論科技館展品設(shè)計(jì)使用和維修的可靠性

黃 昆

（溫州科技館，浙江 溫州 325000）

1 科技館展品可靠性含義

在既定的時(shí)間、空間條件內(nèi)，指科技館展品從設(shè)計(jì)到使用的可靠性主要以“無任何故障執(zhí)行規(guī)定條件的能力”這一條件進(jìn)行衡量。科技館展品可靠性越高，給予科技館展教活動和科技活動開展的支持力度越大，有利于充分保障科技館展品展教職能的順利實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，經(jīng)過對科技館展品設(shè)計(jì)與使用的可靠性分析設(shè)計(jì)，在合理范圍內(nèi)科學(xué)降低科技館人力、物力或成本的消耗支出，以不斷降低展品使用消耗率和故障率來實(shí)現(xiàn)對科技館社會職能效益和經(jīng)濟(jì)效益的全方位保障。

2 科技館展品使用與維修狀況分析

2.1 科技館展品故障破損情況

一些科技展品經(jīng)過長時(shí)間的展覽運(yùn)行會出現(xiàn)物品材料自然老化的現(xiàn)象，即意味著展品使用壽命的降低，某種程度上對展品的正常展示也會產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的影響。在設(shè)計(jì)層面，一些展品的設(shè)計(jì)未能充分考慮觀眾、工作人員等重要群體因素，存在展品自身設(shè)計(jì)缺陷的問題，較容易發(fā)生展品破損情況。例如展品設(shè)計(jì)者未能充分考慮到觀眾群體操作的力度、方式等因素，一些展品尚未安裝相應(yīng)的緩沖裝置而無法適應(yīng)觀眾猛烈的操作，從而破壞展品杠桿原理。另外在計(jì)算機(jī)、新媒體等技術(shù)的支撐下，科技館展品數(shù)量、規(guī)模不斷增大，然而展品操作所用的旋鈕、按鈕、操作桿等硬件輸入設(shè)施設(shè)備等也是影響展品使用效能的重要因素。

2.2 展品設(shè)備維修處理

科技館展廳展品集多樣性、唯一性于一體，智慧科技展廳的設(shè)計(jì)涉及科學(xué)、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科內(nèi)容，因而對于科技展品展覽設(shè)備的維修人員而言，須綜合具備計(jì)算機(jī)軟硬件、科學(xué)技術(shù)、機(jī)械、通信、電氣自動化、多媒體軟件等各方面專業(yè)知識，同時(shí)利用各種現(xiàn)代技術(shù)對展品使用過程中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行針對性地維護(hù)處理，包括問題的定向查找、成因分析與解決?？萍拣^展品展示技術(shù)涉及的聲、光、電、計(jì)算機(jī)等均屬于理工類專業(yè)知識，而這也是展品可靠性設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。在科技展品設(shè)計(jì)階段，須綜合考慮展廳展品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、材料投入使用的環(huán)保耐用性、展品設(shè)備電氣控制的安全可靠性以及元器件的通用程度等等，充分考慮到使用、維修管理環(huán)節(jié)展品的應(yīng)用、保養(yǎng)、維修等延續(xù)性。如目前國內(nèi)科技館所投入使用的互動模型類、機(jī)電一體化類、機(jī)械類以及多媒體類等眾多科技展品設(shè)備，涉及聲、光、電等多個(gè)學(xué)科。

從預(yù)防展品設(shè)備維修處理層面來看，對于科技展品結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)以保障展品穩(wěn)定可靠運(yùn)行為前提，進(jìn)行展品逐件分析。如對涉及油液管路的展品應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)觀察分析展品液壓系統(tǒng)安全性和有無泄露情況等，盡可能降低日后展品運(yùn)行處理故障問題率，提高展品使用安全穩(wěn)定性。而對于科技展品材料部分的設(shè)計(jì)，保證展品元器件的通用性，如展品的電器開關(guān)。同時(shí)結(jié)合展品材料屬性和外觀屬性合理選用材料，采用冷板烤漆、人造大理石臺面，保證展品外觀表面完整無損，以此減少日后展品外觀表面維修處理次數(shù)。另外在電氣控制部分，展品日后的維修處理更為專業(yè)，涉及對展品的安全保護(hù)、安全散熱以及重點(diǎn)區(qū)域展品的安全支撐。如對于帶電展品的金屬外殼和內(nèi)外金屬板應(yīng)當(dāng)進(jìn)行接地保護(hù)設(shè)計(jì)，采用過壓、過流等保護(hù)裝置為維修人員觀察維修工作提供便利。由此可見，綜合考慮科技展品結(jié)構(gòu)、材料、電氣控制等部分維修處理可能情況，進(jìn)一步優(yōu)化完善科技展品可靠性設(shè)計(jì)體系。

3 科技館展品可靠性設(shè)計(jì)、使用可行性探究

3.1 展品設(shè)計(jì)元素

科技館積極適應(yīng)社會發(fā)展實(shí)際需求，綜合考慮社會科普教育、精神文明建設(shè)共同需求，加強(qiáng)新型智慧科技館創(chuàng)新建設(shè)，以此有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)科普館體驗(yàn)單一、展示條件不足、展覽互動性差以及展品吸引力不足等問題，從而充分滿足參觀者多樣化的展覽體驗(yàn)。為更好地追求科技館數(shù)字化建設(shè)與技術(shù)升級改造價(jià)值，加強(qiáng)對科技館展品創(chuàng)意設(shè)計(jì)分析探究顯得尤為重要。這里著重介紹有關(guān)于展品創(chuàng)意設(shè)計(jì)的幾方面新元素，以期為科技展品可靠性設(shè)計(jì)提供重要參考指標(biāo)。

3.1.1 彰顯科技與創(chuàng)新元素應(yīng)用

數(shù)字化、智能化發(fā)展背景下，我國科技館創(chuàng)新設(shè)計(jì)與科學(xué)規(guī)劃須及時(shí)轉(zhuǎn)變展品設(shè)計(jì)理念，深入挖掘計(jì)算機(jī)、新媒體等現(xiàn)代技術(shù)支持下科技展品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新、科技元素。在科學(xué)技術(shù)的支撐下，明確界定科技館智能、酷炫、沉浸、立體的科技化展品風(fēng)格，全方位展現(xiàn)科技創(chuàng)新展示手法。如一些科技館展廳的展項(xiàng)涵蓋折幕、環(huán)幕、球幕等異型投影、沉浸式投影、全息投影、機(jī)電互動、地面互動、墻面互動、桌面互動等互動模式……不同數(shù)字展項(xiàng)帶來不同的設(shè)計(jì)創(chuàng)意，多樣化的展示方式帶給參觀者全方位感官體驗(yàn)。

3.1.2 推進(jìn)體驗(yàn)與互動元素滲透

科技館展品創(chuàng)意與可靠性設(shè)計(jì)始終圍繞“人”這一中心主旨展開，長久以來承載著科普教育和精神文明建設(shè)的重任。加深參觀者多樣化展品參觀體驗(yàn)，滲透應(yīng)用“寓教于樂”理念成為目前國內(nèi)科技館建設(shè)與展品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的首要使命。在展品創(chuàng)意設(shè)計(jì)過程中，綜合考慮參觀者的感官體驗(yàn)和展品互動性需求，在滿足參觀者多樣化展覽需求的同時(shí)，最大程度發(fā)揮科技館科普教育職能作用。

3.1.3 打造特色融合元素設(shè)計(jì)體系

“滿滿的科技感”是科技館最為顯著的特色。在進(jìn)行展品創(chuàng)意設(shè)計(jì)與科學(xué)規(guī)劃時(shí)，首先對展品可靠性設(shè)計(jì)含義進(jìn)行充分了解，提煉出設(shè)計(jì)主題、建設(shè)內(nèi)容、展覽環(huán)境以及展品智能中控、智能語音講解等各種融合性元素，通過創(chuàng)意設(shè)計(jì)與規(guī)劃充分凸顯科技展館的特色，以此加深參觀者對科技展品的理解、包容和思想認(rèn)知。

3.2 展品設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

在細(xì)節(jié)上，國內(nèi)越來越多中小型科技館更加注重滿足展廳的建設(shè)需求，凸顯科技展廳的多功能性。因而通過細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)帶動科技館展廳展示價(jià)值提升不失為一項(xiàng)良策。

對于國內(nèi)一些中小型科技館，往往同時(shí)兼顧科技展示空間設(shè)計(jì)與文化傳播教育功能的規(guī)劃設(shè)計(jì)。根據(jù)參觀者實(shí)際需求打造展品設(shè)計(jì)中心主題，進(jìn)行系統(tǒng)化專業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)展現(xiàn)展品設(shè)計(jì)的創(chuàng)意想象和探索創(chuàng)造。上文所述，從科技館展廳展品內(nèi)容的整體性、布局規(guī)劃的系統(tǒng)性、空間條件和科技特色等方面全方位進(jìn)行創(chuàng)意布展，打造集創(chuàng)意探索、沉浸體驗(yàn)于一體的科學(xué)體驗(yàn)空間。

另外，關(guān)于展品內(nèi)容、空間的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以“通俗易懂”為主，注重不同展廳、不同展品條件的連貫性，選取經(jīng)典的科學(xué)原理、科學(xué)現(xiàn)象等內(nèi)容，綜合考慮參觀者的視覺、聽覺等感官體驗(yàn)來進(jìn)行展項(xiàng)設(shè)計(jì)，確保參觀者易于接受和理解。如上文所述靈活利用VR、全息投影、計(jì)算機(jī)模型、機(jī)電一體化、電氣自動化等現(xiàn)代技術(shù)來豐富擴(kuò)展展品內(nèi)容和主題空間?？萍拣^始終圍繞中心主題和觀者需求來進(jìn)行展品可靠性設(shè)計(jì)，緊扣展品科技、人文與科學(xué)之間的內(nèi)在關(guān)系，按照一定規(guī)則和邏輯在展品設(shè)計(jì)中鋪開主題內(nèi)容。

3.3 展廳展品設(shè)計(jì)特點(diǎn)

國內(nèi)較多具有一定知名度的科技館，諸如排名前十的中國科學(xué)技術(shù)館、上?？萍拣^、武漢科技館、遼寧省科技館等展廳的設(shè)計(jì)更具復(fù)雜性和開放性，綜合考慮展示的互動性、趣味性、參與性等實(shí)際效果，同時(shí)有效提煉科技館自身的科技元素，將兩者有機(jī)融合來推進(jìn)科技館展品創(chuàng)新與可靠性設(shè)計(jì)。

隨著更多科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，科技館展廳展示手段愈發(fā)先進(jìn)，運(yùn)用高科技展示手法有機(jī)融合聲、光、電、三維動畫影響等現(xiàn)代視覺集成效果，展現(xiàn)科技館寓教于樂理念，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)與參觀者的有效互動。同時(shí)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)理念的支撐下，科技館展廳展品的展覽具有較強(qiáng)的文化職能傳播性，結(jié)合影音視頻、三維動畫等現(xiàn)代宣傳手法和展示技術(shù)積極建設(shè)智慧型科技展廳，以此不斷增強(qiáng)科技展品文化教育傳播性，拓展展覽針對性展示范圍。在展廳展品內(nèi)容建設(shè)層面，采用高科技技術(shù)手段通過系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)等多種展示形式立體展示多元化展品內(nèi)容，這是加深參觀者互動體驗(yàn)的重要方式。另外，憑借科技館展品強(qiáng)烈的互動性讓參觀者悉心感受科技館文化內(nèi)涵，并與之進(jìn)行互動，實(shí)現(xiàn)觀者與展品零間隙互動，以此獲得較好的體驗(yàn)效果和宣傳作用。

3.4 展品質(zhì)量管理

展品質(zhì)量管理是推進(jìn)科技展品可靠性設(shè)計(jì)的重要執(zhí)行依據(jù)。在理論依據(jù)層面，展品的可靠性設(shè)計(jì)以提高科技館展品質(zhì)量水平為根本目標(biāo)，保證展品內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、材料等設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性與可行性，以充分滿足公眾對展品的實(shí)際需求。在執(zhí)行依據(jù)上，科技館展品設(shè)計(jì)、制造與檢驗(yàn)安裝雖然均為非標(biāo)定制，但是須得可靠執(zhí)行有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對此鼓勵(lì)采用適用的國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。保護(hù)對科技館展品的生產(chǎn)研制、試驗(yàn)適用和維修應(yīng)當(dāng)依照質(zhì)量信息系統(tǒng)交流管理制度科學(xué)推進(jìn)執(zhí)行，保障展品質(zhì)量信息安全。在進(jìn)行展品可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，明確界定科技館展品的性能指標(biāo)和質(zhì)量要求，運(yùn)用可靠性、維修性、工藝性、測試性和安全性工程技術(shù)優(yōu)化科技館展品設(shè)計(jì)實(shí)施方案。采用新技術(shù)、新材料、新工藝等對展品可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行充分論證和鑒定，從根源上保證展品設(shè)計(jì)合理性與可靠性。

科技館展品從可靠性設(shè)計(jì)上須綜合考慮設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝到檢驗(yàn)的全過程工作流程。其中，科技館有關(guān)于展品的研制、生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行初步設(shè)計(jì)評審、深化設(shè)計(jì)評審、中期檢查、出廠驗(yàn)收、預(yù)驗(yàn)收以及最終驗(yàn)收等管理制度，針對技術(shù)復(fù)雜且質(zhì)量要求高的科技展品應(yīng)當(dāng)進(jìn)行可靠性、維修性和工藝性測試，梳理建立完整通暢的科技展品生產(chǎn)研制程序，制定完善的展品圖樣和技術(shù)資料校對、審核、批準(zhǔn)審簽制度。另外，從科技展品材料采購到研制生產(chǎn)須實(shí)行全過程嚴(yán)格控制制度，進(jìn)行過程性評定和跟蹤，其中重點(diǎn)對展品制造元器件、原材料、外協(xié)件、成品件等進(jìn)行合格性檢驗(yàn)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析展品工序能力，加強(qiáng)展品使用過程質(zhì)量控制，從而充分滿足科技館展品使用和維修實(shí)際要求。

3.5 展品維修管理

科技館展品維修管理是對展品設(shè)計(jì)可靠性準(zhǔn)確檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，其維修質(zhì)量管理主要任務(wù)是保持和恢復(fù)科技館展品性能。建立完整的質(zhì)量責(zé)任制，實(shí)時(shí)完整記錄科技館展品使用和維修狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。同時(shí)，科技館應(yīng)當(dāng)定期組織開展展品運(yùn)行中的質(zhì)量評估，針對展品可能或已經(jīng)出現(xiàn)的質(zhì)量問題及時(shí)反饋至展品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)研制和維修部門，聯(lián)合展品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和維修單位一同發(fā)現(xiàn)并消除展品的質(zhì)量缺陷，采取針對性措施解決科技館展品質(zhì)量問題。從事前組織設(shè)計(jì)、生產(chǎn)研制、檢驗(yàn)測試、使用管理到維修服務(wù)，建立起配套完善的科技館展品管理保障機(jī)制，加強(qiáng)培養(yǎng)優(yōu)秀技術(shù)骨干，充分利用計(jì)算機(jī)、新媒體等現(xiàn)代技術(shù)，為科技館展品的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和報(bào)廢等工作提供可靠技術(shù)支持。

3.6 科技館展品創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)施

科技館應(yīng)用新一代5G技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)全方位搭建智能中控管理系統(tǒng)，運(yùn)用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)訪客大數(shù)據(jù)信息動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測，結(jié)合客戶需求和信息反饋及時(shí)調(diào)整展品設(shè)計(jì)與營銷方案，采用高效編程技術(shù)制定精準(zhǔn)可靠的電信級展品標(biāo)準(zhǔn)，以此有效應(yīng)對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)要求。采用機(jī)械臂和多媒體設(shè)備打造機(jī)械藝術(shù)裝置，制定智能化展品展示方案，加強(qiáng)全息影像技術(shù)、VR技術(shù)等先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的有效應(yīng)用，促進(jìn)科技館展品設(shè)計(jì)與展示得到智能化升級改造，使得傳統(tǒng)物理建筑空間轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字媒體空間，結(jié)合感應(yīng)交互技術(shù)、全息技術(shù)、AR、物聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)科技館展品完全虛擬現(xiàn)實(shí)展示功能，協(xié)同機(jī)器人技術(shù)、AI、腦科學(xué)等先進(jìn)技術(shù)積極拓展科技館展品未來發(fā)展領(lǐng)域。由上述可知，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支持下，科技館展品離不開聲、光、電、通信、多媒體等條件，這里就某科技館某項(xiàng)科普展品控制電路板的設(shè)計(jì)與制作進(jìn)行簡單介紹，由此反饋出展品控制電路板模塊設(shè)計(jì)制作與標(biāo)準(zhǔn)化使用的可靠性。在進(jìn)行展品控制電路板設(shè)計(jì)之前，快速學(xué)習(xí)并掌握科普展品控制電路設(shè)計(jì)流程步驟，確定熟悉設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)是推進(jìn)展品可靠性設(shè)計(jì)的重要前提和基礎(chǔ)保障。其中關(guān)于設(shè)計(jì)制作流程的建立通常由展品概況、互動方式、實(shí)現(xiàn)方式、展品運(yùn)行流程圖和控制原理圖、主模塊選型、控制程序設(shè)計(jì)、布局標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等多個(gè)板塊組成。如關(guān)于展品概況的設(shè)計(jì)，須明確展品制作方向和成品效果，在明確展品主要構(gòu)造、工作方式以及觀眾操作方式的基礎(chǔ)上確立展品實(shí)現(xiàn)方法和互動方式，以此完整得出展品控制電路板需要的控制點(diǎn)位數(shù)量和控制形式。

4 結(jié)語

綜上，科技館展品設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)、使用和維修管理是系統(tǒng)集成的工作內(nèi)容。科技館依據(jù)一定的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，采用妥當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段和方法執(zhí)行展品可靠性設(shè)計(jì)，著重加強(qiáng)展品從設(shè)計(jì)到維修服務(wù)的系統(tǒng)反饋，從根源上保障展品設(shè)計(jì)的可靠性。