노동 중 에너지 사용에 관한 공식을 이용할 때 한국인 생산직의 데이터를 이용하여 한국인에 맞는 휴식시간을 설정하는 것이 타당하다. 다음은 본 연구결과를 기반으로 도출한 한국인 생산직 노동자들에 맞는 휴식시간 및 여유율 공식이다.

8시간 중 휴식시간 = (작업 중 소모 에너지-3.02) × 8

(작업 중 소모 에너지-1.33)

작업 중 여유율 = (작업 중 소모 에너지-3.02) × 100

(작업 중 소모 에너지-1.33)

연령대 별로 다른 공식을 이용하는 것이 타당하다. 다음은 연령대별 여유율 공식이다.

20대: 작업 중 초과 비율 = (작업 중 소모 에너지-3.24) × 100

(작업 중 소모 에너지-1.33)

30대: 작업 중 초과 비율 = (작업 중 소모 에너지-3.09) × 100

(작업 중 소모 에너지-1.33)

40대: 작업 중 초과 비율 = (작업 중 소모 에너지-3.04) × 100

(작업 중 소모 에너지-1.33)

50대: 작업 중 초과 비율 = (작업 중 소모 에너지-2.72) × 100

(작업 중 소모 에너지-1.33)

현장 평가 : 육체적 작업 부하 평가

육체적 작업 부하 평가 방법

심박동 수 및 에너지 소모량의 평가

지금까지 많은 연구들에서 노동강도의 지표로서 육체적인 피로도를 정량화하는 방법들을 사용해 왔으며, 이는 노동강도가 높은 작업공정에서 육체적 피로도가 크다는 가설에 근거한다. 특히 그중에서도 심박동 수는 육체적 피로도의 한 지표로써 작업부하로 인한 신체의 피로도를 객관적으로 측정할 수 있는 지표이다(Karpovich, 1959). 현재까지 심박동 수는 작업의 강도를 측정하는 가장 쉽고 간편하면서 객관적인 지표로 이용되고 있다.

본 연구는 작업과정 중에 이러한 방법을 사용하여 노동자의 육체적인 피로도와의 연관성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 동적인 동작이 많은 공정의 노동자를 선정하여 육체적 능력 평가(자전거 에르고미터)와 육체적 작업부하 평가(작업 중 심박 수 측정)를 실시하여 육체적인 피로도의 지표인 심박동 수를 측정하였으며, 이를 근거로 최대 산소 소모량을 간접적으로 추정하였다.

1) 육체적 작업능력 평가(자전거 에르고미터)

기본적인 육체적 능력을 평가하기 위해 자전거 에르고미터(COMBI Co. AEROBIKE 75XL IIⓡ)를 이용하여 각 노동자의 목표 심박 수, 최대 심박 수의 75%까지 도달했을 때의 산소 소모량(단위는 ℓ/분), 최대 심박 수의 75%까지 도달했을 때의 1분당 체중 1킬로그램 당 산소 소모량(단위는 ml/분/kg), 최대 심박 수의 75%까지 도달했을 때의 육체적 작업 능력 (단위는 W)를 측정하였다.

측정에 소요되는 시간은 약 15분 정도이며, 기본 심박 수 측정을 위해 측정 시작 전에 5분 정도 안정을 취하도록 한 후 검사를 실시하였다. 자전거 에르고미터에 피검자의 연령과 몸무게를 입력하면 내장된 프로그램에 의해 계산된 목표 심박 수(최대 심박 수의 75%)가 설정되고 이 후 약 10분간 자전거 에르고미터의 페달을 밟게 된다. 약 10분간의 검사가 진행되는 동안 내장 프로그램에 의해 계속해서 페달에 가해지는 부하가 증가하게 되고, 이때의 피검자의 심박동 수가 피검자의 귓볼에 장착된 감지기를 통해 기록된다. 목표 심박 수에 도달할 때까지 페달의 부하가 계속해서 증가되며 이에 따라 심박동 수는 직선적으로 증가하게 되는데, 이 검사 결과를 바탕으로 피검자의 기본적인 육체적 능력을 파악할 수 있으며, 이후에 작업 중의 심박동 수를 이용하여 작업부하를 평가하는 과정의 기초 자료로 이용하였다. 이 검사를 실시하면 개인의 육체적 능력과 함께 심박동이 한번 뛸 때 에너지 소모가 얼마나 되는가(심박 당 에너지 소모)를 알 수 있다. 이 심박 당 에너지 소모량을 작업 시 심박 수에 곱하면 작업 시 에너지 소모 정도가 계산된다.

2) 육체적 작업부하 평가(작업 중 심박 수 측정)

하루 8시간 작업시간 중의 심박동 수 측정을 위해 측정 참여자에게 작업 시작 전에 심박동 수 측정기(POLAR S810, S710, S610)를 부착하였다. 측정기기는 흉부에 부착하는 밴드 형태의 감지기와 감지기에 의해 감지된 신호를 실시간으로 기록하는 손목시계 형태의 기록기로 구성되어 있다. 측정기기를 부착한 뒤 연구원이 정상 작동 여부를 확인한 후에 작업을 시작하였다. 기기 부착 후 작업일기를 주어 퇴근할 때까지의 모든 구체적 업무를 기록하도록 하여 8시간 작업동안 심박동 수의 변화를 알 수 있도록 하였으며 부착하였던 24시간 심박동 수 측정기와 작업일기는 작업 종료 시에 수거하였다.

그림 4-. 자전거 에르고미터를 이용한 육체적 능력 평가 방법

그림 4-. 작업 중 심박 수를 측정하기 위한 흉부에 부착하는 감지기와 손목에 차는 기록기

근육 사용도 평가

고정된 자세로 오랫동안 작업을 하는 경우 또는 국소적 근육을 과도하게 사용하는지를 파악하기 위해 근전도를 이용하여 국소근육의 피로도를 측정하였다. 표면근전도 기구(Pre Amplifier type no. SX230, Biometrics UK)를 의료용 양면테이프를 이용하여 측정 참여자의 피부에 부착하였고, 신호는 허리에 장착한 이동용 장비에서 증폭되고 메모리 카드에 실시간으로 근육의 발생 전위와 누적 전위 자료가 저장되어 나중에 이를 컴퓨터에서 분석하였다. 작업 중 40분 정도 근전도를 측정하였으며, 부착 후 실제 작업까지의 시간과 중간의 휴식시간을 제외한 연속작업이 시행된 30분의 실측치를 분석에 이용하였다.

본 연구에서는 라인작업의 특성을 고려하여 손가락으로 물체를 잡는데 사용되는 천지굴근과 손목을 뒤로 젖히는 데 사용되는 요측수근신근 및 어깨를 위로 들거나 앞쪽으로 돌리는데 사용되는 승모근에 표면 근전도를 부착하였다.

그림 4-. 표면근전도, 전자각도기, 심박 수 측정기 장착한 뒷모습

근전도 값은 근육에서 발생하는 힘의 크기의 제곱근 제곱(Root Mean Square; RMS)의 평균값을 사용하였다. 근 긴장도를 정상화(normalize)하기 위해 Maton등이 이용한 다음 공식을 이용하였다.

( 작업 중 근전도 - 휴식 시 근전도 )

비교활동도(Relative Activity) =  ―――――――――――――――――――

( 최대 근전도 - 휴식 시 근전도 )

근육 수축과 관련된 허용 기준을 설정하기 위하여 기존 연구들을 검토하였다. 근전도와 관련된 초기 연구에서 Rohmert(1973)는 최대 자발 수축의 10% 이하일 때는 근육의 수축을 오랜 시간 유지할 수 있다는 것을 발견했다. 그러나 다른 연구자들(Westgaard와 Ar□s 등, 1998)은 최대 자발 수축의 5% 이하라도 근육 수축에 만성적인 악영향을 준다는 사실을 발견했다. 이는 낮은 수준의 고정 부하(자판 입력 업무와 같은 어깨 부하)로도 어깨 근골격계 질환을 발생시키는데 관련이 있다는 연구 결과로도 뒷받침된다(Ar□s 등, 1990). 또한 RULA에서도 일반적으로 1시간 작업 시 보통 최대 자발 수축근력의 5%를 초과하지 않아야 하며, 8시간의 경우 2%를 초과하지 않아야 한다고 권고하고 있다(사업장 근골격계 질환 예방관리 프로그램 개발, 한국산업안전공단, p214). 따라서 본 연구에서는 근육 수축의 허용기준을 한국산업안전공단의 지침을 참고하여 최대 자발 수축력의 2%로 설정하였다. 최대 자발성 수축을 설정할 때 개인간 차이를 보정하기 위해 등척성 근육수축(isometric contraction)을 3회 실시하여 세 측정값이 특이한 차이점을 보이지 않을 때 세 값을 평균하여 사용하였다.

또는 최대근력 사용 시 10초 이하, 보통의 근력 사용 시 1분 이하, 약한 근력 사용 시 4분 이하로 정적 자세를 유지해야 한다고 권하고 있다.

그런데 최근에는 근육 수축의 허용 기준을 2%보다 더욱 낮추어야 할 필요성이 여러 연구들을 통하여 제기되고 있다. 가령 Hidalgo 등(1992)은 기존 연구들을 고찰한 결과, 지속적으로 경부 근육을 고정적으로 수축할 경우에는 최대 자발 수축의 1% 이하로 그 힘을 제한해야 한다고 제안하였다. Ar□s 등(1998)도 중재적 연구를 통하여 승모근 근육 활성을 1.5%에서 0.3%로 감소시킨 후 경부 통증이 완화되었음을 발견하였다. 따라서 이번 연구에서 근육 수축의 허용 기준을 2%로 설정하였지만, 허용 기준 이하에서도 인체에 악영향을 미칠 수 있음을 확인해 둘 필요가 있다. 이번 연구에서 적용한 근육부위와 역할은 다음과 같다.

표 4-. 측정한 근육명칭과 역할

천지굴근 (손바닥쪽)		손목을 손바닥쪽으로 구부리는 동작 손목을 비트는 동작: 골프 칠 때 손을 비트는 것과 동일 손을 쥐는 동작 손목을 구부린 채 물체를 당기는 동작 등
요측수근신근 (손등쪽)		손목을 손등 쪽으로 구부리는 동작: 테니스 칠 때 라켓을 뒤로 당기는 동작 손을 쥐는 동작, 공구를 힘 있게 쥐는 동작 손목을 뒤로 구부린 채 물체를 당기는 동작 등
승모근		어깨를 드는 동작, 어깨를 앞으로 회전시키는 동작 팔을 드는 동작

관절 반복성 평가

작업 중 상지의 움직임을 관찰하기 위하여 손목에 2차원 각도기(Electro goniometer SG type, Biometrics UK), 팔꿈치에 1차원 각도기(Q type, Biometrics UK)를 의료용 양면테이프로 측정 참여자의 피부에 부착하여 작업 중 각 관절의 움직임을 기록하였다. 손목에서는 굴곡⋅신전 및 요측⋅척측 편위를, 팔꿈치에서는 굴곡⋅신전을 측정하였으며, 측정 변수는 관절 움직임의 빈도였다. 근전도와 마찬가지로 40분을 특정하여 연속 30분의 실측치를 분석에 이용하였다.

그림4-. 표면근전도, 전자각도기를 착용한 채 작업하는 모습

표 4-. 반복빈도를 측정한 관절과 동작 설명

관절과 동작	손목의 굴곡	손목의 편위	팔꿈치의 굴곡
그림 설명

유럽연합의 공동연구에서는 고도로 반복적인 동작일 경우에는 50분 작업마다 10분을 휴식하여야 한다고 권고하고 있다. 본 연구에서 반복에 대한 허용기준으로는 Kilbom(1994)이 제안한 다음의 기준을 적용하였다.

고도로 반복적인 동작이란 분당 2-4회 이상 반복되거나, 반복 주기가 30초 이하인 동작을 뜻한다.

표4-. 신체 반복에 대한 허용기준

신체부위	분당 반복 빈도	위험도	다음의 요소와 연결될 때 위험도가 높아짐
어깨	2.5회 이상	높음	높은 외부의 힘, 속도, 과도한 정적 부하, 과도하게 불편한 자세
위팔/팔꿈치	10회 이상	높음	숙련도 부족, 산출수요가 높을 때, 통제의 부족
앞팔/손목	10회 이상	높음	반복적 업무의 오랜 지속
손가락	200회 이상	높음

육체적 부하평가 결과

육체적 부하평가 참여자

다음은 공장별, 부서별로 육체적 부하평가에 참여한 노동자의 수이다. 여기에는 측정기기의 이상이나 측정 당일 사정에 의해 일부 검사를 실시하지 못한 경우도 포함되어 있다.

표 4-. 공장별 육체적 부하 평가 참여자 수

공장 구분	부서 구분	빈도(명)	백분율(%)	소계
승용1공장	의장1부	25	21.9	65명
	도장1	6	5.3	57.0%
	차체1부	8	7.0
	프레스1부	9	7.9
	보전1	5	4.4
	생산관리1부	8	7.0
	품질관리1부	4	3.5
소재공장	주철주조부	11	9.7	33명
	경합금주조부	10	8.8	29.0%
	단조부	6	5.3
	소형엔진	16	14.0
	소재보전부	3	2.6
	소재품질관리부	3	2.6
소형엔진부	가공	8	7.0	16명
	조립	8	7.0	14.0%
전체		114	100.0

공장별 육체적 부하평가 결과

표 4-. 공장별, 부서별 육체적 부하평가 결과

조사항목 (허용기준)			에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.02 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
				천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
전체 공장 평균			4.7†	2.7*	3.7*	4.4*		10.6*	15.5*	13.0*
승용1공장 전체 평균			4.6†	2.5*	3.7*	4.3*		9.9	14.5*	12.3*
	의장1부		4.7†	2.3*	3.5*	4.5*		10.6*	15.6*	12.4*
		도어	4.6†	3.3*	3.6*	3.5*		9.7	12.6*	10.8*
		샤시	4.5†	1.8*	3.6*	4.8*		9.7	15.5*	12.3*
		트림	5.1*†	1.9	3.4*	4.7*		9.1	8.9	10.2*
		파이날	4.7†	2.9*	3.9*	4.7*		14.2*	20.6*	12.9*
		OK	4.6†	1.9	2.5*	4.2*		7.9	13.8*	12.4*
	차체1부		4.0†	1.9	3.2*	4.2*		7.2	12.6*	12.5*
	품질관리1부		5.2*†	6.2*	2.4*	3.0*		9.8	12.5*	10.2*
	프레스1부		4.6†	2.4*	3.7*	3.4*		9.4	13.8*	13.9*
	도장1부		4.5†	2.7*	5.3*	6.4*		13.3*	18.8*	11.6*
	보전1부		4.5†	1.9	3.8*	3.8*		8.7	12.5*	12.6*
	생산관리부		4.6†	2.3*	3.8*	4.1*		9.0	13.5*	11.3*
소재공장 전체 평균			4.8†	3.2*	4.0*	4.6*		13.4*	16.2*	12.0*
	경합금주조부		5.3*†	2.6*	3.4*	6.3*		12.8*	18.9*	12.8*
	단조부		4.3†	2.6*	4.7*	5.1*		12.3*	11.2*	16.5*
	소재보전부		4.9†	2.2*	2.8*	4.3*		9.8	13.5*	11.3*
	소재품질관리부		4.5†	4.6*	4.8*	4.6*		9.5*	14.7*	14.2*
	주철주조부		4.4†	3.6*	4.1*	2.7*		12.4*	17.0*	12.9*
소형엔진부 전체 평균			4.8†	2.9*	3.3*	4.8*		10.9*	20.3*	17.3*
	3V가공		4.5†	1.5	3.3*	4.6*		13.6*	23.0*	19.7*
	3V조립		5.4*†	2.0	3.4*	4.9*		10.7*	19.1*	15.3*
	4V가공		4.6†	4.8*	3.2*	2.6*		8.6	12.7*	13.3*
	4V조립		4.7†	4.0*	3.4*	6.5*		10.8*	-	-

(*: 허용기준 초과, †: 한국인 에너지 소모량 기준 초과)

1) 전체 공장 개괄

승용 1공장, 소재공장, 소형엔진부를 합한 전체의 경우, 에너지 소모량은 서양인 남성의 기준을 초과하지 않았다. 그러나 본 연구에서 제안한 한국인의 기준을 적용할 경우, 모든 공정에서 기준을 초과하여 에너지 소모가 과다하다고 할 수 있다.

어깨를 들어올리거나 팔을 드는데 사용하는 승모근 사용도는 기준을 2.2배 초과하였고, 손목을 뒤로 꺾거나 물건을 힘껏 쥐는 데 사용하는 요측수근신근의 사용도는 기준을 1.5배 초과하였으며, 우측 손목을 앞뒤로 꺾는 빈도도 기준을 초과하였다. 그 외에도 손목을 앞으로 굽히거나 안으로 비트는 데 사용하는 천지굴근 사용도와 팔꿈치를 앞뒤로 굽히는 빈도도 기준을 초과하였다.

따라서 전 공장에 걸쳐 (서양인 성인 남성의 체력을 기준으로 볼 때) 에너지 소모는 기준을 초과하지 않으나 팔 근육 사용도와 관절 반복성은 기준을 초과하고 있어 근육과 관절에 무리가 되는 상태임을 알 수 있다.

2) 에너지 소모량 평가

에너지 소모량이 가장 높게 나타난 부서는 소형엔진 3V조립 공정으로 5.4 kcal/분이었다. 그 다음으로 소재공장 경합금주조부, 승용 1공장 품질관리부, 승용 1공장 의장부의 트림 라인이 허용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 따라서 이 공정들에서는 육체적 작업 부하가 과도한 에너지 소모를 가져올 만큼 심각하다고 볼 수 있다.

3) 천지굴근 사용도 평가

천지굴근 사용도는 많은 공정에서 기준을 초과하였다. 가장 높은 공정은 승용1공장 품질관리부로 5.2 %였으며 기준을 2.6배 초과하였고, 그 다음으로 기준을 2배 이상 초과한 공정은 소형엔진 4V가공, 소재공장 품질관리부, 소형엔진 4V조립 공정이다. 따라서 이 네 곳의 부서에 대해서는 손목을 앞으로 꺾거나 안쪽으로 비트는 동작을 줄이기 위한 대책 마련이 시급하다. 그 외에도 소재공장 주철주조부, 승용1공장 의장1부의 도어공정과 파이날공정, 도장1부, 프레스1부, 그리고 소재공장의 경합금주조부와 단조부 등이 기준을 초과하였다. 따라서 이들 부서와 공정에 대한 대책이 필요하다.

4) 요측수근신근 사용도 평가

요측수근신근 사용도는 측정을 실시한 모든 부서에서 기준치를 초과하였다. 이러한 결과는 현대자동차 공장 전체적으로 손목을 뒤로 꺾거나 무거운 공구를 힘껏 쥐는 근육이 과다하게 사용되고 있음을 뜻한다. 특히 승용1공장 도장부의 경우는 기준을 2.6배 초과하였고, 그 다음으로 기준을 2배 이상 초과한 공정은 소재공장 품질관리부와 단조부, 주철주조부로 나타나 소재공장에서 손목 근육을 과다하게 사용하는 것으로 나타났다.

5) 승모근 사용도 평가

측정을 실시한 모든 부서에서 승모근 사용도는 기준치를 초과하였다. 따라서 현대자동차 전체적으로 어깨를 들어올리거나 팔을 위로 들어올리는 근육을 과다하게 사용하는 것으로 나타났다. 특히 소형엔진 4V조립 공정, 승용1공장 도장부 및 소재공장 경합금주조부의 경우는 기준을 3배 이상 초과하였고, 그 다음으로 기준을 2배 이상 초과한 공정은 소재공장 단조부, 소형엔진부 3V조립공정, 의장1부 샤시공정, 의장1부 파이날공정, 의장1부 트림공정, 소재공장 품질관리부, 소형엔진공장 3V가공공정, 소재공장 보전부, 승용1공장 차체1부, 의장1부 OK공정, 승용1공장 생산관리1부이었다. 이들 공정에 대해서는 어깨를 위로 올리는 동작 등을 줄이기 위한 대책이 시급하다.

6) 우측 손목 편위 빈도

오른쪽 손목을 옆으로 구부리는 빈도는 의장1부의 파이날 공정이 분당 14.2회로 가장 높았고, 그 다음으로 소형엔진공장 3V가공 공정, 승용1공장 도장1부의 순이었다. 그 외에도 소재공장 경합금주조부, 소재공장 주철주조부, 소재공장 단조부, 소형엔진부 4V조립공정, 소형엔진부 3V조립공정 등이 기준을 초과하였다. 따라서 이들 공정에 대해서는 작업을 할 때 손목이 옆으로 굽어지지 않도록 공정을 개선하되, 우선 50분 작업에 최소한 10분 정도의 휴식을 제공하여 손목의 손상을 예방해야 한다.

7) 우측 손목 굴곡 빈도

의장 1부 트림공정을 제외하고 측정을 실시한 모든 부서에서 우측 손목을 앞뒤로 꺾는 빈도가 기준치를 초과하였다. 따라서 현대자동차 전체적으로 손목을 앞뒤로 꺾는 동작이 과다하며 손목관절에 무리가 있을 것으로 추정된다. 특히 소형엔진부 3V가공공정, 의장1부 파이날 공정은 기준을 2배 이상 초과하였다. 따라서 이들 공정에 대해서는 속도를 줄이고 적절한 휴식시간을 제공하는 등의 대책을 시급히 마련할 필요가 있다.

8) 우측 팔꿈치 굴곡 빈도

측정을 실시한 모든 부서에서 우측 팔꿈치를 구부리는 빈도가 기준치를 초과하고 있다. 따라서 현대자동차 전체적으로 팔꿈치를 굽혔다 폈다하는 동작이 과다하며, 대부분의 노동자가 팔꿈치 관절에 무리를 주는 작업을 수행하고 있을 것으로 추정할 수 있다. 우측 팔꿈치 반복 사용도가 가장 높은 부서는 소형엔진부 3V가공공정이었고, 그 다음으로 소재공장 단조부, 소형엔진부 3V조립공정의 순이었다. 전 공정이 다 기준을 초과하였으나 기준을 2배 이상 초과한 공정은 없었다.

이상 육체적 부하평가 결과를 요약하면 다음과 같다.

1) 관절 반복성 : 모든 부서에서 허용 기준 초과 ⇒  50분 작업 당 10분 휴식 필요

2) 근육 사용도 : 모든 부서에서 허용 기준 초과 ⇒ 공정 개선과 공구 무게 감량 등 필요

3) 작업 중 에너지 소모량 : 모든 공정에서 한국인 기준 초과 ⇒ 작업속도와 강도 저하 필요

개인별 육체적 부하 평가 결과(승용 1공장)

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 품질관리1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
OOO	기능검사	5.2	9.8	2.6	2.4		6.9	11.6	10.5
JOO	기능검사	5.2	1.1	2.0	3.0		7.6	9.8	11.5
SOO	도장	4.9	7.3	1.7	4.6		5.2	6.0	6.5
KOO	차체공정검사	5.4	6.5	3.4	1.8		19.4	22.5	12.2
품질관리1부 평균		5.2	6.2	2.4	3.0		9.8	12.5	10.2
초과유무		▲(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 보전1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	도장보전	4.9	2.6	4.0	4.7		14.8	17.6	13.1
KOO	의장보전	4.8	1.0	2.6	4.5		5.0	9.0	6.0
KOO	전자기술	3.9	1.0	1.9	2.3		5.2	10.8	10.7
KOO	차체 보전	4.4	1.3	6.9	4.1		9.2	11.6	18.5
KOO	프레스 보전	4.6	3.5	3.4	3.6		9.0	13.4	15.0
보전1부 평균		4.5	1.9	3.8	3.8		8.7	12.5	12.6
초과유무		▽(▲)	▽	▲	▲		▽	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 의장1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	반	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
				천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	도어	14	4.9	2.6	3.1	4.6		10.0	11.7	12.7
YOO	도어	23	4.5	3.1	4.1	2.0		7.9	10.1	8.5
KOO	도어	49	4.3	4.3	3.6	3.8		11.3	16.1	11.1
도어공정 평균			4.6	3.3	3.6	3.5		9.7	12.6	10.8
초과유무			▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲
COO	샤시		4.0	0.4	3.0	6.4		9.5	11.2	17.1
POO	샤시		5.6	1.1	2.2	3.1		7.5	13.6	10.5
JOO	샤시	16	4.9	0.9	3.6	4.5		12.2	22.3	15.1
JOO	샤시	15	3.8	2.8	5.2	2.7		9.9		7.5
POO	샤시		4.0	3.6	4.2	7.4		9.4	14.9	11.6
샤시공정 평균			4.5	1.8	3.6	4.8		9.7	15.5	12.3
초과유무			▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲
POO	트림	11	5.2	1.2	2.8	3.4		12.3		10.0
LOO	트림	12	5.1	2.9	5.4	9.0		8.9		12.9
COO	트림		5.7	1.6	2.0	1.6		6.1	8.9	7.6
KOO	트림	41	4.5
트림공정 평균			5.1	1.9	3.4	4.7		9.1	8.9	10.2
초과유무			▲(▲)	▽	▲	▲		▽	▽	▲
YOO	파이날	18	5.6	2.8	3.4	4.3		6.9	11.1	11.2
HOO	파이날	19	4.2	1.5	2.5	3.6		7.3	9.5	8.5
YOO	파이날	20	4.8	1.9	3.5	4.0		9.8	13.5	10.7
YOO	파이날	21	3.7	5.6	5.6	7.5		37.6	52.5	20.7
KOO	파이날	45	5.2	2.6	4.7	3.8		12.2	19.0	12.0
POO	파이날	46	4.5					11.6	17.7	14.2
파이날공정 평균			4.7	2.9	3.9	4.7		14.2	20.6	12.9
초과유무			▽(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲
KOO	OK		4.3	1.2	2.5	3.4		5.5	10.3	14.0
COO	OK	48	4.9	2.5	2.6	5.0		10.3	17.2	10.7
OK공정 평균			4.6	1.9	2.5	4.2		7.9	13.8	12.4
초과유무			▽(▲)	▽	▲	▲		▽	▲	▲
HOO	터치업	52	5.5	1.6	3.8	4.0		9.2	11.8	15.2
COO	생산관리	53	4.2	1.1	3.6	3.9		6.6	13.8	13.6
KOO	엔진서브	44	4.0	2.5	4.7	6.5		16.8	20.9	21.4
YOO	테스트		5.3	0.7	1.1	3.6		5.8	7.6	9.5
KOO	시트	47	6.0	3.5	3.0	5.2		10.4	14.5	10.8
의장1부 전체 평균			4.7	2.3	3.5	4.5		10.6	15.6	12.4
초과유무			▽(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 프레스1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	개선	4.2	8.0	8.6	5.5		12.0	17.3	8.0
COO	금형보수	4.5	2.1	2.1	3.6		7.4	9.4	7.5
KOO	블렝킹	4.6	1.3	3.1	3.1		9.9	15.3	10.8
COO	자재	3.9	1.7	1.4	2.2		12.1	12.8	18.4
COO	판넬수정	5.0	1.9	7.1	4.7		9.2	18.6	12.7
POO	프레스	4.2	1.0	2.3	0.8		5.1	6.5	5.2
KOO	A2	5.0	1.3	2.2	1.8		7.5	14.3	18.2
KOO	A3	3.8	1.2	2.7	4.0		9.0	11.7	27.6
KOO	B	6.2	2.8	4.0	4.4		12.4	18.9	16.8
프레스1부 평균		4.6	2.4	3.7	3.4		9.4	13.8	13.9
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 차체1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
LOO	개선		2.0	2.9	3.6		6.8	12.2	11.5
SOO	스트럭쳐	4.3	2.7	2.8	9.1		10.8	15.9	12.7
YOO	지그	4.1	1.8	2.3	4.1		6.6	14.0	16.3
LOO	차 사이드	3.9	1.7	2.6	4.6		8.5	16.9	18.6
LOO	차체NO1컴플	4.1	2.4	6.3	3.6		6.1	10.5	6.8
JOO	NO1프로어		1.7	1.7	2.3		4.8	11.7	13.5
KOO	NO2 TB-CAG	4.0	1.6	3.4	2.3		6.5	9.9	12.2
LOO		3.6	1.1	3.2	3.8		7.6	9.8	8.7
차체1부 평균		4.0	1.9	3.2	4.2		7.2	12.6	12.5
초과유무		▽(▲)	▽	▲	▲		▽	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 도장1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
POO	도장개선	5.7	1.1	1.2	4.7		7.9	14.9	3.8
LOO	상도	4.8	1.4	4.4	1.2		12.2	15.8	10.2
LOO	수정	4.2	2.1	2.6	4.3		8.3	13.5	8.0
KOO	실러	4.4	1.8	7.6	9.7		15.2	20.9	10.9
JOO	전처리	4.0	5.7	8.4	5.3		19.3	21.6	19.4
LOO	중도	3.8	3.9	7.7	13.1		16.8	26.0	17.6
도장1부 평균		4.5	2.7	5.3	6.4		13.3	18.8	11.6
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 승용1공장 생산관리1부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
JOO	바디	4.1	4.6	2.7	3.5		8.1	10.6	13.1
KOO	생산관리	5.4	1.4	4.2	4.2		7.8	11.7	3.6
LOO	생산관리1	5.7	2.0	3.9	3.2		4.0	8.3	2.9
LOO	생산관리1		2.1	2.3	1.9		6.6	10.7	5.4
COO	생산장비	4.9	2.6	3.9	3.1		14.0	12.3	15.3
POO	서열1반	5.1	1.0	3.5	5.3		8.3	13.3	15.2
COO	서열3반	4.5	2.6	5.2	9.2		13.9	20.7	16.4
JOO	트림	6.9	1.9	5.1	2.7			20.5	18.5
생산관리1부 평균		4.6	2.3	3.8	4.1		9.0	13.5	11.3
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲

개인별 육체적 부하 평가 결과(소재공장)

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 소재공장 경합금주조부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	금형보수	5.9	2.0		4.3		7.0	11.7	11.4
LOO	생산1과	3.9	3.2	3.5	4.2		20.6	25.0	19.1
JOO	용해	5.5	4.6	3.6	6.3		17.0	22.4	19.9
JOO	코아	5.2	3.3	6.2	7.7		19.0	25.3	13.1
LOO	HP1	4.9	2.8	2.1	7.5		6.0	9.5	3.3
KOO	HP2	4.9	1.7	2.9	4.6		8.9	12.3	5.2
LOO	HP3		0.8	1.4	9.3		3.8	8.5	3.0
KOO	HP4	5.4	3.4	4.3	9.7		16.8	31.8	24.9
KOO	LP1	6.4	3.1		5.6		16.5	21.0	18.5
LOO	LP5	5.2	1.6	2.8	3.8		12.3	21.5	9.8
경합금주조부 평균		5.3	2.6	3.4	6.3		12.8	18.9	12.8
초과유무		▲(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 소재공장 주철주조부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
LOO	생산1과	4.9	5.5	3.5	2.3		3.1	5.6	5.5
KOO	생산1과	4.9	1.2	7.4	2.5		28.1	25.7	14.4
LOO	용해	4.9	2.0	4.8	1.7		22.3	28.8	23.0
HOO	용해3	4.5	2.5	4.1	6.7		5.2	11.3	10.7
COO	조형	4.5	7.8	5.2	2.3		15.6	21.2	22.4
POO	조형3	4.9	0.9	1.8	1.6		3.0	5.5	3.6
POO	코아3	5.1	2.3	4.0	3.0		7.0	14.9	11.6
POO	코어4	5.1	9.1	3.3	2.5		3.6	6.8	5.7
KOO	코어5	0.0	2.9	3.5	3.8		13.1	19.8	14.1
KOO	후처리	4.2	2.1	4.5	1.6		23.8	30.4	18.9
KOO	후처리3	4.8	3.3	3.3	2.2		11.1	17.3	11.4
주철주조부 평균		4.4	3.6	4.1	2.7		12.4	17.0	12.9
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 소재공장 소재품질관리부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	경합금검사	4.7	2.3	2.6	2.2		9.8	12.9	8.4
JOO	단조검사	4.6	2.9	4.4	3.2		10.1	14.5	14.3
KOO	주철검사	4.1	8.5	7.4	8.4		8.7	16.8	19.7
소재품질관리부 평균		4.5	4.6	4.8	4.6		9.5	14.7	14.2
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 소재공장 소재보전부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	경합금보전	6.1	2.1	3.8	5.3		7.3	11.5	13.1
JOO	단조2	3.9	2.1	2.5	2.8		13.4
KOO	주철1과2	4.7	2.4	2.1	4.8		8.7	15.6	9.5
소재보전부 평균		4.9	2.2	2.8	4.3		9.8	13.5	11.3
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 소재공장 단조부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
SOO	6000톤프레스	4.1	3.1	5.3	8.3		4.3	8.4	11.3
SOO	6500톤프레스	3.9	2.8	4.2	4.2		15.1	14.6	18.6
YOO	금형보수	4.2	1.5	4.9	4.9		6.7	8.6
HOO	열후처리	4.1	0.0	4.3	4.5		15.7	7.1
KOO	정밀단조1	5.6	5.6	6.0	4.4		19.2	17.2	17.7
KOO	프레스1	3.8		3.4	4.4		13.0		18.5
소재공장 단조부 평균		4.3	2.6	4.7	6.3		12.3	11.2	16.5
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲

개인별 육체적 부하 검사 결과(소형엔진부)

표4-. 육체적 부하 평가 결과 ; 소형엔진부  (▲기준초과, ▽기준미초과)

이름	공정 라인반	에너지소비량 (서양인5.0 / 한국인3.0 kcal/분)	근육 사용도 평가				관절 반복성 평가
			천지굴근 사용도 (2.0%)	요측수근신근사용도 (2.0%)	승모근 사용도 (2.0%)		손목 편위빈도 (10회/분)	손목 굴곡빈도 (10회/분)	팔꿈치 굴곡빈도 (10회/분)
KOO	3V가공 1톤콘로드		0.5	5.0	6.7		16.4	27.7	32.5
LOO	3V가공 실린더블록	4.1	1.4	3.8	1.7		15.2	21.9	14.0
POO	3V가공 콘로드	5.0	2.3	3.4	3.9		14.8	28.5	19.9
JOO	3V가공 크랭크샤프트	4.5	2.0	1.1	6.2		8.1	14.0	12.2
3V가공 평균		4.5	1.5	3.3	4.6		13.6	23.0	19.7
초과유무		▽(▲)	▽	▲	▲		▲	▲	▲
LOO	3V조립 1반	4.7	3.0	3.5	2.6		14.3	22.7	16.6
KOO	3V조립 1반	5.2	1.0	4.6	7.4		8.3
NOO	3V조립 2반	5.2	1.7	2.7	2.8		9.3	11.4	10.5
KOO	3V조립	6.6	2.1	2.6	6.7		10.7	23.4	18.9
3V조립 평균		5.4	2.0	3.4	4.9		10.7	19.1	15.3
초과유무		▲(▲)	▽	▲	▲		▲	▲	▲
KOO	4V가공 실린더블록	4.4	3.9	4.6	3.2		7.4	12.7	13.3
LOO	4V가공 실린더헤드	4.8	2.1	2.6	2.7		11.1
KOO	4V가공 캠샤프트	5.0	8.3	2.6	2.0		4.3
KOO	4V가공 콘로드	4.2					11.8
4V가공 평균		4.6	4.8	3.2	2.6		8.6	12.7	13.3
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▽	▲	▲
KOO	4V조립 1반	4.8	2.4		9.9		5.8
KOO	4V조립 1반	4.5	2.5		4.0		13.7
KOO	4V조립 2반	5.0	6.3	2.1	4.3		9.4
YOO	4V조립 AS	4.4	4.7	4.7	7.9		14.3
4V조립 평균		4.7	4.0	3.4	6.5		10.8
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▲
소형엔진부 전체 평균		4.8	2.9	3.3	4.8		10.9	20.3	17.3
초과유무		▽(▲)	▲	▲	▲		▲	▲	▲

국제노동기구(ILO)의 휴식 여유율에 대한 검토

국제노동기구 휴식 여유율의 의미

국제노동기구(ILO)의 휴식 여유율은 정미시간에 대한 비율을 의미한다. 정미시간은 정상적으로 작업을 하는데 순수하게 사용되는 시간을 의미한다. 정미시간을 100으로 볼 때, 여유율은 이에 대한 몇 %인가를 나타낸다. 이러한 정미시간과 여유시간을 더하면 표준시간이 된다.

표준시간은 제품의 원가계산, 조업계획, 생산계획 그리고 인원배치 등을 결정하는 회사 내 중요한 결정의 기초자료의 역할을 한다. 보통 표준시간은 정해진 1단위의 작업을 정상적인 속도로 수행하는데 걸리는 시간으로 정의되며, 일반적으로 표준시간은 아래와 같은 구성을 가지고 있다.

그림 4-. 표준시간의 구성

즉 정미시간과 여유시간을 합친 값으로 구성이 되며, 여기에서 주로 문제가 되는 것은 여유시간의 결정이다. 일반적으로 사용되는 공식은 다음과 같다.

표준시간(Standard time) = 정미시간(Normal time, NT) + 여유시간(NT × 여유율)

정미시간(NT) = 관측시간 (Observed time; OT) × 수행도 평가 (Performance Rating; R)

작업 중에 수반되는 피로와 지연시간을 보정해 주기 위해 여유시간을 부여하는데, 이 여유시간은 직접적인 관측이나 워크샘플링(work sampling) 기법을 이용하여 결정한다. 일반적으로, 개인적 요구와 기본적인 피로를 고려한 ‘상수여유’시간은 최소 9-10% 정도로 상시 제공되는 경우가 많다. 여유시간은 대개 정미시간에 대한 비율로 계산(즉, 정미시간×여유율)하며, 이를 정미시간에 합산하여 표준시간을 설정한다.

그림4-. 여유시간의 구성요소

일반적으로 여유시간은 위 그림과 같이 구성된다. 이 중에서 노동자의 건강을 기준으로 한 여유율을 구하는데 가장 중요한 것은 상수여유와 변수피로 부분이다. 이들의 의미는 다음과 같다.

① 상수여유(Constant allowance) : 개인적 요구(5%) + 기본피로여유(4%)

- 개인적 요구(Personal needs)는 노동자의 일반적인 요구를 충족하기 위해 중단되는 여유시간들을 포함한다. 예를 들어 음료수를 마시러 가는 일, 화장실에 가는 일 등이 포함된다. 일반적으로 5% 또는 8시간 근무 중 24분 정도의 여유시간이 필요하며, 국제노동기구에 의하면 “흔히 많은 기업들에서 적용하는 경우 5-7%정도”라고 한다. 이는 우리나라에서 하루 중 오전 10분, 오후 10분 휴식과 비슷한 수준이다. 이것은 다시 말해, 우리나라 노동 현장의 휴식 시간은 매우 기초적인 개인적 요구 이외에는 기본적인 피로나 작업에서 발생하는 변수 피로에 대한 고려가 거의 없이 설정되어 있음을 뜻한다.

- 기본피로여유(Basic fatigue)는 작업을 수행하기 위해, 그리고 단조로움을 완화하기 위해 기본적으로 상시 필요한 여유이다. 가령 “좋은 작업환경에서 감각기관과 운동기관에 특별한 부담이 없이 앉은 자세로 가벼운 일을 하는 경우”에는 기본피로여유 시간으로 정미시간의 4% 정도가 필요하다고 한다(Basic time, ILO 4판. 1992).

② 변수피로여유(Variable fatigue) : 국제노동기구의 여유율 중 변수피로여유를 구성하는 요소들은 다음과 같다.

표4-. 국제노동기구 여유율 중 변수피로여유 구성요소

A. 작업의 특성으로 생기는 물리적 피로

1) 평균 쓰는 힘의 크기

2) 자세

3) 진동

4) 반복작업

5) 불편한 개인보호구

B. 심리적 피로

1) 집중/불안감

2) 단조로움

3) 눈의 피로

4) 소음

C. 작업 환경에 의한 피로

1) 온도와 습도

2) 환기

3) 흄(fume)

4) 분진

5) 불청결

6) 습기

국제노동기구 휴식 여유율의 장단점

국제노동기구의 휴식 여유율은 노동자를 과도한 노동에서 보호하기 위해 만들어졌다. 따라서 여러 가지 장점이 있다. 첫째는 휴식이나 여유없이 작업하여서는 안된다는 점을 명확히 하고 있다. 둘째는 인간의 노동과정에서 직면할 수 있는 건강에 문제를 주는 여러 가지 요소를 포괄적으로 포함하고 있다는 점이다.

그렇지만, 몇 가지 단점을 가지고 있다. 첫째는 과학적인 근거가 모자란다는 점이다. 둘째는 과거에 만들어진 자료를 근거로 하고 있어서 노동자를 보호하기에는 여유율이 너무 작다는 한계가 있다. 이는 인간공학자인 Benjamin Niebel이 방법과 표준을 고려한 인간중심의 작업관리(11판)에서 밝힌 바 있다. 따라서 국제노동기구 휴식 여유율은 노동자를 과도한 작업에서 보호하기 위한 최소한의 기준으로 활용되어야 하며, 현대 과학발전에 의해 밝혀진 사실에 의해 보완되어야 한다. 따라서 본 연구진은 이러한 비판적 검토를 기반으로 하여 국제노동기구 여유율을 다음과 같이 활용하고자 한다.

표4-. 국제노동기구 휴식 여유율의 활용방법

첫째, 국제노동기구 여유율은 최소한의 기준이므로 모든 작업장에서 이 기준보다 더 많은 휴식여유를 가져야 한다.

둘째, 국제노동기구 여유율은 인간노동의 다양한 부분을 포함하고 있으므로, ILO 여유율을 기반으로 하여 각 작업에서 우선적으로 고려하여야 하는 요소를 뽑는데 사용할 수 있다.

셋째, 국제노동기구 여유율을 구성하고 있는 요소 중 최근의 연구를 통해 과학적인 근거가 있는 항목은 대체되어야 한다. 이 경우 여유율의 합으로 전체 변수피로여유율을 구한다.

국제노동기구 휴식 여유율 중 대체 항목 제안

국제노동기구 휴식 여유율 항목 중 과학적 근거를 가지고 대체할 수 있는 항목은 대체하는 것이 바람직하다. 우선 상수 여유는 그대로 유지하도록 하면서 변수피로여유 중에서 대체가 가능한 항목은 다음과 같다.

평균 쓰는 힘의 크기

이 항목에 대해서는 에너지 기준에 의한 휴식 여유율을 적용할 수 있다. 특히 이 항목에 대해서는 본 연구에서 제시한 한국인의 기준을 이용하는 것이 바람직하다. 에너지 기준에 의한 휴식 여유율은 앞에서 설명하였다.

반복작업

반복성이 Kilbom의 기준을 넘는 경우에는 EU 공동연구에서 제안한 것처럼, 50분 작업에 10분 휴식을 적용하는 것이 바람직하다.

소음

우리나라 노동부와 미국 노동부 산하 노동안전보건청(OSHA)에서는 90dB을 소음 허용기준으로 하고 있다. 작업환경측정 자료를 바탕으로 해당 작업장의 소음수준을 결정한 후 만약 작업장 소음이 90dB를 넘을 경우에는 다음의 공식을 이용하여 휴식 여유율을 결정한다.

소음 여유율 = 100 × (D-1)

D=C1/T1 + C2/T2 + ......

D=소음량(noise dose)

C=특정 소음수준에서의 경과시간(시간), T=특정 소음수준에서의 노출허용시간(시간)

온도

고온환경에서 작업 중 생리적 반응에 적합한 지표 중 하나인 습구흑구온도지수(WBGT index)이다. 습구흑구온도지수는 간단하고 직접 수치를 읽을 수 있기 때문에 널리 이용된다. 습구흑구온도지수는 아래의 공식으로 계산되며 WT는 습구온도, GT는 흑구온도, DT는 건구온도이다.

WBGT = 0.7 WT + 0.2 GT + 0.1 DT (옥외)

WBGT = 0.7 WT + 0.3 GT (옥내)

WT = 습구온도, GT = 흑구온도, DT = 건구온도

그러나 실제로는 이들 온도를 따로 측정하여 공식을 통해 계산하지 않고 기계로 습구흑구온도지수를 바로 측정할 수 있다. 그러므로 측정하기 쉬워, 노동조합이나 현장의 노동자가 바로 측정을 요구할 수 있다. 이 습구흑구온도지수와 노동강도를 조합하여 휴식 여유율을 구할 수 있다.

세계보건기구(WHO) 기준에 따라 노동 강도를 분류하면 다음과 같다.

표 4-. 에너지 소모량에 따른 작업 종류 구분 (WHO, 서양인 70kg 남자를 기준으로 함)

작업종류	평균작업시 에너지
경작업	3kcal/분 이상
중등도 작업	5kcal/분 이상
중작업	7kcal/분 이상

미국산업위생사협회(ACGIH)에서는 노동 강도 분류에 따라 습구흑구온도지수 고온 허용기준(ACGIH TLVs)을 다음과 같이 제시하였다. 미국산업위생사협회에서 설정한 허용기준(ACGIH TLV)들 대다수는 우리나라에서 그대로 작업환경기준으로 사용되고 있으므로 온도 환경에 있어서도 이 기준을 따르는 것이 적절하다.

표 4-. 노동강도, 온도(WBGT)별 작업/휴식 비율(미국 ACGIH 기준)

매시간당 노동조건	온도(WBGT) (℃)
	경작업	중등도 작업	중작업
지속적 작업	30.0	26.7	25.0
75% 작업~25% 휴식	30.6	28.0	25.9
50% 작업~50% 휴식	31.4	29.4	27.9
25% 작업~75% 휴식	32.2	31.1	30.0

본 연구에서 각 노동자와 작업공정에 대해 평균작업 에너지를 측정하였고, 여름철 더운 날 습구흑구온도지수를 측정하여 온도기준에 따른 작업/휴식 비율을 제시하였다.

만약 습구흑구온도지수와 작업중 에너지 소모량의 개인별 측정 결과를 알 수 있다면, 미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH)에서 개발한 다음 온도기준 여유율 공식을 통해 개인별 여유율을 계산할 수도 있다.(NIOSH, 1986)

온도기준 여유율(미국 NIOSH) = e(-41.5+0.016*작업 시 에너지 소모량+0.497WBGT)

따라서 본 연구에서는 전체적인 허용 기준으로 미국산업위생사협회 허용 기준을 제시하고, 개인별로 작업 시 에너지 소모량과 작업환경 온도를 측정하여 여유율을 제시하고자 한다. 단 미국산업위생사협회와 미국 국립 산업안전보건연구원에서 제시된 여유율은 앞에서 언급한 에너지 기준 여유율과 마찬가지로 서양인의 체력을 기준으로 만들어진 것이므로 우리나라 노동자에게는 딱 맞지않을 수 있다. 그러나 지금은 한국인을 대상으로 이에 대한 연구가 충분치 않으므로 지금은 이 기준을 활용하는 것이 최선의 방법이며, 앞으로 한국인에게 적합한 기준을 만들기 위한 연구가 이어져야 할 것이다.

소결

국제노동기구 휴식 여유율에 위에서 제시한 항목들을 대체하여 여유율을 구할 수 있다. 그러나 대체한 여유율에도 아직 여러 가지 요소들 즉, 흄과 같은 화학적 인자와 정신적 긴장 등의 정신적 문제가 포함되어 있지 않고, 그 외에 여러 가지 노동조건이 빠져있기 때문에 실제로는 대체 여유율보다 더 충분한 여유를 확보해야만 노동자의 건강을 제대로 보호할 수 있음을 반드시 기억해야 한다. 또한, 비록 지금은 충분한 과학적 근거가 없어 기존 국제노동기구 여유율을 그대로 활용할 수밖에 없는 항목들도 앞으로 연구를 거쳐 과학적 근거가 확보된다면 변경하여 사용하는 것이 옳겠다.

국제노동기구 여유율 중 그대로 사용할 항목과 변경할 항목을 요약하면 다음과 같다. (1) 국제노동기구 체크리스트를 원본 그대로 적용하여 평가한 후 개선의 우선순위를 설정한다. 원본 그대로 적용하여 평가한 여유율은 최소한으로 확보하여야 할 한계선이다. (2) 상수여유는 그대로 사용한다. 즉 8시간 노동을 기준으로 개인적 요구 5%를 환산하면 20분이다. 현재 오전 10분, 오후 10분 총 20분 휴식이 있으므로 이 부분은 그대로 유지한다. 기본 피로요구 4%는 그대로 여유율에 포함한다. (3) 반복작업이 기준을 초과할 경우는 50분 작업에 10분 휴식으로 휴식시간을 늘린다. 만약 휴식시간을 늘리지 못할 경우에는 반복기준을 초과하지 않을 만큼의 여유율을 유지한다. 이 두 가지 대책 중 여유율을 늘리는 것은 대책 마련에 시간이 소요될 수 있으므로, 우선 휴식시간을 확보하도록 한다. (4) 온도기준은 계절에 따라 달라지며, 특히 여름철에는 작업장 온도를 측정하여 온도가 높은 경우에는 추가적으로 여유율을 높이거나, 미국산업위생사협회 기준에 입각하여 휴식시간을 늘리도록 한다.

표 4-. 국제노동기구 휴식 여유율 중 변경할 내용 (요약)

대분류	중분류	소분류	변경여부	비고
상수 여유	개인적 요구(5%): 현행휴식시간(오전10분, 오후10분)		현행유지	휴식시간
	기본피로요구(4%)		현행유지	여유율에 포함
변수 피로 여유	A. 작업의 특성으로 생기는 물리적 피로	1) 평균 쓰는 힘의 크기	변경(한국형 에너지기준)
		2) 자세	현행유지
		3) 진동	현행유지
		4) 반복작업	변경(EU 공동연구 기준)	휴식시간
		5) 불편한 개인보호구	현행유지
	B. 심리적 피로	1) 집중/불안감	현행유지
		2) 단조로움	현행유지
		3) 눈의 피로	현행유지
		4) 소음	변경(OSHA 기준)
	C. 작업 환경에 의한 피로	1) 온도와 습도	변경(NIOSH 또는 OSHA 기준)	온도에 따라 달라짐
		2) 환기	현행유지
		3) 흄(fume)	현행유지
		4) 분진	현행유지
		5) 불청결	현행유지
		6) 습기	현행유지

그림4-. 휴식 여유 시간 및 여유율 계산 과정

			ILO 체크리스트				최소 휴식 여유율
							노동강도 개선 우선순위
			반복빈도측정				기준: 손목/팔꿈치: 10회/1분 어깨: 2.5회/1분
			기준 초과
아니오						예
				휴식시간변경가능
			아니오					예
현행 휴식시간 유지			현행 휴식시간 유지				50분 작업/10분 휴식
휴식 여유율 적용			휴식 여유율 적용				휴식 여유율 적용
			반복성을 여유율에 포함
에너지 소모량 소음기준 적용			에너지 소모량 소음기준 적용				에너지 소모량 소음기준 적용
여름철/고온작업 온도기준 추가			여름철/고온작업 온도기준 추가				여름철/고온작업 온도기준 추가

국제노동기구 휴식 여유율 중 변경할 항목의 측정 결과

앞의 연구 결과에 따르면 국제노동기구 휴식 여유율 체크리스트 중 변경이 필요한 항목은 1) 한국형 에너지 소모량 기준, 2) 반복작업 기준, 3) 소음 기준, 4) 온도 기준 등이다. 각각에 대해 현장 평가를 통해 휴식 여유율을 측정하였다.

작업 중 에너지 소모량 한국인 기준을 이용한 휴식 여유율 평가

다음은 한국인 기준을 적용하여 에너지 소모에 관한 작업 중 휴식 여유율을 계산한 결과이다. 서양인 기준을 이용할 경우 평균 12.8%의 여유가 필요하나, 한국인의 기준을 적용하고 연령을 고려하여 계산하면, 전체적으로 평균 45.9%의 휴식 여유율이 필요하다.

표 4-. 작업 중 에너지 소모량 한국인 기준을 이용한 휴식 여유율

부서	참여자 (명)	작업 중 에너지소모량			서양인 기준 여유율			한국인 기준 여유율
		평균값	표준편차		평균값	표준편차		평균값	표준편차
의장1부	24	4.8	0.6		13.9	14.8		47.4	9.6
도장1	6	4.5	0.7		6.9	16.3		42.4	10.9
차체1부	7	4.0	0.2		-5.4	5.8		30.3	8.5
프레스1부	9	4.6	0.7		9.2	17.2		42.8	11.7
보전1	5	4.5	0.4		7.1	9.6		43.6	8.0
품질관리1부	4	5.2	0.2		23.4	5.2		54.2	2.6
생산관리1부	7	5.2	0.9		23.7	21.6		52.0	9.6
경합금주조부	9	5.3	0.7		25.0	16.6		53.2	9.7
단조부	6	4.3	0.7		1.6	15.7		35.6	10.8
주철주조부	10	4.8	0.3		13.9	6.8		48.2	5.9
소재보전부	3	4.9	1.1		17.3	27.1		47.7	16.0
소재품질관리부	3	4.5	0.3		6.3	7.9		43.4	6.3
소형엔진부(가공)	7	4.6	0.4		8.5	8.7		44.2	6.8
소형엔진부(조립)	8	5.0	0.7		20.2	16.2		51.0	7.7
전체	108	4.7	0.7		12.8	15.8		45.9	10.6

반복 작업 기준 휴식 여유율 측정 결과

관절의 반복성을 기준으로 휴식 여유율을 산출하여 적용할 경우, 대부분은 50분 작업/10분 휴식 보다 더 높은 휴식 여유율을 가지게 된다. 그럼에도 불구하고 50분 작업에 10분 휴식을 도입하여 공식적인 휴식을 가질 필요가 있다. 공식적인 휴식시간을 갖지 않은 채 작업 중 자투리 시간을 활용하는 것만으로는 이후 작업인원의 감소, 미세한 작업속도 증가, 작업의 다양성과 정신적 노동강도 증가 등 여러 가지 요소에 의해 쉽게 원위치되거나, 모르는 사이에 노동강도가 강화될 위험이 크기 때문이다.

표 4-. 관절 반복 작업 기준을 이용한 휴식 여유율

부서	평가 참여자(명)	평균값	표준편차
경합금주조부	10	48.4	68.7
단조부	6	28.3	44.3
도장1	6	45.6	49.0
보전1	5	12.7	34.1
생산관리1부	8	17.0	49.6
소재보전부	3	17.3	14.4
소재품질관리부	3	28.1	23.6
소형엔진부(가공)	8	41.8	67.0
소형엔진부(조립)	8	21.9	44.1
의장1부	25	26.5	58.7
주철주조부	11	40.8	79.1
차체1부	8	7.8	23.5
품질관리1부	4	8.0	51.4
프레스1부	9	23.8	35.0
전체	114	28.0	52.9

온도 기준 휴식 여유율 측정 결과

7월 중 날씨가 더운 날을 잡아서 각 부서의 온도(WBGT)를 측정하고 미국 국립산업안전보건연구원에서 제시한 수식에 입각하여 개인별 휴식 여유율을 구한 후 부서별 평균을 계산하였다.

미국국립산업안전보건연구원의 온도 관련 휴식 여유율 계산 공식은 4.3.4절의 내용을 참조.

이 결과 해석에는 몇 가지 주의사항이 있다. 첫째, 부서별 평균에 입각하여 여유율을 배치하더라도, 특별히 위험도가 높은 작업에 대해서는 그보다 충분한 여유율이 필요하다. 가령, 소재공장 주철주조부의 온도 기준에 의한 휴식 여유율은 평균 44.6이지만, 고온 환경에서 일하는 LOO씨와 HOO씨의 경우 여유율이 각각 214.1과 213.0으로 부서 평균과 큰 차이가 있다. 둘째, 이 기준은 서양인의 체력과 에너지에 바탕을 둔 것이므로 향후 한국 기준을 다시 마련해야 한다. 셋째, 이 기준은 온도에 따라 달라질 수 있기 때문에 한꺼번에 적용하기에는 어려움이 따른다. 넷째, 각 개인의 에너지 소모량과 온도를 알아야 계산할 수 있으므로 산출 과정이 복잡하다.

따라서 이보다는 미국산업위생사협회 기준(ACGIH TLV)을 적용하는 것이 보다 현실적이다. 이 방법은 4.3.4절에서 다루었듯 ① 작업 중 에너지 소모량을 이용하여 WHO 기준에 따라 노동 강도를 분류하고, ② 습구흑구온도지수를 측정하여, ③ 미국산업위생사협회 고온 허용기준에 따라 노동/휴식시간 비율을 결정하는 것으로, 대부분의 작업환경 측정 기관에서 습구흑구온도지수 측정 기구를 가지고 있고 측정이 간단하여 현장에서 활용하는데 큰 어려움이 없을 것이다.

표 4-. 온도 기준에 의한 휴식 여유율 계산 결과

부서	평가 참여자 (명)	에너지 소모량				온도(WBGT)			NIOSH* 수식에 의한 휴식 여유율
		평균값	표준편차	작업구분		평균값	표준편차		평균값	표준편차
경합금주조부	10	5.3	0.7	중등도작업		27.8	0.0		6.5	0.2
단조부	6	4.3	0.7	경작업		29.6	0.2		33.6	4.1
도장1	6	4.5	0.7	경작업		28.1	0.3		9.1	3.2
보전1	5	4.5	0.4	경작업		28.3	0.6		11.3	5.8
생산관리1부	8	5.2	0.9	중등도작업		27.9	0.0		7.1	0.2
소재보전부	3	4.9	1.1	경작업		27.8	0.0		6.5	0.1
소재품질관리부	3	4.5	0.3	경작업		27.8	0.0		6.5	0.0
소형엔진부(가공)	8	4.6	0.4	경작업		28.9	0.0		17.2	0.4
소형엔진부(조립)	8	5.0	0.7	중등도작업		28.7	0.5		15.1	4.8
의장1부	25	4.8	0.6	경작업		28.0	0.3		8.1	4.7
주철주조부	11	4.8	0.3	경작업		28.6	1.5		44.6	83.5
차체1부	8	4.0	0.2	경작업		28.7	0.3		14.6	3.0
품질관리1부	4	5.2	0.2	중등도작업		27.9	0.0		7.2	0.0
프레스1부	9	4.6	0.7	경작업		29.2	0.1		22.4	2.4
전체	114	4.7	0.7	경작업		28.4	0.7		15.5	27.7

* NIOSH : 미국국립산업안전보건연구원

소음 기준 휴식 여유율 측정 결과

최근에 측정한 작업환경측정 자료를 바탕으로 해당 작업장의 소음수준을 결정한 후 4.3.3절에서 소개한 공식을 이용하여 여유율을 구한 결과는 다음과 같다.

표 4-. 소음 기준 휴식 여유율 측정 결과

부서	평가참여자(명)	평균값	표준편차
경합금주조부	10	12.5	13.2
단조부	6	25.0	0.0
도장1	6	4.2	10.2
보전1	5	0.0	0.0
생산관리1부	8	0.0	0.0
소재보전부	3	25.0	0.0
소재품질관리부	3	8.3	14.4
소형엔진부(가공)	8	0.0	0.0
소형엔진부(조립)	8	0.0	0.0
의장1부	25	0.0	0.0
주철주조부	11	15.9	12.6
차체1부	8	3.1	8.8
품질관리1부	4	6.3	12.5
프레스1부	9	22.2	8.3
전체	114	7.2	11.4

전체 항목을 적용한 휴식 여유율

앞에서 기술한 각 항목의 휴식 여유율 적용 과정을 정리하면 다음과 같다.

1) 국제노동기구 휴식 여유율 중 기본 피로 여유 4%를 기본적으로 추가한다.

2) 국제노동기구 휴식 여유율 중 반복성 기준, 온도 기준, 한국형 에너지 기준, 소음 기준에 대해서는 변경하여 적용한다.

3) 반복성 기준을 초과하는 경우에는 50분 작업에 10분 휴식을 추가한다. 이 경우 계산된 여유율에서 오전/오후 각각 추가 10분에 해당하는 여유율 5 + 5 = 10%를 뺀다.

4) 반복성 기준을 초과하지만 휴식시간을 추가하지 못하는 경우에는 작업 중 반복성 기준 여유율을 추가한다.

5) 고열작업이나 여름철 고열 환경에 대해서는 온도 기준을 추가한다.

다음은 이상의 과정을 걸쳐서 변경된 여유율에 대한 설명이다.

① 변경 여유율 1: ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경

② 변경 여유율 2: ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 반복성 기준 여유율 변경

③ 변경 여유율 3: ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 온도 기준 여유율 변경

④ 변경 여유율 4: ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 반복성 기준 여유율 + 온도기준 여유율 변경

그림4-. 휴식 여유 시간 및 여유율 계산 과정

			ILO 체크리스트				최소 휴식 여유율
			ILO 휴식 여유율
							노동강도 개선 우선순위
			반복빈도측정				기준: 손목/팔꿈치: 10회/1분 어깨: 2.5회/1분
			기준 초과
아니오						예
				휴식시간변경가능
			아니오					예
현행 휴식시간 유지			현행 휴식시간 유지				50분 작업/10분 휴식
휴식 여유율 적용			휴식 여유율 적용				휴식 여유율 적용
			반복성 여유율 포함
에너지 소모량 소음기준 적용			에너지 소모량 소음기준 적용				에너지 소모량 소음기준 적용
변경 휴식 여유율1			변경 휴식 여유율2				변경 휴식 여유율1 - 10
	여름철 고온작업			여름철 고온작업				여름철 고온작업
온도기준 추가			온도기준 추가				온도기준 추가
변경 휴식 여유율3			변경 휴식 여유율4				변경 휴식 여유율3 -10

* 변경 휴식 여유율 1, 2, 3, 4를 구하는 공식은 앞 쪽 참조.

표 4-. 부서별 ILO 휴식 여유율과 변경 휴식 여유율1*

부서	평가 참여자 (명)	ILO 휴식 여유율 (기본피로4% 포함)			변경 휴식 여유율1*
		평균값	표준편차		평균값	표준편차
경합금주조부	10	34.8	8.1		87.9	11.0
단조부	6	28.3	7.0		80.6	13.3
도장1	6	32.8	9.1		68.9	21.0
보전1	5	29.2	9.4		61.6	7.9
생산관리1부	7	21.7	4.3		70.5	10.9
소재보전부	2	25.5	3.5		92.0	24.7
소재품질관리부	3	23.3	1.2		70.4	17.8
소형엔진부(가공)	7	25.7	3.1		61.9	6.4
소형엔진부(조립)	7	22.7	3.1		67.7	8.9
의장1부	25	23.4	5.6		64.6	10.5
주철주조부	10	30.4	4.5		84.3	16.5
차체1부	7	24.0	5.5		54.7	14.6
품질관리1부	4	24.5	5.8		78.7	16.4
프레스1부	9	31.4	14.0		85.1	18.0
전체	108	26.9	7.8		72.3	16.4

* 변경휴식여유율1 : ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경

표 4-. 부서별 변경 휴식 여유율 2, 3, 4

부서	평가 참여자 (명)	변경 휴식 여유율 21)			변경 휴식 여유율 32)			변경 휴식 여유율 43)
		평균값	표준편차		평균값	표준편차		평균값	표준편차
경합금주조부	10	151.1	63.3		98.4	11.0		157.7	63.3
단조부	6	112.9	48.3		118.3	9.9		146.5	45.2
도장1	6	118.5	39.8		82.0	20.3		127.6	41.5
보전1	5	78.4	38.6		76.9	10.7		89.6	41.0
생산관리1부	7	89.6	52.6		81.7	11.0		96.8	52.7
소재보전부	2	115.8	5.3		102.5	24.9		122.4	5.5
소재품질관리부	3	102.5	25.8		80.9	17.8		109.0	25.8
소형엔진부(가공)	7	105.2	44.8		83.3	6.5		122.6	44.8
소형엔진부(조립)	7	96.1	49.6		87.4	8.9		111.8	51.4
의장1부	25	97.0	54.8		76.8	13.2		105.1	55.5
주철주조부	10	137.7	83.0		141.3	83.7		190.7	125.1
차체1부	7	71.0	33.0		73.0	14.8		85.4	32.6
품질관리1부	4	90.7	67.3		89.9	16.4		97.9	67.3
프레스1부	9	112.9	37.7		111.5	17.5		135.4	37.0
전체	108	106.9	54.3		92.5	33.3		123.2	63.9

1) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 반복성 기준 여유율 변경

2) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 온도 기준 여유율 변경

3) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 반복성 기준 여유율 + 온도기준 여유율 변경

현대 자동차 휴식 여유에 대한 제언

앞서 서술하였듯이 현대자동차 승용1공장과 소재공장 및 소형엔진부는 모든 공정에서 관절 반복성 기준을 초과하고 있다. 따라서 모든 공정에 50분 작업에 10분 휴식을 도입해야 한다. 이때, 여름철과 고온작업을 고려하지 않을 경우에는 두 가지 선택 가능성이 있다.

1) 현재 오전 10분, 오후 10분씩 있는 휴식시간을 오전 10분 3회 휴식 후 점심식사, 오후 10분 3회 휴식 후 저녁식사(간식)로 조정하고, 작업 중에는 변경 휴식 여유율1에서 10%을 뺀 만큼의 휴식 여유율을 적용한다.

2) 휴식시간을 현행대로 오전 10분, 오후 10분으로 하고 변경 휴식 여유율2를 적용한다.

여유율에 대한 이해를 돕기 위해 편성효율처럼 작업+여유=100이 되도록 백분율로 환산한 결과는 다음과 같다. 단, 이 결과는 소음과 기타 작업 조건이 변화하면 더 감소되거나 더 증가될 수 있다. 따라서 작업환경 개선을 항상 추구하여야 한다.

표4-. 온도를 고려하지 않았을 때 부서별 필요 휴식 여유율 및 백분율 결과

부서	최소 기준 (ILO 휴식 여유율, 기본피로4% 포함)			매 시간당 10분 휴식으로 변경 때 휴식 여유율11)			현재처럼 휴식시간 변경없을 때 휴식 여유율 22)
	평균값	표준편차		여유율	백분율†		여유율	백분율
경합금주조부	34.8	8.1		77.9	43.8		151.1	60.2
단조부	28.3	7.0		70.6	41.4		112.9	53.0
도장1	32.8	9.1		58.9	37.1		118.5	54.2
보전1	29.2	9.4		51.6	34.0		78.4	43.9
생산관리1부	21.7	4.3		60.5	37.7		89.6	47.3
소재보전부	25.5	3.5		82.0	45.1		115.8	53.7
소재품질관리부	23.3	1.2		60.4	37.7		102.5	50.6
소형엔진부(가공)	25.7	3.1		51.9	34.2		105.2	51.3
소형엔진부(조립)	22.7	3.1		57.7	36.6		96.1	49.0
의장1부	23.4	5.6		54.6	35.3		97.0	49.2
주철주조부	30.4	4.5		74.3	42.6		137.7	57.9
차체1부	24.0	5.5		44.7	30.9		71.0	41.5
품질관리1부	24.5	5.8		68.7	40.7		90.7	47.6
프레스1부	31.4	14.0		75.1	42.9		112.9	53.0
전체	26.9	7.8		62.3	38.4		106.9	51.7

1) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경

2) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 반복성 기준 여유율 변경

† 1시간 중 작업:휴식으로 표시하였을 때 휴식백분율

노동강도와 관련된 건강문제 평가

노동강도 관련 건강문제 평가 방법

작업 전과 후의 신체의 불편감 및 피로도

정상적인 노동은 ‘과도한 육체적, 정신적 피로없이 매일 계속해서 작업이 가능’한 것이다. 이렇게 볼 때 ‘표준속도’는 ‘과도한 육체적, 정신적 피로 없이’ 혹은 ‘정신적으로나 육체적으로 무리가 없는 양호한 노력으로’ ‘매일 계속해서 작업이 가능하며, 열심히 일만 한다면 매일 표준대로 작업성과를 용이하게 달성할 수 있는 페이스’를 의미한다. 따라서 정상적으로 작업을 수행할 경우 작업 후에 정신적, 육체적인 피로가 발생하지 않아야 몸에 무리가 되지 않는 작업이 될 것이다.

본 연구에서는 작업 전과 후에 피로도의 변화가 있는지, 있다면 작업 후에 더 나빠지는지를 조사하여, 작업이 무리가 되는지를 알아보고자 하였다. 또한 앞에서 언급한 제반 노동강도 관련 요소들이 작업 전후의 신체의 불편감 및 피로도의 변화와 관계가 있는지를 분석하여, 우리가 제시하는 노동강도 지표가 실제로 건강에 영향을 미치는지를 파악하고자 하였다.

작업 전과 후에 신체 불편감 조사지를 체크하도록 하였으며, 작업 후 불편감 조사를 실시할 때에는 작업 전에 본인이 체크한 것이 영향을 미치지 않도록 하기 위해, 작업 전 불편감 조사지를 보여주지 않고 실시하였다.

작업 전과 후의 심박변이 측정

심장 박동은 규칙적이라는 통념과 달리 휴식 중에도 매우 불규칙한데, 단기간의 심박동 변이는 호흡, 압수용체, 화학 수용체, 그리고 자율신경의 활성도 변화 등에 의해 결정되며, 자율신경계가 심장 박동 신호를 만들어내는 동결절에 미치는 영향은 체내/외부환경의 변화에 따라 시시각각으로 변화한다. 이러한 시간에 따른 심박의 주기적인 변화를 심박동 수 변이(HRV: Heart Rate Variability)라고 한다.

심박동 수 변이가 감소한다는 것은 심박동의 역동적 변화의 복잡성이 감소되었음을 말하며 이는 끊임없이 변화하는 환경에 대한 체내 적응 능력의 감소를 의미한다. 심박동 수 변이와 심장병과의 연관성에 대한 연구들이 많이 진행되었고, 최근 들어 정신과 분야에서도 유용하다는 연구가 발표된 바 있다. 또한, 자율신경의 기능과 관련된 질환 및 증상에서 심박동 수 변이를 측정하여 교감 신경과 부교감 신경의 활성과 균형 정도를 파악함으로써 진단이나 치료 및 예후를 판정하는데 매우 유용한 정보로 활용될 수도 있다. 이러한 가능성 때문에 최근 다양한 질환에서 심박동 수 변이에 대한 임상적⋅실험적 연구가 진행되고 있다.

현재까지 심박동 수 변이의 임상적 유용성이 가장 잘 확립된 분야는 심근경색 후 위험도 판정과 당뇨성 신경증의 조기진단이다. 1978년 Wolf 등이 심근경색 후 환자 중 심박동 수 변이가 감소된 환자에서 사망률이 증가한다고 보고한 이래, 심박동 수 변이를 심근경색환자의 예후 판정에 이용하려는 많은 노력이 이어졌고, 특히 부정맥에 의한 사망률을 예측하는데 우수하다는 사실이 밝혀졌다. 또한, 심박동 수 변이는 심장의 건강상태를 판단하는 간접적인 근거가 된다. 예를 들면 고혈압, 심장급사, 심근경색, 또는 심근경색 후의 사망 및 심장이식 후 부적응 위험 등 심장관련 질환의 경우 심박동 수 변이성과 그 스펙트럼 분석이 주요한 지표로 사용된다.

본 연구에서는 오전에 1회, 오후에 1회 각각 심박동 수 변이를 측정하여 작업 전, 후의 차이를 지켜보고 나이별, 부서별, 교대작업에 따른 요일별 피로도의 차이를 분석하였으며, 다른 측정결과와 관련시켜 작업스트레스 여부를 객관적으로 평가하였다. 또한 노동강도를 평가하기 위해 측정했던 에너지 소모량, 근육사용정도, 관절반복빈도, 기타 노동강도 지표와 관련하여 심박변이를 분석하였다.

조사 참여자는 정확한 심박동 수 변이 측정을 위해 측정 전날 음주를 하지 않도록 하였고, 검사 30분 전에는 흡연과 커피 음용을 하지 않도록 하였으며, 편안한 상태에서 휴식을 취한 후 검사를 하였다. 측정 장소는 조명이 충분하며 소음이 없는 밀폐된 장소를 확보하여 외부인의 출입을 차단한 채로 실시하였다. 측정시간은 자율신경계의 일중변동을 감안하여 오전 9시 전후로 하였다. 조사 참여자는 측정 전 대기실에서 20분간 충분한 휴식을 취하여 작업이나 이동의 영향을 배제하였다. 심박동 수 변이 측정기구는 SA-2000E(Medicore, 2002, Korea)를 이용하였고, 참여자를 의자에 앉힌 상태에서 좌측과 우측 손목과 좌측 발목에 각각 전극을 부착한 후 안정상태에서 5분간 측정하였다.

측정 결과는 크게 시간 영역과 주파수 영역으로 나누어 분석하였다. 다음은 본 연구의 분석에 사용한 심박 수 변이 관련 지표들이다.

(1) 시간 영역 분석 (Time domain analysis)

① SDNN (Standard deviation of NN interval)

② rMSSD (the square root of the mean squared differences of successive NN interval)

(2) 주파수 영역 분석 (Frequency domain analysis)

① 고주파 성분 (High frequency component; HF)

② 저주파 성분 (Low frequency component; LF)

③ 초저주파 성분 (Very low frequency; VLF)

④ TP (total power)

⑤ 저주파성분/고주파성분 비

심박동 수 변이의 폭이 좁아지면 자율신경의 이상이 있는 것으로 파악할 수 있는데, 이를 그림으로 보면 다음과 같다.

그림4-. 정상인의 심박변화

그림4-. 질병상태에서의 심박변화

심박동 수 변이의 분석 방법은 여러 가지가 있으나, 시간 범위 분석과 주파수 범위 분석의 두가지 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

표4-. 시간 범위 분석 심박동 수  변이 평가 지표의 의미

평가 지표	설명
Mean Heart rate	- 기록 시간 동안의 평균 심박동 수
SDNN(CLU or SDRR)	- 전체 RR 간격의 표준편차
rMSSD	- 인접한 RR간격의 차이를 제곱한 값의 평균의 제곱근

심박동 수 변이 신호는 각기 다른 대역의 주파수 신호가 합쳐져서 하나의 복잡한 신호로 나타나게 된다. 주파수 범위 분석이란 이렇게 심박동 수 변이 신호를 구성하는 각 주파수 대역(초저주파성분, 저주파성분, 고주파성분)의 강도(POWER)를 분리하여 평가하는 방법을 말한다.

그림4-. 심박동 수 변이 신호의 각 주파수 대역 구분

표4-. 주파수 범위 분석 심박동 수 변이 평가 지표의 의미

평가 지표	설명
초저주파성분 (Very low frequency)	- 교감신경의 부가적인 정보를 제공해준다고 인식
저주파성분 (low frequency)	- 혈압조절과 메커니즘의 활동을 반영하는 0.1Hz부근의 상대적인 저주파 성분 - 교감신경계와 부교감신경계의 활동을 동시에 반영
고주파성분 (High frequency)	- 호흡 활동과 관련있는 상대적인 고주파수 성분 - 부교감신경계(미주신경)의 활동에 대한 지표
minute total power	- 초저주파성분, 저주파성분, 고주파성분을 포함한 5분 동안의 모든 power를 의미 - 기본적인 영향 인자인 교감신경의 활동과 함께 자율신경계의 전체적인활동을 반영
저주파성분/고주파성분 비	- 저주파성분과 고주파성분간의 비율로 교감 신경과 부교감 신경 사이의 전체적인 균형정도를 반영 - 교감 신경의 활동도에 비례하고 부교감 신경의 활동도에 반비례
저주파성분 norm과 고주파성분 norm	- Total power에서 초저주파성분을 뺀 것에 대한 저주파성분 또는 고주파성분의 비 - 표준화시킴으로 인해 자율신경계 두 계통의 조절 정도와 균형 정도를 강조

평가 결과 : 노동강도 지표들은 건강에 문제를 일으키는가?

현장 측정을 통해 에너지 소모량, 한국형 에너지 소모, 관절의 반복성, 소음, 온도 등 노동강도의 구성요소를 측정하였다. 그러면 이들 노동강도 관련 지표들이 과연 건강에 문제를 일으키는지를 알아보아야 건강관련 노동강도 지표의 타당성을 알 수 있을 것이다.

작업 전⋅후 불편감 및 피로도 평가 결과

작업이 안전하다면 작업을 하기 전과 후의 신체 불편감과 육체적 및 정신적 피로도의 변화는 없어야 한다. 이러한 불편감 및 피로도의 변화는 당일 뿐만 아니라 평생 동안 신체 및 정신에 대한 영향없이 노동할 수 있어야 한다. 이 점은 기존의 인간공학 또는 산업보건 교과서에서도 누누이 강조하고 있는 점이다.

본 연구에서 사용한 정의는 다음과 같다.

표4-. 불편감과 피로도에 관한 용어의 정의

용어	정의
① 육체적 피로차이	작업 후 육체적 피로-작업 전 육체적 피로
② 정신적 피로 차이	작업 후 정신적 피로-작업 전 정신적 피로
③ 작업 전 신체각부위 불편감 합	작업 전 손가락 불편감+ 작업 전 손 불편감+ 작업 전 손목 불편감+ 작업 전 앞팔 불편감+ 작업 전 팔꿈치 불편감+ 작업 전 윗팔 불편감+ 작업 전 어깨 불편감+ 작업 전 목 불편감 +작업 전 등/허리 불편감 +작업 전 무릎 불편감+작업 전 발목 불편감
④ 작업 후 신체각부위 불편감 합	작업 후 손가락 불편감+ 작업 후 손 불편감+ 작업 후 손목 불편감 +작업 후 앞팔 불편감+ 작업 후 팔꿈치 불편감+ 작업 후 윗팔 불편감+ 작업 후 어깨 불편감+ 작업 후 목 불편감 +작업 후 등/허리 불편감+ 작업 후 무릎 불편감+작업 후 발목 불편감
⑤ 신체각부위 불편감 합의 차이	작업 후 신체각부위 불편감 합-작업 전 신체각부위 불편감 합
⑥ 작업 전 신체적 및 정신적 피로도 합	작업 전 육체적 피로+ 작업 전 정신적 피로
⑦ 작업 후 신체적 및 정신적 피로도 합	작업 후 육체적 피로+ 작업 전 정신적 피로
⑧ 작업 전후 신체적 및 정신적 피로도 차이	작업 후 신체적 및 정신적 피로도 합-작업 전 신체적 및 정신적 피로도 합

1) 작업 후 육체적⋅정신적 피로의 증가

신체 모든 부위와 육체적 및 정신적 피로도는 작업 후에 작업 전보다 높았으며, 모든 항목에서 통계적으로 의미가 있었다. 이 결과는 하루의 작업에 의해서도 신체 각 부위의 불편감이 증가하며, 육체적 및 정신적 피로도가 증가한다는 것을 의미한다.

그림 4-. 작업 전, 후 신체 각 부위 불편감 및 육체적, 정신적 피로도 차이

2) 노동강도와 작업 전-후 신체 불편감 및 피로도 사이의 연관성

작업 전-후 불편감과 피로도가 노동강도와 관련이 있는지를 분석한 결과, 작업 중 에너지 소모량과 이에 기초하여 연령을 고려하여 만든 에너지 소모 한국 기준 휴식 여유율은 모두 작업 후 육체적 피로를 증가시켰고, 작업 후 정신적 피로, 작업 전 신체 각 부위 불편감의 합, 작업 후 신체 각 부위 불편감의 합, 작업 후 신체적 및 정신적 피로도 합 점수를 증가시켰다. 비록 상관계수는 낮지만 통계적으로 의미있는 결과를 보여 작업 중의 과다한 에너지 소모가 작업 후의 신체 및 정신의 불편감과 피로도를 증가시킴을 확인할 수 있었다.

표 4-. 작업 전-후 신체 각 부위 불편감 및 육체적⋅정신적 피로도와

작업 중 에너지 소모와의 관계에 대한 상관분석 결과

불편감과 피로도 지표	작업 중 에너지 소모량	에너지 소모량 한국 기준 휴식 여유율
작업 전 육체적 피로	0.17	0.15
작업 후 육체적 피로	0.27*	0.25*
육체적 피로차이	0.06	0.08
작업 전 정신적 피로	0.16	0.15
작업 후 정신적 피로	0.24*	0.27*
정신적 피로 차이	0.03	0.07
작업 전 신체 각 부위 불편감 합	0.29*	0.24*
작업 후 신체 각 부위 불편감 합	0.33**	0.31**
신체 각 부위 불편감 합의 점수 차이	0.04	0.09
작업 전 신체적 및 정신적 피로도 합	0.18	0.16
작업 후 신체적 및 정신적 피로도 합	0.28*	0.28*
작업 전후 신체적 및 정신적 피로도 차이	0.05	0.08

* p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001

관절의 반복성은 작업 후 육체적 피로, 작업 전 신체 각 부위 불편감 합, 작업 후 신체 각 부위 불편감 합, 작업 후 신체적 및 정신적 피로도 합을 증가시켰다. 따라서 관절을 과도하게 반복할 경우 작업 후에 신체의 불편감이 증가함을 확인 할 수 있었다. 온도 기준 휴식 여유율은 육체적 피로차이, 작업 전후 신체적 및 정신적 피로도 차이를 감소시켰다.

표 4-. 작업 전-후 신체 각 부위 불편감 및 육체적⋅정신적 피로도와

반복성, 온도 및 소음 기준 휴식 여유율과의 관계에 대한 상관분석 결과

불편감과 피로도 지표	반복성	온도기준 휴식여유율	소음기준 휴식 여유율
작업 전 육체적 피로	0.26*	0.18†	0.09
작업 후 육체적 피로	0.35**	-0.15	0.00
육체적 피로차이	0.03	-0.38***	-0.11
작업 전 정신적 피로	0.05	0.19†	0.04
작업 후 정신적 피로	0.11	0.09	-0.03
정신적 피로 차이	0.05	-0.15	-0.08
작업 전 신체 각 부위 불편감 합	0.32**	0.00	0.17
작업 후 신체 각 부위 불편감 합	0.32**	-0.03	0.09
신체 각 부위 불편감 합의 차이	-0.05	-0.05	-0.16
작업 전 신체적 및 정신적 피로도 합	0.17	0.20†	0.07
작업 후 신체적 및 정신적 피로도 합	0.25*	-0.04	-0.02
작업 전후 신체적 및 정신적 피로도 차이	0.05	-0.30**	-0.11

* p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001

이 결과는 해석에 주의를 요하는데, 온도가 높을수록 육체적으로 불편감이 줄어든다기 보다는 고온환경에서 작업하는 작업자의 실 작업시간이 적어서 다른 부서에 비해 육체의 불편감이 많지 않다고 해석하는 것이 더 정확한 해석일 것이다. 소음기준 휴식 여유율 변수들 중에서는 신체의 불편감과 신체적 및 정신적 피로도와 통계적으로 유의한 관련성을 보이는 변수가 없었다.

작업 전, 후 심박동 수 변이의 변화

1) 여러 노동강도 지표와 심박동 수 변이의 상관관계

작업 중 에너지 소모량과 연령을 고려한 한국형 에너지 소모 기준 휴식 여유율는 모두 작업 전-후 저주파 성분의 심박변이를 증가시켰지만, 고주파 성분에 대해서는 심박변이를 감소시켰다.

표 4-. 작업 전, 후 심박변이 지표와 작업 중 에너지 소모와의 관계에 대한 상관분석 결과

심박변이지표	에너지 소모량				한국형 에너지 소모 기준 휴식 여유율
	작업 전	작업 후	작업 전-후 비교		작업 전	작업 후	작업 전-후 비교
평균심박 수	0.31**	0.24*	0.13		0.30**	0.25*	0.12
SDNN	0.00	-0.02	0.03		0.04	0.01	0.04
rMSSD	-0.16	0.05	-0.16		-0.11	0.08	-0.16
Tp	0.02	0.05	-0.06		0.04	0.07	-0.08
초저주파성분	-0.03	0.03	-0.04		-0.01	0.06	-0.07
저주파성분	0.06	0.06	-0.05		0.07	0.08	-0.08
고주파성분	0.00	0.06	-0.10		0.04	0.08	-0.12
저주파성분Norm	0.19	-0.07	0.25*		0.16	-0.10	0.25*
고주파성분Norm	-0.19	0.07	-0.25*		-0.16	0.10	-0.25*
비	0.07	-0.14	0.20†		0.06	-0.13	0.18
logTp	-0.09	0.03	-0.12		-0.08	0.04	-0.12
log초저주파성분	-0.09	0.02	-0.10		-0.08	0.04	-0.11
log저주파성분	0.02	0.01	0.01		0.03	0.00	0.03
log고주파성분	-0.12	0.09	-0.25*		-0.09	0.09	-0.22†

* p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001

체력에 따라서 작업 중 에너지 소모에 차이가 나기 때문에 작업 중 에너지 소모를 최대 산소 소모량과 체중으로 나누었다. 다음은 개인의 체력과 체중을 고려한 작업 중 에너지 소모량과 심박동 수 변이 지표와의 관계이다. 작업 중 에너지 소모가 많아질 수록 rMSSD는 감소하였고, log고주파 성분 또한 감소하였다. 따라서 작업 중 과다한 에너지 소모는 심박변이에 부정적 영향을 줌을 알 수 있다.

표4-. 체력과 체중을 고려한 작업 중 에너지 소모1)와 심박변이지표의 상관관계

심박변이지표	작업 전	작업 후
평균심박 수	0.51***	0.42***
SDNN	-0.04	-0.13
rMSSD	-0.31**	-0.08
Tp	0.04	0.11
초저주파성분	-0.03	0.05
저주파성분	0.09	0.14
고주파성분	0.05	0.11
비	0.10	0.10
logTp	-0.17†	-0.13
log초저주파성분	-0.14	-0.12
log저주파성분	-0.14	-0.05
log고주파성분	-0.21*	-0.18†

1) 체력과 체중을 고려한 에너지 소모량 단위 = kcal/분/최대산소소모량/kg

반복빈도는 작업 후의 고주파 성분의 심박변이를 감소시켰다. 온도 기준 휴식여유율은 작업 전의 rMSSD, 작업 후 SDNN, 초저주파성분, TP 등을 증가시켰지만, 작업 전-후의 비교를 해본 결과 초저주파 성분의 심박변이를 감소시켰다. 소음기준 휴식 여유율은 저주파 성분의 심박변이를 증가시켰지만, 작업 전-후 비교에서 rMSSD를 감소시켰다. 따라서 반복빈도, 온도, 소음 모두 심장의 심박변이에 부정적인 영향을 줌을 확인할 수 있었다.

표 4-. 작업 전-후 심박 변이 지표들과

관절 반복성, 온도, 소음 기준 휴식 여유율과의 관계에 대한 상관분석 결과

심박변이지표	반복빈도				온도 기준 여유율				소음기준 여유율
	작업 전	작업 후	전후비교		작업 전	작업 후	전후비교		작업 전	작업 후	전후비교
평균심박 수	-0.02	0.06	-0.09		-0.26*	-0.17	-0.14		0.08	-0.03	0.13
SDNN	-0.02	-0.12	0.13		0.07	0.47***	-0.49***		0.18	0.17	0.02
rMSSD	-0.13	-0.13	0.07		0.29**	0.10	0.05		-0.08	0.16	-0.23*
Tp	-0.03	-0.04	0.04		0.03	0.11	-0.13		0.17	0.18†	-0.18
초저주파성분	-0.01	-0.06	0.07		0.12	0.39***	-0.44***		0.21	0.16	-0.12
저주파성분	-0.02	-0.02	0.02		-0.03	-0.04	0.03		0.14	0.19†	-0.20†
고주파성분	-0.07	-0.06	0.05		0.01	-0.02	0.04		0.13	0.17	-0.20†
저주파성분Norm	0.09	0.22*	-0.14		-0.20†	-0.13	-0.06		-0.01	0.12	-0.12
고주파성분Norm	-0.09	-0.22*	0.14		0.20†	0.13	0.06		0.01	-0.12	0.12
비	0.02	0.18†	-0.17		-0.10	-0.09	0.00		0.03	0.09	-0.07
logTp	0.00	-0.06	0.07		0.13	0.26*	-0.16		0.19	0.23	-0.08
log초저주파성분	0.04	-0.07	0.10		0.16	0.33**	-0.18		0.22	0.19	0.00
log저주파성분	-0.02	0.06	-0.07		-0.01	0.03	-0.04		0.07	0.29**	-0.24
log고주파성분	-0.08	-0.13	0.07		0.14	0.12	0.01		0.06	0.18	-0.14

* p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001

노동강도 수준에 따른 심박동 수 변이 지표 분석

앞에서 분석한 여러 노동강도 지표들을 각각 높은 군과 낮은 군으로 나누고, 지표별로 노동강도가 높은 군과 낮은 군에서 심박동 수 변이 지표의 차이를 분석하였다.

1) 작업 중 에너지 소모에 따른 심박동 수 변이 지표의 변화

체력에 따라 작업 중 에너지 소모가 차이가 나기 때문에 작업 중 에너지 소모를 최대산소소모량과 체중으로 나누었다. 전체 측정치의 중앙값인 19.5(kcal/분/최대산소소모량/체중)를 기준으로 작업 시 저에너지 소모군과 고에너지 소모군으로 나누어 분석하였다. 고에너지 소모군에서는 시간 범주인 rMSSD(오전)와 주파수 범주인 logHF(오전), logHF(오후)에서 모두 심박동 수 변이가 감소하였고, 오전의 심박변이 비는 증가하였다. 즉, 작업 중 에너지를 과다하게 사용하는 경우 일상적인 자율신경이 파괴되고 교감신경이 항진(흥분)될 뿐 아니라(오전의 심박변이), 날마다 당일 노동강도의 영향으로 부교감신경의 심박변이에 부정적 영향을 줌(오후의 심박변이)을 알 수 있다.

그림4-. 작업 중 에너지 소모에 따른 심박동 수 변이의 차이

2) 작업 중 심장 박동의 증가에 따른 심박동 수 변이 지표의 변화

작업 중 에너지 소모와 관련하여 작업 중 심장박동이 많이 뛴 경우와 그렇지 않은 군을 비교하였다. 작업 중 심장박동 측정 결과를 이용하여  {(최대심박 수-작업중 심박 수)/(최대심박 수-안정시 심박 수)}×100 공식에 따라 상대심박비를 구하였다. 상대심박비는 Wu와 Wang이 제시한 기준에 따라 하루 작업시간이 8시간 이하, 8-10시간, 10-12시간인 경우에 대해, 상대심박비가 각각 24.5 % 이상, 상대심박비가 20 % 이상, 상대심박비가 16 % 이상인 경우를 상대심박비가 높은 군으로 하고, 그렇지 않은 경우 낮은 군으로 하였다. 분석 결과, 상대심박비가 높은 군에서 오후의 전주파수 영역, 초저주파수 영역의 심박변이가 감소하였다. 따라서 작업 중 심장박동이 높은 경우에 특히 부교감신경에 문제를 일으킴을 알 수 있다.

그림4-. 작업 중 상대심박비에 따른 심박동 수 변이의 차이

3) 관절 반복 빈도에 따른 심박동 수 변이 지표의 변화

관절반복빈도는 손목의 굴곡/편위 및 팔꿈치의 굴곡을 평균한 것으로 정의하였다. 우선, 평균이 10회/분이 넘을 경우 고반복군, 그렇지 않을 경우를 저반복군으로 나누어 비교하였다. 고반복군은 오전의 rMSSD와 오후의 log고주파영역이 감소하였고, 오후의 비가 증가하였다. 이는 관절을 반복적으로 빠르게 사용하는(작업 속도가 빠른) 경우, 하루의 작업으로 인해 당일 오후에 부교감신경의 심박변이가 문제가 생기며, 오후에 교감신경이 항진(흥분)하게 됨을 보여준다.

그림4-. 관절 반복성(분당 10회를 기준으로)에 따른 심박동 수 변이 지표의 차이

다음으로, 현대자동차 측정 전체의 중앙값인 12회/분을 기준으로 관절 반복성을 고반복군과 저반복군으로 나눠 비교한 결과, 고반복군에서 오후의 rMSSD, 오전 및 오후의 log고주파 영역의 심박변이가 감소하였고, 오후의 비가 증가하였다. 이는 과다한 작업 속도가 당일 오후의 교감/부교감신경 기능에 영향을 미칠 뿐 아니라, 만성적으로 평소(오전) 부교감 신경의 심박변이도 감소시킴을 뜻한다.

그림4-. 관절 반복성(분당 12회를 기준으로)에 따른 심박동 수 변이 지표의 차이

4) 윤활유 노출에 따른 심박동 수 변이 지표의 변화

작업 중 윤활유에 노출되는 경우 오후의 SDNN, rMSSD, 초저주파의 심박변이를 감소시켜 하루 작업이 오후의 전체적 심박변이와 교감신경/부교감신경에 영향을 주며, 오전의 log저주파를 감소시켜 평소의 교감신경에 영향을 미친다.

그림4-. 윤활유 노출 여부에 따른 심박동 수 변이 지표의 차이

5) 직무스트레스에 따른 심박동 수 변이 지표의 변화

직무스트레스와 심박변이의 관계를 살펴보았다. 직무스트레스 중 관계갈등이 높은 군에서 오후의 SDNN, rMSSD, TP, logTP의 감소를 가져와 하루 작업 중 직장에서 갈등(상사, 동료)이 심한 경우 오후의 심박변이에 부정적 영향을 줄 뿐아니라 오전의 평균심박이 증가하고, 오전의 TP가 감소하여 평소의 심박변이에도 부정적 영향을 줌을 알 수 있다.

그림4-. 직무 스트레스에 따른 심박동 수 변이 지표의 변화

소결

작업 중 에너지 소모량, 연령을 고려한 한국형 에너지 기준 휴식 여유율, 온도, 소음, 관절의 반복적 사용 빈도 등 본 연구에서 사용한 육체적 노동강도 관련 요인들은 모두 작업 후의 육체적 및 정신적 피로도, 육체의 불편감을 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 이들 노동강도 관련 요인들은 심박동 수 변이에도 부정적인 영향을 미침을 확인할 수 있었다.

따라서 이들 노동강도와 관련한 요인를 줄여나가고, 충분한 휴식과 적절한 작업 중 여유를 확보하여 노동자 건강을 지킬 필요가 절실하다고 하겠다.

부서별 노동강도 관련 개선 우선 순위 평가

국제노동기구 휴식 여유율을 기준으로 하여 각 부서별로 노동강도 관련하여 개선하여야 할 시급한 사안들의 우선순위를 분석하였다. 다음 결과들 중 백분율이 가장 큰 것이 가장 문제가 많은 요소이다.

전체적으로 온도, 자세, 작업의 단조로움이 가장 시급한 문제들로 나타났는데, 온도 문제는 본 연구에서 현장 평가를 여름철에 진행하였기 때문에 더욱 두드러지게 나타난 것으로 보인다. 다시 말해 현대자동차 공장 전반적으로 여름철 고온 환경으로 인한 노동강도가 심각한 문제를 일으킬 수 있기 때문에 작업장 내 온도를 쾌적하게 낮추거나, 장시간 고온 노출을 막을 수 있도록 노동시간을 줄이거나, 잦은 휴식시간을 배치하는 등의 개선이 필요함을 의미한다.

표4-. 노동강도 관련 개선 우선 순위 (전체)

부서	전체
변수	평균값	표준편차
힘쓰기	6.8	14.0
자세	21.2	8.7
진동	4.6	5.6
반복작업	4.6	5.6
불편한 보호구	6.9	8.3
정신집중	11.6	5.5
단조로움	17.2	5.7
눈의 피로	7.6	7.9
소음	7.1	2.6
온도	24.8	9.1
환기	5.3	4.2
흄/유기용제	6.5	13.0
분진	0.6	2.8
불청결	4.8	8.4
습도	3.5	5.5

소재공장 개선 우선순위

소재공장의 각 부서별 개선 우선순위는 다음과 같다. 경합금주조부에서는 흄/유기용제, 자세, 온도를, 단조부에서는 온도, 불편한 보호구, 작업의 단조로움을, 소재보전부에서는 자세, 온도, 단조로움을, 소재품질관리부에서는 온도, 자세, 단조로움을, 주철주조부에서는 흄/유기용제, 온도, 자세 등을 시급히 개선해야 한다.

표4-. 노동강도 관련 개선 우선 순위 (소재공장)

부서	경합금주조부		단조부		소재보전부		소재품질관리부		주철주조부
변수	평균값	표준편차	평균값	표준편차	평균값	표준편차	평균값	표준편차	평균값	표준편차
힘쓰기	5.5	11.7	7.9	10.8	0.0	0.0	0.0	0.0	14.6	16.7
자세	23.2	7.5	13.3	5.5	24.6	7.6	17.3	1.5	19.5	4.7
진동	5.8	6.4	7.4	5.3	6.3	1.9	1.0	1.8	4.1	6.5
반복작업	5.8	6.4	7.4	5.3	6.3	1.9	1.0	1.8	4.1	6.5
불편한 보호구	9.1	6.0	14.5	4.4	6.3	8.8	15.9	7.4	6.9	7.8
정신집중	11.5	2.8	11.6	3.5	12.7	3.8	13.9	1.2	9.5	6.2
단조로움	14.9	3.9	14.5	4.4	15.9	4.8	17.3	1.5	17.0	3.0
눈의 피로	6.7	3.4	7.4	0.6	8.8	1.6	11.5	3.9	6.4	6.1
소음	6.0	1.6	5.8	1.7	6.3	1.9	6.9	0.6	6.5	1.5
온도	20.9	5.5	20.4	6.1	22.2	6.7	24.3	2.1	22.9	5.3
환기	8.3	3.1	4.2	3.3	5.7	2.6	8.0	3.9	6.7	5.1
흄/유기용제	29.9	7.9	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	32.7	7.6
분진	3.0	7.9	0.4	0.8	0.0	0.0	1.2	2.1	1.1	1.4
불청결	6.5	8.1	8.9	8.8	9.6	13.6	6.0	10.3	2.2	5.7
습도	0.8	1.3	8.8	8.7	5.1	3.7	1.2	2.1	1.3	1.6

승용1공장 개선 우선순위

승용1공장 각 부서별 개선의 우선순위는 다음과 같다. 도장1부와 생산관리1부, 의장1부, 차체1부, 품질관리1부에서는 온도와 자세, 작업의 단조로움이 공통된 개선 지점으로 나타났다. 여름철 고온 작업 환경의 문제와 콘베어 벨트에 묶여있는 작업의 단조로운 반복성 문제가 반영된 것이다. 한편, 보전1부에서는 온도, 자세, 과도한 힘쓰기를, 프레스1부에서는 온도, 단조로움, 힘쓰기 등이 시급한 개선 지점으로 나타났다.

표4-. 노동강도 관련 개선 우선 순위 (승용1공장①)

부서	도장1부		보전1부		생산관리1부		의장1부
변수	평균값	표준편차	평균값	표준편차	평균값	표준편차	평균값	표준편차
힘쓰기	8.6	15.7	19.2	22.1	0.0	0.0	6.1	13.4
자세	18.7	4.8	20.4	8.9	25.4	14.3	26.4	13.0
진동	5.1	7.8	2.6	3.4	1.4	2.2	7.3	5.9
반복작업	5.1	7.8	2.6	3.4	1.4	2.2	7.3	5.9
불편한 보호구	15.1	19.7	2.4	1.9	0.0	0.0	4.5	5.1
정신집중	7.9	2.0	15.7	12.2	13.9	6.7	10.8	6.0
단조로움	15.2	5.8	9.7	7.6	21.7	5.0	16.6	6.6
눈의 피로	6.8	7.2	8.8	8.0	5.2	4.1	3.7	6.6
소음	5.9	2.5	7.0	4.5	8.7	2.0	7.9	4.1
온도	22.3	10.3	24.6	15.8	30.4	6.9	27.5	14.3
환기	5.4	3.8	4.3	5.2	4.3	1.0	1.6	1.7
흄/유기용제	3.0	1.2	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
분진	0.5	1.0	0.9	1.8	0.0	0.0	0.2	0.6
불청결	2.3	5.2	0.0	0.0	0.0	0.0	0.9	3.1
습도	10.0	10.2	1.9	2.2	0.0	0.0	2.6	6.3

표4-. 노동강도 관련 개선 우선 순위 (승용1공장②)

부서	차체1부		품질관리1부		프레스1부
변수	평균값	표준편차	평균값	표준편차	평균값	표준편차
힘쓰기	0.0	0.0	6.5	11.3	15.3	30.7
자세	19.0	4.4	26.1	11.5	15.2	6.2
진동	3.0	6.6	0.0	0.0	5.8	3.5
반복작업	3.0	6.6	0.0	0.0	5.8	3.5
불편한 보호구	7.6	8.3	0.0	0.0	3.3	2.5
정신집중	10.2	5.3	11.9	1.8	12.8	7.0
단조로움	21.3	3.2	15.7	3.8	21.5	13.3
눈의 피로	16.7	18.5	19.4	12.9	7.3	13.2
소음	8.2	1.4	5.6	1.5	7.9	5.2
온도	28.8	5.0	19.6	5.1	27.6	18.2
환기	7.0	3.6	2.8	0.7	11.2	8.7
흄/유기용제	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
분진	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
불청결	3.6	8.0	0.0	0.0	8.9	17.9
습도	3.6	5.0	1.1	1.9	4.3	4.1

소형엔진공장 개선 우선순위

소형엔진공장에서는 가공공정과 조립공정으로 나누어 살펴보았는데, 두 공정 모두 온도, 자세, 작업의 단조로움이 가장 시급한 문제로 나타났다.

표4-. 노동강도 관련 개선 우선 순위 (소형엔진공장)

부서	가공공정		조립공정
변수	평균값	표준편차	평균값	표준편차
힘쓰기	5.7	15.1	4.9	12.9
자세	18.6	1.8	21.5	6.9
진동	2.4	5.2	5.5	7.0
반복작업	2.4	5.2	5.5	7.0
불편한 보호구	10.7	8.8	1.9	1.8
정신집중	12.0	5.7	11.8	5.8
단조로움	18.6	1.9	18.7	3.8
눈의 피로	7.2	0.7	6.2	4.9
소음	7.2	0.7	7.3	1.7
온도	25.3	2.5	25.7	6.1
환기	5.9	3.5	3.7	0.9
흄/유기용제	0.0	0.0	0.0	0.0
분진	0.0	0.0	0.0	0.0
불청결	15.4	7.0	6.2	10.8
습도	8.7	3.8	2.5	4.3

요약

1. 현대 자동차 승용1공장, 소재공장, 소형엔진부에서 육체적 작업부하 평가를 실시하였다.

2. 평가는 1) 체크리스트: 연구진이 현장 노동자를 관찰하면서 작성할 수 있는 체크리스트(관찰법), 2) 기기를 이용: 기기를 이용하여 전문가의 도움이 필요한 방법(기기이용법) 두 가지 방법으로 진행하였다.

3. 조사는 예비 실험, 예비조사, 본 조사, 여름철 온도측정 등의 방법을 통해 진행되었다. 본조사 항목은 다음과 같다.

1) 노동강도 관련

① 에너지 소비: 자전거 에르고미터, 심박측정기

② 관절 반복성: 전자각도기

③ 근육 사용도: 근전도기

④ 자체 개발 체크리스트

2) 건강관련

① 작업전후 불편감

② 심박변이(HRV)

4. 예비실험 결과 본 연구에서 사용한 콤비 자전거 에르고미터법은 검사의 타당도가 높았다. 따라서 자전거 에르고미터를 이용하여, 최대하부하검사를 실시하여 개인의 최대산소소모량을 구하는 것은 믿을 만하다고 판단하였다.

5. 노동 중 에너지 소모에 관한 공식을 이용할 때 한국인 생산직 노동자의 데이터를 이용하여 한국인에 맞는 휴식시간을 설정하는 것이 타당하다. 한국인 노동자에 대한 에너지 소모 허용기준은 3.02 kcal/분이 적합한 것으로 나타났다. 또한 나이에 따라 기초체력이 변화하는 것을 반영하여 연령대 별로 다른 기준을 적용하는 것이 바람직하다.

6. 현장 평가 주요 결과는 다음과 같다.

1) 전체적으로 모든 부서에서 반복성이 기준을 초과하였다. 따라서 전 공정에 걸쳐 50분 작업과 10분 휴식 기준을 적용하는 것이 타당하다.

2) 근육사용도도 모든 부서에서 기준을 초과하였다. 따라서 공정개선과 공구 무게를 감량할 필요가 있다.

3) 에너지 소모량에 대한 기준을 한국인 기준인 3.02로 할 경우 모든 공정에서 기준을 초과하여 작업이 전체적으로 무리가 될 가능성을 보여준다.

4) 따라서 전 공정에 걸쳐 50분 작업과 10분 휴식 기준을 적용할 것과, 50분 작업 중에도 적절한 속도와 강도로 작업을 실시할 필요가 있다.

7. ILO 휴식여유율은 여러 가지 한계를 가지고 있다. 따라서 ILO 여유율 중 최근의 연구를 통해서 과학적 근거를 확인할 수 있는 것은 변경하고, 전체적인 틀은 유지하는 방향으로 사용하는 것이 바람직하다. 따라서

1) ILO 체크리스트를 원본 그대로 적용하여 평가한 후 개선의 우선순위를 설정한다. 원본 그대로 적용하여 평가한 여유율에 대해서는 최소한으로 확보하여야 할 기본이다.

2) 상수여유는 그대로 사용한다. 즉 개인적 요구 5%를 8시간으로 환산하면 20분 이다. 현재 오전 10분, 오후 10분 총 20분 휴식이 있으므로 이 부분은 그대로 유지한다. 기본 피로요구 4%는 그대로 여유율에 포함한다.

3) 반복작업이 기준을 초과할 경우는 50분 작업에 10분 휴식으로 휴식시간을 늘린다. 만약 휴식시간을 늘리지 못할 경우에는 반복기준을 충당할 만큼의 여유율을 유지한다. 이 두 가지 대책 중 휴식시간을 확보하는 것을 우선으로 한다.

4) 온도기준은 계절에 따라 달라짐으로 특히 여름철에 온도를 측정하여 온도가 높은 경우에는 추가적으로 여유율을 높이도록 한다.

8. 작업 중 에너지 소모량, 연령을 고려한 한국형 에너지 기준 휴식 여유율, 온도, 소음, 관절의 반복적 사용의 빈도는 모두 작업 후의 육체적 및 정신적 피로도, 육체의 불편감을 증가시킨다. 또한 이들 제반 노동강도와 관련한 요소는 심박변이에 부정적인 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 따라서 이들 노동강도와 관련한 요소를 줄이고 충분한 휴식과 적절한 작업 중 여유를 마련하여 노동자들의 건강을 보호하는 방향으로 작업을 재설계할 필요가 있다.

9. 각 부서별로 전체적으로 50분 작업/ 10분 휴식을 준수하도록 한다. 그리고 각 부서별로 최소한 여유는 ILO 기준을 준수하되, 궁극적으로는 건강을 고려한 휴식 여유율을 달성하도록 한다. 50분 작업/10분 휴식이 가능한 경우에는 아래의 휴식 여유율1을 적용하고, 휴식시간 확대가 불가능한 경우에는 휴식 여유율2를 적용하도록 한다. 여유율은 정상작업 속도에 대한 비율임으로, 1시간 중 여유의 비율이 편리하다면 백분율을 적용한다. 단, 이 기준은 온도를 고려하지 않았으므로 하절기 또는 고온 작업에서는 온도기준을 추가하도록 한다.

표4-. 온도를 고려하지 않았을 때 부서별 필요 휴식 여유율 및 백분율 결과

부서	최소 기준(ILO 휴식 여유율, 기본피로4% 포함)		휴식시간 변경 때(매 시간당 10분 휴식) 휴식 여유율11)		휴식시간 변경없을 때(현행 그대로) 휴식 여유율 22)
	여유율*	백분율†	여유율*	백분율†	여유율*	백분율†
경합금주조부	34.8	25.8	77.9	43.8	151.1	60.2
단조부	28.3	22.1	70.6	41.4	112.9	53.0
도장1	32.8	24.7	58.9	37.1	118.5	54.2
보전1	29.2	22.6	51.6	34.0	78.4	43.9
생산관리1부	21.7	17.8	60.5	37.7	89.6	47.3
소재보전부	25.5	20.3	82.0	45.1	115.8	53.7
소재품질관리부	23.3	18.9	60.4	37.7	102.5	50.6
소형엔진부(가공)	25.7	20.4	51.9	34.2	105.2	51.3
소형엔진부(조립)	22.7	18.5	57.7	36.6	96.1	49.0
의장1부	23.4	19.0	54.6	35.3	97.0	49.2
주철주조부	30.4	23.3	74.3	42.6	137.7	57.9
차체1부	24.0	19.4	44.7	30.9	71.0	41.5
품질관리1부	24.5	19.7	68.7	40.7	90.7	47.6
프레스1부	31.4	23.9	75.1	42.9	112.9	53.0
전체	26.9	21.2	62.3	38.4	106.9	51.7

1) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경

2) ILO 휴식 여유율 중 반복성, 온도 제외 후 한국형 에너지 기준 여유와 소음 기준 변경 + 반복성 기준 여유율 변경

* 작업을 100으로 볼 때 작업에 대한 여유율

† 1시간 중 작업:휴식으로 표시하였을 때 휴식백분율

10. ILO 휴식 여유율을 기준으로 하여 부서별로 시급하게 노동강도관련 개선하여야 할 우선순위 문제를 분석하였다. 결과를 해석하는 방법은 각 부서별로 백분율이 가장 큰 것이 가장 문제가 많은 요소임으로 중요한 3가지 정도의 요소를 우선적으로 해결할 필요가 있다.

[보론]

주야 맞교대 노동자의 누적노동강도

- 심박동 수와 최대산소소모량,

24시간 심박동 수 변이를 중심으로

조사연구의 배경

연속 주야 맞교대로 인한 누적 노동강도의 문제점

현대자동차는 5-7일연속 주야맞교대 근무를 하고 있는 대표적인 사업장이다. 주야맞교대 근무의 문제점은 이미 2004년도에 수행되었던 교대제 프로젝트 연구 결과에서 밝혀진 바 있다. 즉, 주야맞교대근무 노동자는 야간근무 때 주간근무에 비하여 심박동 수 변이지표가 더 심하게 파괴되고, 노동강도가 심한 집단에서 심박동 수 변이의 파괴와 자율신경계 이상을 발견할 수 있었다.

이번 노동강도 평가 연구에서는 수년에서 수십 년 간 연속적인 장시간 주야맞교대 노동이 인체에 누적될 때 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 특히 1997년 말 IMF 경제위기 이후 특근과 야근이 빈번해졌고, 이로 인하여 사실상 주7일 야간근무를 하게 되는 경우가 발생하여 이러한 장시간의 야간노동과 노동시간이 노동자의 육체적 하중(심박동 수, 산소소모량)과 24시간 생체주기에 어떠한 영향을 미치는 가를 분석하고자 하였다.

이 연구를 통하여 얻을 수 있는 기대효과는 누적 노동강도를 측정함으로써 장시간의 노동일과 야간노동시간이 노동자의 건강에 심각한 장해를 일으키는 객관적인 자료를 확보하는 것이다.

기존 문헌 결과 고찰

24시간 생체주기의 파괴의 기전

생리적인 리듬이 매 24시간 마다 반복되는 것을 24시간 생체주기라고 부른다. 외부 환경이 24시간주기로 변화함에 따라 인체의 내부 생체주기도 같이 움직인다. 생리적 리듬은 외부환경의 밝음-어두움과 인간의 행동(사회적 상호작용, 식사시간, 수면-각성주기)에 따라 유지되며, 이러한 요인들은 주로 지구의 24시간 자전 주기에 맞추어 순환한다.

David R.Liskowsky et al 1989

그림4-1-. 24시간 생체 주기

24시간 생체주기를 가지는 대표적 예로, 체온과 코티졸 호르몬 등은 밤에 감소하고, 해가 뜨면서 증가하기 시작한다. 반면, 성장호르몬은 밤에 최대가 되고, 낮에 최저치가 된다.

성장호르몬

혈중

코티졸

체온

K+ 분비

오전6시                    정오                  오후6시

신체의 리듬이 시차 변화 및 교대 근무 등 환경 요인의 변화에 의해서 방해되면 신체 기능의 장애, 즉 수면의 양상 파괴, 수행능력이 감소, 현기증 등이 발생하게 된다.

David R.Liskowsky et al 1989

다음 그림은 정상적으로 8시간 수면 후 낮에 정상적인 활동을 한 집단과 하루 중 아무때나 4시간만 수면을 취하고 난 뒤 계속 수면을 취하고 있는 집단, 그리고 4시간만 수면을 취하고 적어도 1-2시간 이상 깨어 있는 집단에서 직장 내 체온을 비교한 연구 결과이다. 정상적으로 밤에 수면을 취하고 낮에 활동을 하는 집단은 밤에 체온이 떨어지고 낮동안에 체온이 올라가나, 낮에 수면을 취하고 있는 집단은 낮동안에도 체온이 증가하지 않으며, 낮에 잠을 자고 난 뒤 깨어있는 집단에서는 체온이 증가하되 미약한 증가 폭을 보여주고 있다. 24시간 생체주기가 파괴되어 있는 상태인 것이다.

Mills, Minors, & Waterhouse, 1978a, NIOSH 1981 24P

그림4-1-. 수면 양상에 따른 직장 내 체온 생체 주기의 교란

23:30~7:30 수면을 취한 뒤 낮동안 정상 활동을 한 집단

하루 중 아무때나 4시간 수면을 취한 집단

수면 중

최소한 1-2시간 깨어있을 때

체온

시각

직

장

내

체

온

(℃)

교대근무가 생체주기를 파괴하는 기전

교대근무는 노동자로 하여금 부적절한 시간에 깨어있도록 함으로써, 결과적으로 개개인의 생체리듬의 불일치의 상태에 오게한다. 이렇게 정상적인 하루의 수면 주기가 외부환경과 일치하지 못하게 되면 24시간 생체주기가 파괴될 수 있다. 교대근무는 모든 생체주기에 영향을 미치나, 특히 수행능력과 수면-각성 주기에 영향을 미친다. 특히 45세 이상의 고령 노동자들은 교대근무로 인한 생체주기의 파괴를 더욱 심하게 겪는다. 교대근무에 의한 생체주기의 변화는 전형적으로 일주일 이상 걸린다. 생체주기의 내부시계가 노동 스케쥴을 따라서 느리게 적응해갈 뿐 아니라, 여러 가지 사회조건이 더욱 더 적응기간을 느리게 한다.

David R.Liskowsky et al 1989

다음 그림은 야간근무를 시작하기에 앞서 낮 근무동안의 24시간 체온의 변화(기준일)에 비하여, 야간근무를 시작한지 제 1,2,3,7,21일째의 24시간 체온의 변화이다. 밤근무 7일째 되는 날에야 비로소 24시간 체온 변화 양상이 야간근무 주기에 따라가기 시작하는 것을 보여주고 있다.

그림4-1-. 연속 야간근무 때 하루 중 직장 내 체온 주기의 변화

수면

근무

수면

수면

근무

수면

근무

수면

근무

수면

근무

수면

근무

기준일

야근3일째

야근1일째

야근7일째

야근2일째

야근21일째

직장

내

체온

시각

따라서 1주일이라는 교대근무 주기는 생체주기의 리듬을 회복하기에는 불충분하므로 생체주기가 완전히 회복되지 못한 채 다음 교대로 넘어가게 된다. 이런 과정이 수년에서 수십년간 이어지면서 생체주기의 생체주기의 부조화와 파괴는 영구화되는 상태가 될 것이다. 몇몇 연구자들은 교대주기의 길고 짧음에 관계없이 교대근무로 인한 생체주기의 파괴는 결코 완전히 회복되지 않음을 강조하고 있다.

David R.Liskowsky et al 1989

Folkard,S et al 1985, Knauth P.et al 1981

지속적인 야간근무에 따른 24시간 생체주기의 변화

다음 그림은 처음 8시간 근무에서부터 21일간 야근를 수행하는 동안의 직장 내 체온을 관찰한 결과이다. 체온은 낮근무 때나 밤근무 첫날에 정상이었다가, 시간이 지날수록 점점 수면 중 체온이 떨어지고 일할 때의 체온은 점차 증가하는 경향을 보인다. 수면시작 직후 체온이 급격하게 감소하는 경향은 2일째부터 21일째로 가면서 더욱 심화되고 있다. 이것은 아마도 수면 시작 직전의 체온 증가 때문으로 생각된다. 회복기의 첫날에는 수면 중 체온이 떨어지고 수면을 취하지 않는 낮 동안의 체온이 다시 상승하기는 하나, 둘째날이 되어서야 정상적인 낮근무 때의 24시간 생체주기에 가까워지는 것을 볼 수 있다. 이 이유는 생체주기의 이동과 마스크 효과(masking effect)때문으로 보고 있다 (NIOSH 1981).

Knauth and Rutenfranz(1976)

그림4-1-. 야간 근무의 지속에 따른 직장 내 체온 주기의 변화 양상

정상적인 낮근무

(4일간 평균값)

야근 제1일차

야근 제2일차

야근 제7일차

야근 제21일차

회복일 1일차

회복일 2일차

시각

직

장

내

체

온

지속적인 밤근무와 누적 노동강도(육체적 하중)

밤근무 때는 낮근무 때보다 심박동 수가 더욱 증가하여 육체적 부하가 증가한다. 한편, 육체적 부하를 결정하는 가장 중요한 요인은 노동시간의 길이와 휴식시간의 길이이다. I.Astrand(1960) 등은 30분동안 동일한 강도의 노동강도(247kj, 25200kpm)를 부여하고 노동시간과 휴식시간을 달리하면서 혈중 젖산 농도를 측정하여, 육체 부하에 가장 결정적인 역할을 하는 요인은 노동시간의 길이이며 그 다음이 휴식기간의 길이라는 점을 밝혀냈다. 이는 육체적 부하가 증가하는 야간 근무 때는 노동시간을 줄여야 하는 근거가 된다.

Lille F, Sens-Salis D, Ullsperger P, Cheliout F, Borodulin L, and Burnod Y. 1980.Heart rate variations in air traffic controllers during day and night work. In the international symposium of [Night and shift work biological and social aspects, 1980. Pergamon press]

Astrand  I, Astrand P-O, Christensen E.H, Hedman R. 1960. Intermittent muscular work. Acta Phsiol. Scand. 1960;48:443.

또한 Vokac and Rodahl (1974, 1975)는 지속적인 야근으로 인하여 체온 등 생체 기능과 그것을 조절하는 생체기계 사이에 부조화가 발생함을 연구하였다. 이에 대한 생리학적인 차원의 대안은 전체 교대주기 동안 휴일을 고르게 배분하여 며칠 연속으로 야근을 하지 않고 중간에 쉬는 날을 갖는 것이라 한다.

(Vokac Z and Rodahl K. 1974. A study of continuous night work at the Norweigian Steel Mill at Mo I Rana, Nordic Council for Arctic Medical Research Report, No.10.

Vokac Z and Rodahl K. 1975. Field study of rotating and continuous night shifts in a settl mill . Proc.Thurd International Symposium on Night-and shiftwork in Dortmund, Oct 28-31, 1974, in P.Colquhoun,S.Folkard, P.Knauth and R.Rutenfranz (Eds), Experimental studies in shiftwork (Poladen:Westdeutscher Verlag) 168.

한편, 작업 속도가 증가할수록 최대 심박동 수, 일을 하기 위한 심장의 부하, 회복을 위한 심장의 부하는 증가한다. 가벼운 일의 경우 노동의 기간과 휴식의 빈도가 덜 중요하나, 육체적 부하가 큰 작업의 경우에는 노동 기간이 증가할수록 심혈관계 증상이 증가한다.

작업 중 사용하는 총 에너지는 일의 기간이 짧고 휴식이 빈번해질수록 적어진다. 휴식 기간 중에 산소 소모량이 정상수준으로 돌아와야 하는데, 심박동 수가 충분히 회복되기에는 휴식 기간이 너무 짧을 우려가 있다. 육체적 부하가 큰 작업일수록 회복기에 정상 심박동 수로 돌아오는 기간이 오래걸리고, 체력이 좋을수록 회복기에 심박동 수가 정상으로 돌아오는 기간이 짧아진다.

연구 가설

첫째: 연속 6일이상의 노동일과 장시간의 노동시간이 노동자의 신체에 누적된 피로로 작용할 것이다. 이러한 누적된 피로는 신체에 하중을 주게 될것이고, 6일째 되는 날에는 더욱 심해질 것이다.

둘째: 이 누적된 피로는 야간노동을 하는 동안 더욱 심해질 것이다.

세째: 이 누적된 피로는 노동강도가 심한 공정에서 더욱 심해질것이다.

연구 방법

1) 24시간 심박동 수를 이용한 누적노동강도 (심박동 수, 산소소모량)의 측정 ; 주야 맞교대 근무 노동자 30명을 대상으로 주간근무 1주, 야간근무 1주, 함하여 총 2주동안 액티그라프 기기를 이용하여 24시간 심박동 수와 산소소모량을 측정하였다.

2) Actioghaphy를 이용한 누적작업강도의 측정 ; 액티그라프는 측정이 간편하다. 휴일이 끝난 직후 작업 시작 시기부터 착용을 해서, 다음 휴일이 오기 직전까지 착용하여 연속 근무일 동안 총에너지 소비량을 측정하였다.

3) 최대산소소모량의 측정 ; 트레드밀을 이용하여 서거나 앉거나 시속 2, 4, 6, 10 km의 속도로 걷거나 달리면서 산소소모량측정기기(메타맥스 또는 k4b2)로 산소소모량을 측정하고, 최대로 달리면서 최대산소소모량을 측정한다. 이 자료를 토대로 각 개인의 산소소모량과 액티그라프활동량, 또는 산소소모량과 심박동 수와의 연관성을 나타내주는 회귀식을 구한다. 이 회귀식을 이용하여 액티그라프 및 24시간 폴라 심박동 수 측정 자료들을 대입하여 각 측정치가 의미하는 심박동 수와 에너지 소모량을 간접적으로 산출한다.

연구결과

연속 근무일 수 증가와 24시간 생체주기의 파괴

다음 그림과 같이 교감신경기능(LF/HF ratio의 변화로 나타남)과 부교감신경기능(고주파의 변화로 나타남)이 주야간 근무 때 모두 주말로 갈수록 점차 파괴되는 양상을 보이며, 특히 야간근무때 더욱 심각한 양상을 보인다. 이는 연속 근무일 수 증가에 따라 24시간 생체 주기의 교란이 가중되며 야근 때는 그 정도가 더욱 크다는 것을 시사한다.

연속 근무일 수 증가와 육체적 부하의 누적 양상

연속 근무일 수 증가에 따른 육체적 부하 누적

주말로 갈수록 작업 중 심박동 수는 점차 증가한다. 이는 연속 근무일 수가 늘어날수록 육체적 부하가 누적되고 있음을 시사한다.

하루 중 노동시간 누적에 따른 산소 소모량의 증가

하루 노동시간을 약 2시간 간격으로 나누어 산소소모량의 시간대별 변화를 분석한 결과는 다음과 같다. 주간과 야간근무에서 모두 작업을 마치기 직전 시간대의 산소소모량이 작업 시작 후 첫 시간대의 산소소모량보다 크게 늘어나고 있다. 이는 하루 중에도 노동시간이 누적되면서 육체적 부하가 커지고 있음을 시사한다.

표4-1-. 하루노동일에서 노동시간대별 산소소모량의 변화

주간 근무시 측정 결과			야간 근무시 측정 결과
근무시간	액티비티 측정치		근무시간	액티비티 측정치
08:00-10:00	458		21:00-23:00	467
10:10-12:00	436		23:10-01:00	500
13:00-15:00	409		02:00-04:00	423
15:15-17:00	563		04:20-06:00	540
18:00-20:00	-		06:15-08:00	658

요일별, 시간대별 에너지소모량의 변화 추이

주간근무시에 육체적 하중을 연속 측정한 결과 목,금요일 작업이 끝나기 직전의 시간대에 급격한 증가 양상을 보인다.

표4-1-. 주간근무시 요일별 시간대에 따른 육체적 하중의 변화

근무시간	월	화	수	목	금
08:00-10:00	0.717	0.706	0.713	0.708	0.846
10:10-12:00	0.718	0.715	0.739	0.714	0.773
13:00-15:00	0.714	0.718	0.721	0.726	0.707
15:15-17:00	0.736	0.713	0.747	0.723	0.761
18:00-20:00	0.694	0.731	0.719	0.828	0.832

야간근무시에도 월요일에 비해 화,수,목요일로 갈수록 점차 작업이 끝날 시기의 육체적 하중이 급격하게 증가하고 있는 양상을 볼 수 있다.

표4-1-. 야간근무시 요일별 시간대에 따른 육체적 하중의 변화

근무시간	월	화	수	목	금
20:00-22:00	0.793	0.779	0.733	0.758	0.726
22:10-24:00	0.784	0.708	0.693	0.698	0.689
01:00-03:00	0.595	0.837	0.774	0.733	0.797
03:15-05:00	0.756	0.768	0.660	0.708	0.763
06:00-08:00	0.673	0.808	0.717	0.733	0.713

주간근무시의 심박동 수 역시 월요일에 비해 목,금요일로 갈수록 점차 작업이 끝날 시간대에 급격히 증가하는 양상을 보였다.

표4-1-. 주간근무시 요일별 시간대에 따른 심박동 수의 변화

근무시간	월	화	수	목	금
08:00-10:00	99.76	99.64	99.08	99.94	107.81
10:10-12:00	99.34	99.72	100.14	100.25	104.62
13:00-15:00	99.47	100.06	99.68	100.42	101.24
15:15-17:00	99.55	99.31	100.72	100.48	102.38
18:00-20:00	97.99	99.50	102.51	105.01	105.16

또한 야간근무시에도 월요일에 비해 목금요일로 갈수록 작업이 끝날 시간대의 심박동 수가 급격하게 증가하고 있는 양상을 볼 수 있다.

표4-1-. 야간근무시 요일별 시간대에 따른 심박동 수의 변화

근무시간	월	화	수	목	금
20:00-22:00	103.78	100.51	100.70	101.41	100.11
22:10-24:00	101.79	98.96	98.88	99.41	99.42
01:00-03:00	96.02	103.28	101.43	100.32	103.39
03:15-05:00	103.48	100.19	97.72	99.50	102.01
06:00-08:00	99.17	102.25	100.36	101.59	100.12

고찰

지속적인 야간근무가 24시간 생체주기에 미치는 영향

연속 노동일에 따라 24시간 심박동 수나 심박동 수 변이의 요일별 변화를 분석한 결과에 따르면, 1주일이라는 교대 주기 내에 주야간 근무에 새롭게 적응하기 위해 24시간 생체주기를 바꾸는 일이 과도한 신체적 부담을 주고 있음을 알 수 있다.

이 연구의 결과에서는, 생체주기가 주간에서 야간으로 가는데 3일 이상 걸리며, 다시 야간에서 주간으로 돌아가는 데에도 3일 이상의 시간이 필요함을 알 수 있다. 그러나 3일 이상을 걸려서 생체 주기의 적응이 시작되더라도, 장시간 노동과 노동강도로 인하여 주말에 가까워지면 또다시 생체주기가 깨지는 양상을 보이고 있다.

또한, 주말 특근으로 인하여 이전 일주일간 누적된 피로를 미처 회복하지 못한 채 다음 주의 근무를 시작하는 문제도 생체 주기 회복이 부진한 원인이라 할 수 있다.

노동시간의 누적이 육체적 부하에 미치는 영향

하루 중에도 오후로 갈수록, 한 주일 중에도 주말로 갈수록, 즉 노동시간이 길어질수록 육체적 하중이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 동일인이 동일 작업을 수행하더라도 노동시간이 누적됨에 따라 육체적 노동강도가 강화되고 있음을 시사하는 결과이다.