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Digital Human Simulation 을 통한 인간공학적 헬리콥터 조종실 설계 평가 방법 개발
박장운,정기효,이원섭,강병길,엄주호,이정효,박세권,유희천 대한인간공학회 2008 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-
인간공학적 제품 설계 및 평가를 위해 Digital Human Simulation(DHS) 방법이 사용되고 있으나, 기존의 DHS 방법은 시각적인 분석에만 의존하고 종합적이고 정량적인 분석은 미흡하였다. 본 연구는 DHS 을 사용하여 헬리콥터 조종 작업에 대한 조종사의 신체부하를 종합적이고 정량적으로 측정하여 이를 통해 헬리콥터 조종실 설계를 인간공학적으로 평가하는 방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 DHS 평가 방법은 평가 척도 개발(예: 자세 안락도, 도달 용이성, 시계 적절성, 여유공간 적절성), 인체 모델 생성(예: 5, 50, 95th%ile 한국인 조종사 대표인체모델), 자세 추정 및 생성, 문제점 파악 및 개선의 4 단계로 구성된다. 본 DHS 설계 평가 방법은 현재 진행중인 Korean Utility Helicopter (KUH) 개발 사업의 설계 평가에 적용되어 조종사 신체 부하분석 및 인간공학적 설계 개선 항목 파악에 활용되었다.
시뮬레이션을 통한 인체측정학적 제품설계 방법 개발 및 헬리콥터 설계 적용
정기효,박장운,이원섭,강병길,이정효,엄주호,박세권,유희천 대한인간공학회 2007 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-
인간공학적 제품 설계 및 평가를 위해 디지털 시뮬레이션 시스템(예: Jack<SUP>®</SUP>, RAMSIS<SUP>®</SUP>)이 활용되고 있으나, 디지털 시뮬레이션 시스템은 유기적인 설계, 분석, 평가의 통합 미비로 인간공학적 설계 및 평가에 많은 시간과 노력이 필요하다. 본 연구는 인체측정자료를 이용한 3 단계(설계공식, 설계 시뮬레이션, 설계 최적화) 시뮬레이션 과정을 통해 체계적인 인체측정학적 제품 설계 방법을 개발하였다. 먼저, 인체측정학적 시뮬레이션을 위해 설계변수와 인체변수의 기하학적 관계를 수식화한 설계공식을 개발한다. 다음은 제품의 설계치수가 변함에 따라 설계대상 집단을 대표하는 인체모델의 자세변화를 설계공식을 이용하여 시뮬레이션하고 분석한다. 마지막으로, 시뮬레이션 분석 결과에 근간하여 대표인체모델의 자세 불편을 최소화하면서, 설계 요구사항을 충족하는 최적 설계를 결정한다. 본 연구에서 개발된 인체측정학적 설계방법은 헬리콥터 설계에 적용되었으며, 다양한 제품의 인체측정학적 설계에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
헬리콥터 조종실 설계를 위한 육군 헬리콥터 조종사 인체측정 및 분석
조자영,정기효,정정림,박지은,이원섭,엄주호,이정효,강병길,김희은,박세권,유희천 대한인간공학회 2007 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-
한국형 헬리콥터 개발을 위해 수요군인 한국 육군 헬리콥터 조종사에 대한 인체측정 정보가 필요한 실정이다. 본 연구는 한국형 헬리콥터 조종실의 인체측정학적 설계를 위해 한국 육군 헬리콥터 조종사의 인체를 측정하고, 한국 일반인 및 미국 육군과 인체크기를 비교 분석하였다. 한국 조종사 인체측정은 신뢰수준(95%)과 표본오차(2%)를 고려해 설정된 표본에 대해 조종실 설계와 관련된 인체변수를 ISO7250의 표준절차에 근간하여 측정하였다. 한국 육군 조종사의 인체크기는 한국 일반인과 유사한 것으로 나타났으나, 인체크기 산포는 한국 일반인이 더욱 큰 경향을 보였다. 그리고, 평균적으로 하체 길이 및 두께 관련 인체변수는 미국 육군이 한국 육군 조종사보다 큰 것으로 분석되었으나, 상체 길이와 관련된 인체변수는 한국 육군 조종사가 미국 육군보다 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 한국 육군 헬리콥터 조종사에 대한 인체측정자료는 한국형 헬리콥터의 조종실 개발 시 유용하게 활용되고 있다.
한국형 헬리콥터 승무원 객실의 좌석 배열에 대한 인간공학적 평가
정기효,박장운,이원섭,이원섭,이정효,엄주호,박세권,유희천 대한인간공학회 2008 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-
헬리콥터 승무원의 임무 수행 및 편안한 비행을 위해 객실 좌석 배열의 인간공학적 설계가 중요하다. 본 연구는 한국형 헬리콥터(Korean utility helicopter, KUH) 승무원 객실 설계를 위해 헬리콥터 객실의 좌석 배열 대안에 대해 인간공학적 성능을 평가하였다. 승무원 객실의 좌석 배열 대안은 헬리콥터 객실의 좌석 배치 사례 분석을 통해 3가지 유형(전방 배열, 측방 배열, 상호 보기 배열)으로 선정되었다. 그리고, 인간공학적 평가에는 승무원의 임무 수행 및 편안한 비행과 관련된 5가지 척도(공간 활용도, 최소요구공간 확보 정도, 착석 머리 여유 공간, 승무원 탑승 시간, 분대원 의사소통 용이성)가 적용되었다. 설계 대상 인구에 대한 인체측정자료를 적용하여 성능을 분석한 결과, 평가 척도 별로 선호되는 좌석 배열 대안이 상이한 것으로 나타났다. 예를 들면, 공간 활용도는 전방 배열이 가장 선호되는 것으로 나타났으나, 승무원 탑승 시간은 측방 배열이 가장 우수한 것으로 분석되었다. 본 연구의 승무원 좌석 배열에 대한 평가 결과 및 평가 방법은 승무원 객실 설계 시 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
인간공학적 헬리콥터 조종실 설계를 위한 종합적인 조종사 작업부하 평가 방법 개발
이원섭,김수진,윤성혜,박장운,이달호,박세권,강병길,엄주호,유희천 대한인간공학회 2008 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.10
헬리콥터 및 항공기의 운용 시 조종사들에게 높은 작업부하가 유발되므로 조종사의 작업부하 평가 및 인간공학적 조종실 설계 반영이 요구된다. 본 연구는 기존의 작업부하 평가 방법들을 토대로 다양한 측면에서 작업부하를 신속하게 측정 및 분석할 수 있는 종합적 작업부하 평가방법을 개발하였다. 종합적 작업부하 평가 방법 개발을 위하여, (1) 작업부하 평가 관련 기존 연구 조사 및 평가 방법 선정, (2) 평가 방법 별 작업부하 평가 및 분석 절차 수립, 그리고 (3) 평가 및 분석 도구를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 종합적인 조종사 작업부하 평가 방법은 복잡한 시스템 운용자의 작업부하를 간편하게 평가하고 인간공학적 개선안을 제시하는 데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
가상 환경 상의 헬리콥터 조종실 설계를 위한 정량적인 인간공학적 평가 방법 개발
정기효(Kihyo Jung),박장운(Jangwoon Park),이원섭(Wonsup Lee),강병길(Byunggil Kang),엄주호(Jooho Uem),박세권(Seikwon Park),유희천(Heecheon You) 대한인간공학회 2010 大韓人間工學會誌 Vol.29 No.2
For the development of a better product which fits to the target user population, physical workloads such as reach and visibility are evaluated using digital human simulation in the early stage of product development; however, ergonomic workload assessment mainly relies on visual observation of reach envelopes and view cones generated in a 3D graphic environment. The present study developed a quantitative assessment method of physical workload in a digital environment and applied to the evaluation of a Korean utility helicopter (KUH) cockpit design. The proposed assessment method quantified physical workloads for the target user population by applying a 3-step process and identified design features requiring improvement based on the quantified workload evaluation. The scores of physical workloads were quantified in terms of posture, reach, visibility, and clearance, and 5-point scales were defined for the evaluation measures by referring to existing studies. The postures of digital humanoids for a given task were estimated to have the minimal score of postural workload by finding all feasible postures that satisfy task constraints such as a contact between the tip of the index finger and a target point. The proposed assessment method was applied to evaluate the KUH cockpit design in the preliminary design stage and identified design features requiring improvement. The proposed assessment method can be utilized to ergonomic evaluation of product designs using digital human simulation.
헬리콥터 조종실 설계를 위한 헬리콥터 조종사 인체측정 및 분석
정기효(Kihyo Jung),조자영(Jayoung Jo),정정림(Jeongrim Jeong),박지은(Jieun Park),이원섭(Wonsup Lee),엄주호(Jooho Uem),이정효(Jounghyo Lee),강병길(Byunggil Kang),김희은(Heeeun Kim),박세권(Seikwon Park),유희천(Heecheon You) 대한인간공학회 2008 大韓人間工學會誌 Vol.27 No.4
To design the cockpit of Korean helicopter, anthropometric data for Korean helicopter pilots as a target population is necessary. The present study measured the body sizes of Korean helicopter pilots to design the cockpit of Korean helicopter, and compared the measurements with those of Korean civilian and the US Army. The sample size was 100 which determined by a statistical analysis. Anthropometric measurements were collected for 100 samples (male=94, female=6; age group=20~40) of Korean helicopter pilots by applying standard measurement protocol. To compare three anthropometric data, Korean civilian and US Army data were controlled by considering age group (20~40) and gender ratio (male: female=9:1) of Korean helicopter pilots. The average body sizes of Korean helicopter pilots were mostly similar to those of Korean civilian, however, lower limb related variables (hip breadth, popliteal height and thigh clearance) and shoulder-to-elbow length were significantly greater (1~7%) at a=0.05. Furthermore, the average body sizes for Korean helicopter pilots regarding lower limb length and thickness were significantly smaller than those of the US Army (1~12%); however, the average body sizes for Korean helicopter pilots regarding upper body related variables (sitting height, sitting eye height, and acromial height) and hip breadth were significantly greater (0.7~1.9%). Lastly, size variability for Korean helicopter pilots was significantly smaller than those of Korean civilian and the US Army. Anthropometric data for Korean helicopter pilots of the present study was applied to design and evaluate a Korean helicopter cockpit.