科技館展品怎么設計？隨著科技的高速發展，科技館的數量也越來越多，但是這種速度的發展下，科技館的展品的故障率也會隨之增加。所以我們在建設科技館的同時一定要遵循科技館設計規范特定的設計標準。如何能確保展品可靠工作而不出故障或出故障能快速維修解決，對科技館設計來說就顯得非常重要，這也正是當今所需解決的問題。

1、科技館展品可靠性概念

科技館展品可靠性是指科技館展品在規定條件下、規定時間內、無故障執行規定功能的能力。高可靠性的展品可有力支持展教活動和科技館活動的開展;保障科技館社會職能的實現;降低科技館人力、物力成本的支出;提高制作單位品質信譽。

展品可靠性分為固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是指展品設計制作者須保證的可靠性。使用可靠性主要是指在使用維護等因素影響的可靠性。很明顯，固有可靠性是展品可靠性基礎。

為保障展品固有可靠性我們一般從三方面來進行：可靠性的設計、可靠性測試和可靠性保持。可靠性設計在設計階段考慮展品整個生命期中可能出現的各種可靠性問題，而采可靠性分析、按照一定標準設計來保證展品可靠性;可靠性測試是在展品研發過程中，對關鍵和主要的零部件進行測試或展品樣品制成后進行各種測試，以確定其在實際使用中各種情況下的可靠性。可靠性保持是指為達到展品可靠性設計指標從加工工藝、原材料零部件采購等實現方面進行控制以提高可靠性，即展品生產品質控制。

2、科技館展品的設計可靠性

展品設計可靠性是指依據一定的標準，用一定的方法，保證零部件滿足給定的可靠性指標的一種設計方法。同“可靠性設計”這個概念不同，“設計可靠性”強調是展品生命期中設計階段的主要任務和要求，而“可靠性設計”強調展品整個生命期中可靠性問題的研究。設計可靠性不僅能反映展品零部件質量，而且是整個展品在其生命期中故障率很高的重要因素。因此必須確保設計時要按一定的方法進行可靠性設計。我們常用的可靠性方法主要是：可靠性分配、可靠性預測、故障模式致命度分析。

2.1、可靠性分配

根據展品使用者對展品提出的要求，對展品的整體組成部分或模塊提出相應的可靠性指標，然后將可靠性指標逐級逐層向下進行分配直至元器件或零部件。例如“問天劇場”這件大型展品應對它的各級組成部分升降執行機構、控制機構、多媒體機構、效果表現部件等進行可靠性分配。

2.2、可靠性預測

根據元器件或部件的可能出現的故障和產品設計時所采用的數量和使用條件，對展品的可靠性進行估計，特別重視對重要部件的可靠性預測。

2.3、故障模式致命度分析

把展品分成若干個組成部分，如果發生故障首先分析它屬于哪種故障模式;然后展品的各阻成部分如果發生故障模式，對整個系統會有什么作用;對這些模式進行性與量的考量;最后是對系統有致命性的或重要影響的故障模式考慮解決方案。例如“機器人舞臺”中的電源是對整個展品行供電，它的損壞影響整個展品，因此必須對它進行強化。如有必要可備雙電源等冗余設計以提高可靠性。

2.4、環境適應性設計

設計都必須要考慮到展品所處環鏡，并進行設計保障，如有必要應行相關項目測試。例如我館曾引某單位制作的“靜電碰碰球”因未能考慮到南方空氣潮濕，所以效果一直不好并且無法解決長時間故障，最后只能退貨。一般來說，展品應考慮所處環境的基本要求如溫度、濕度、機械振動、電源穩定性等;有的展品以后安裝的位置比較特殊必須要考慮特殊要求如磁場、噪音干擾、機械沖擊、開關電、電源拉偏、鹽霧、淋雨、重濕、高低溫交變、高低濕交變，塵砂等或其它的具體項目。

3、展品使用可靠性

展品使用可靠性是指展品設計時應從使用者角度考慮使用展品各種情況，以及使用展品發生各種可能故障的原因，從而在設計時加以解決。一件展品最終的使用者是觀眾。觀眾與一般的工廠和實驗室的專業操作人員不同，他們可能素質參差不齊、接觸展品過程可能很短、沒有經過系統的操作培訓、當時的心情也是很重要因素等等。所以展品設計者應該從觀眾心理和操作特點角度出發考慮觀眾對展品的感知、認識、操作，從而降低觀眾因操作而造成展品的損壞。一般來說在設計展品時應考慮到以下一些基本原則。

3.1、展品形象應能吸引觀眾、演示效果好

觀眾第一眼看見的不是展品所告知他們的科學原理，而應該是外形。所以，如果一件展品設計主題鮮明、造型可愛就會讓觀眾，特別是小朋友接受甚至是喜歡，這樣他們會仔細操作。另外展品演示效果要好。如果展品演示效果不好的話，會讓先動手操作展品卻等不到演示好效果的觀眾失望甚至是憤怒。這樣會增加觀眾非正常使用展品并造成展品的損壞。

3.2、展品功能設計要妥當

現在科技館展品功能選擇不妥當，有的甚至直接引進了一些設備簡單改造就做為展品使用，例如“汽車模擬駕駛”是直接引入駕校的培訓設備。但這類設備有共同特點：(1)使用對象是受過一定培訓的人，例如學駕駛的學員;(2)功能多、操作復雜。經過我館調查，對于“汽車模擬駕駛”之類的展品，87%觀眾沒有也不想經過這些復雜的駕駛培訓，他們到科技館只想簡單體驗開車的感覺。因此過多的功能、復雜的操作不僅會讓觀眾誤操作而且會因厭煩增大損壞的概率。 

3.3展品易于使用

觀眾希望能在很很短的時間內了解一件展品的操作，然后就盡快動手操作。而現在一般的科技館，只是讓觀眾通過枯燥繁雜的文字說明詞來了解展品操作，這樣其實不利于他們快速了解展品并進行操作。不熟悉展品操作自然易損壞展品。對于說明詞應要求簡明厄要、活潑生動，如有可能可通過漫畫多媒體等活潑形式來表達，這樣不僅可以傳達大量的信息而且易于讓觀眾特別是小朋友接受。

3.4、展品的自我保護措施

由于觀眾可能因客觀或主觀因素沒有按操作流程操作展品，或展品連續高強度運行或是展品內部某零部件損壞等產生工作異常，如不加限制會造成展品損壞甚至是人身危險，所以要求對展品進行自我保護措施。例如間隔運行保護、過載保護、高溫保護、限流限壓及其它的異常保護等，如有必要展品應停機保護。

4、展品展廳設計的維修可靠性

展品在使用過程中有可能因本身或觀眾操作不當引起故障，必須在設計時考慮從多方面研究措施能對這些故障進行快速處理。這些方面主要包括資料齊全、模塊化結構、維修過程便利性、備品備件維修工具、輔助故障診斷等。

4.1、展品的資料要齊全

現在展品制作單位隨設備的資料一般來說并不齊全，這給維修工作開展帶來了非常大的麻煩。一般來說，如果要快速了解展品并維修，一些基本的資料是必須要有的。這些資料主要包括：展品使用手冊、展品維修手冊、保養手冊、展品結構圖、接口圖、布線圖、易損件、重要部件型號參數表等。特別是展品維修手冊內容應該包括展品拆卸和安裝步驟、重點步驟的圖示、重點步驟的要點、每一步涉及零件的安裝、檢測參數如扭矩、角度、阻值等、常見故障的模式和解決方案參考，對于有ECU(中央處理單元)的故障碼寄存器的設備，應配有故障碼索引表以便對故障碼進行查閱。

4.2、展品設計應采用塊化結構和采用標準化零部件

現在展品作為一件越來越復雜的設備應采用結構化設計思想。就維修角度而言，如果采用模塊化設計思想進行展品設計的話，如果展品一旦發生故障就能快速對故障進行檢查、定位、分離等，如有現有可替換的部件，則可以直接替換。采用標準化零部件在展品發生故障需要更換時，可以在市場采購到所需零部件而不需要從廠家定購，從而不耽誤維修時間。

4.3、完善展品的標識提示系統

在維修展品過程中需要對展品進行拆卸安裝、或在模塊中對故障進行檢測。對很多參數如零件安裝高度、安裝方向、配對的零件、配合間隙、螺釘扭矩、電阻、電感、數據流、注意事項和其它的一些主要參數應在零部件和接口上或附近進行標識，在展品重要部位應配有圖表，如接線圖等。這樣在現場維修時能快速進行故障診斷和拆裝，大大提高了維修效率。

4.4、隨展品備件、工具應齊全

對于廠家交付科技館展品應配備有備件并附有清單，例如在“動量守恒”這件展品應配備有幾套鋼絲和一套吊球組件。在發生故障時可以快速更換。展品應配備有常用和專用工具，常用工具一般作調整用，而專用工具則是適用于拆卸專用的零部件。這些備件和工具特別是專用工具可以在展品內，以便發生故障時能找到零件工具快速解決。

5、結束語

如何能確保科技館展品可靠工作而不出故障或出故障能快速維修解決，對科技館設計來說就顯得非常重要，因此必須根據展品本身特點，結合經典可靠性理論進行細致分析、計算不斷總結，不斷豐富科技館展品可靠性理論，為科技館事業發展做貢獻。