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科技馆展品怎么设计?

发布时间:2016-08-27文章编辑:编辑部浏览次数: 标签: 科技馆设计 校园科技馆

科技馆展品怎么设计?随着科技的高速发展,科技馆的数量也越来越多,但是这种速度的发展下,科技馆的展品的故障率也会随之增加。所以我们在建设科技馆的同时一定要遵循科技馆设计规范特定的设计标准。如何能确保展品可靠工作而不出故障或出故障能快速维修解决,对科技馆设计来说就显得非常重要,这也正是当今所需解决的问题。

1、科技馆展品可靠性概念

科技馆展品可靠性是指科技馆展品在规定条件下、规定时间内、无故障执行规定功能的能力。高可靠性的展品可有力支持展教活动和科技馆活动的开展;保障科技馆社会职能的实现;降低科技馆人力、物力成本的支出;提高制作单位品质信誉。

展品可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是指展品设计制作者须保证的可靠性。使用可靠性主要是指在使用维护等因素影响的可靠性。很明显,固有可靠性是展品可靠性基础。

为保障展品固有可靠性我们一般从三方面来进行:可靠性的设计、可靠性测试和可靠性保持。可靠性设计在设计阶段考虑展品整个生命期中可能出现的各种可靠性问题,而采可靠性分析、按照一定标准设计来保证展品可靠性;可靠性测试是在展品研发过程中,对关键和主要的零部件进行测试或展品样品制成后进行各种测试,以确定其在实际使用中各种情况下的可靠性。可靠性保持是指为达到展品可靠性设计指标从加工工艺、原材料零部件采购等实现方面进行控制以提高可靠性,即展品生产品质控制。

2、科技馆展品的设计可靠性

展品设计可靠性是指依据一定的标准,用一定的方法,保证零部件满足给定的可靠性指标的一种设计方法。同“可靠性设计”这个概念不同,“设计可靠性”强调是展品生命期中设计阶段的主要任务和要求,而“可靠性设计”强调展品整个生命期中可靠性问题的研究。设计可靠性不仅能反映展品零部件质量,而且是整个展品在其生命期中故障率很高的重要因素。因此必须确保设计时要按一定的方法进行可靠性设计。我们常用的可靠性方法主要是:可靠性分配、可靠性预测、故障模式致命度分析。

2.1、可靠性分配

科技馆设计

根据展品使用者对展品提出的要求,对展品的整体组成部分或模块提出相应的可靠性指标,然后将可靠性指标逐级逐层向下进行分配直至元器件或零部件。例如“问天剧场”这件大型展品应对它的各级组成部分升降执行机构、控制机构、多媒体机构、效果表现部件等进行可靠性分配。

2.2、可靠性预测

根据元器件或部件的可能出现的故障和产品设计时所采用的数量和使用条件,对展品的可靠性进行估计,特别重视对重要部件的可靠性预测。

2.3、故障模式致命度分析

把展品分成若干个组成部分,如果发生故障首先分析它属于哪种故障模式;然后展品的各阻成部分如果发生故障模式,对整个系统会有什么作用;对这些模式进行性与量的考量;最后是对系统有致命性的或重要影响的故障模式考虑解决方案。例如“机器人舞台”中的电源是对整个展品行供电,它的损坏影响整个展品,因此必须对它进行强化。如有必要可备双电源等冗余设计以提高可靠性。

2.4、环境适应性设计

设计都必须要考虑到展品所处环镜,并进行设计保障,如有必要应行相关项目测试。例如我馆曾引某单位制作的“静电碰碰球”因未能考虑到南方空气潮湿,所以效果一直不好并且无法解决长时间故障,最后只能退货。一般来说,展品应考虑所处环境的基本要求如温度、湿度、机械振动、电源稳定性等;有的展品以后安装的位置比较特殊必须要考虑特殊要求如磁场、噪音干扰、机械冲击、开关电、电源拉偏、盐雾、淋雨、重湿、高低温交变、高低湿交变,尘砂等或其它的具体项目。

3、展品使用可靠性

展品使用可靠性是指展品设计时应从使用者角度考虑使用展品各种情况,以及使用展品发生各种可能故障的原因,从而在设计时加以解决。一件展品最终的使用者是观众。观众与一般的工厂和实验室的专业操作人员不同,他们可能素质参差不齐、接触展品过程可能很短、没有经过系统的操作培训、当时的心情也是很重要因素等等。所以展品设计者应该从观众心理和操作特点角度出发考虑观众对展品的感知、认识、操作,从而降低观众因操作而造成展品的损坏。一般来说在设计展品时应考虑到以下一些基本原则。

3.1、展品形象应能吸引观众、演示效果好

观众第一眼看见的不是展品所告知他们的科学原理,而应该是外形。所以,如果一件展品设计主题鲜明、造型可爱就会让观众,特别是小朋友接受甚至是喜欢,这样他们会仔细操作。另外展品演示效果要好。如果展品演示效果不好的话,会让先动手操作展品却等不到演示好效果的观众失望甚至是愤怒。这样会增加观众非正常使用展品并造成展品的损坏。

3.2、展品功能设计要妥当

现在科技馆展品功能选择不妥当,有的甚至直接引进了一些设备简单改造就做为展品使用,例如“汽车模拟驾驶”是直接引入驾校的培训设备。但这类设备有共同特点:(1)使用对象是受过一定培训的人,例如学驾驶的学员;(2)功能多、操作复杂。经过我馆调查,对于“汽车模拟驾驶”之类的展品,87%观众没有也不想经过这些复杂的驾驶培训,他们到科技馆只想简单体验开车的感觉。因此过多的功能、复杂的操作不仅会让观众误操作而且会因厌烦增大损坏的概率。 

3.3展品易于使用

科技馆设计

观众希望能在很很短的时间内了解一件展品的操作,然后就尽快动手操作。而现在一般的科技馆,只是让观众通过枯燥繁杂的文字说明词来了解展品操作,这样其实不利于他们快速了解展品并进行操作。不熟悉展品操作自然易损坏展品。对于说明词应要求简明厄要、活泼生动,如有可能可通过漫画多媒体等活泼形式来表达,这样不仅可以传达大量的信息而且易于让观众特别是小朋友接受。

3.4、展品的自我保护措施

由于观众可能因客观或主观因素没有按操作流程操作展品,或展品连续高强度运行或是展品内部某零部件损坏等产生工作异常,如不加限制会造成展品损坏甚至是人身危险,所以要求对展品进行自我保护措施。例如间隔运行保护、过载保护、高温保护、限流限压及其它的异常保护等,如有必要展品应停机保护。

4、展品展厅设计的维修可靠性

展品在使用过程中有可能因本身或观众操作不当引起故障,必须在设计时考虑从多方面研究措施能对这些故障进行快速处理。这些方面主要包括资料齐全、模块化结构、维修过程便利性、备品备件维修工具、辅助故障诊断等。

4.1、展品的资料要齐全

现在展品制作单位随设备的资料一般来说并不齐全,这给维修工作开展带来了非常大的麻烦。一般来说,如果要快速了解展品并维修,一些基本的资料是必须要有的。这些资料主要包括:展品使用手册、展品维修手册、保养手册、展品结构图、接口图、布线图、易损件、重要部件型号参数表等。特别是展品维修手册内容应该包括展品拆卸和安装步骤、重点步骤的图示、重点步骤的要点、每一步涉及零件的安装、检测参数如扭矩、角度、阻值等、常见故障的模式和解决方案参考,对于有ECU(中央处理单元)的故障码寄存器的设备,应配有故障码索引表以便对故障码进行查阅。

4.2、展品设计应采用块化结构和采用标准化零部件

现在展品作为一件越来越复杂的设备应采用结构化设计思想。就维修角度而言,如果采用模块化设计思想进行展品设计的话,如果展品一旦发生故障就能快速对故障进行检查、定位、分离等,如有现有可替换的部件,则可以直接替换。采用标准化零部件在展品发生故障需要更换时,可以在市场采购到所需零部件而不需要从厂家定购,从而不耽误维修时间。

4.3、完善展品的标识提示系统

在维修展品过程中需要对展品进行拆卸安装、或在模块中对故障进行检测。对很多参数如零件安装高度、安装方向、配对的零件、配合间隙、螺钉扭矩、电阻、电感、数据流、注意事项和其它的一些主要参数应在零部件和接口上或附近进行标识,在展品重要部位应配有图表,如接线图等。这样在现场维修时能快速进行故障诊断和拆装,大大提高了维修效率。

4.4、随展品备件、工具应齐全

对于厂家交付科技馆展品应配备有备件并附有清单,例如在“动量守恒”这件展品应配备有几套钢丝和一套吊球组件。在发生故障时可以快速更换。展品应配备有常用和专用工具,常用工具一般作调整用,而专用工具则是适用于拆卸专用的零部件。这些备件和工具特别是专用工具可以在展品内,以便发生故障时能找到零件工具快速解决。

5、结束语

如何能确保科技馆展品可靠工作而不出故障或出故障能快速维修解决,对科技馆设计来说就显得非常重要,因此必须根据展品本身特点,结合经典可靠性理论进行细致分析、计算不断总结,不断丰富科技馆展品可靠性理论,为科技馆事业发展做贡献。


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