科技館展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化研究

范亞楠

[摘 要]展品是科技館最重要的展教資源，直接決定了科技館功能的實(shí)現(xiàn)。本文通過對(duì)實(shí)體科技館展品進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研，研究總結(jié)科技館展品的特點(diǎn)與基本組成，分析展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化需求，列出可通用化的展品部件，并對(duì)部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提出建議，對(duì)于展品開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的制定具有參考意義。

[關(guān)鍵詞]科技館展品 展品部件 標(biāo)準(zhǔn)化

科技館是面向社會(huì)開展科普教育的公益性基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)調(diào)由觀眾通過自主參與，體驗(yàn)、操作互動(dòng)展品激發(fā)科學(xué)探索興趣，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法，因此展品是科技館最重要的展教資源，科技館展品的數(shù)量、質(zhì)量、特色、更新率以及完好率等，直接決定著科技館的展教功能和對(duì)公眾的吸引力。隨著我國(guó)科普事業(yè)飛速發(fā)展，科普展品開發(fā)逐漸趨于社會(huì)化和產(chǎn)業(yè)化，如何保證科技館展品質(zhì)量、降低維護(hù)難度、提升完好率，滿足新時(shí)期觀眾的科普需求，迫切需要不斷提高科普展品研發(fā)、制作等各方面工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平。

本文通過對(duì)科技館展品進(jìn)行調(diào)研，整理歸類展品組成部件，對(duì)科技館展品組成部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并從行業(yè)發(fā)展角度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化需求進(jìn)行分析，提出展品部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)建議，以期對(duì)展品開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化工作提供有益借鑒。

一、科技館展品基本構(gòu)成

實(shí)體科技館、流動(dòng)科技館、科普大篷車以及數(shù)字科技館組成了我國(guó)的“四位一體”現(xiàn)代科技館體系，其中實(shí)體科技館是“主干”，因此本文以實(shí)體科技館中的展品為研究對(duì)象。

科技館展品按照展示形式，大致可分為機(jī)電互動(dòng)類展品、多媒體互動(dòng)類展品、靜態(tài)模型展示展品、實(shí)物陳列類展品、體驗(yàn)類展品等五種。根據(jù)展品的五個(gè)分類，總結(jié)出五類展品的主要結(jié)構(gòu)組成：（1）機(jī)電互動(dòng)展品。主要有展臺(tái)、互動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、防護(hù)裝置等組成?；?dòng)操作機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力輸入與電信號(hào)輸入等，動(dòng)力輸入一般采用手輪、手柄、推桿等機(jī)構(gòu)，電信號(hào)輸入一般通過手輪、搖桿連接傳感器或者直接采用按鈕、觸摸屏等設(shè)備;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將觀眾的操作動(dòng)作傳遞至展品執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般采用機(jī)械結(jié)構(gòu)傳遞動(dòng)力或者電信號(hào)傳遞;執(zhí)行機(jī)構(gòu)為展品主要展示部分，觀眾通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，了解展品展示的內(nèi)容，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，一般根據(jù)具體的展示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)制作;防護(hù)裝置主要出于安全考慮，為一些有安全隱患的結(jié)構(gòu)設(shè)置防護(hù)罩、圍欄等裝置，將之與觀眾隔離開。（2）多媒體互動(dòng)展品。主要由互動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、電控及軟件系統(tǒng)、多媒體顯示系統(tǒng)等組成。其中互動(dòng)操作機(jī)構(gòu)主要由按鈕、搖桿、手輪、觸摸屏等組成。多媒體顯示系統(tǒng)主要包括顯示屏或投影等設(shè)備，一般在科技館會(huì)為觸摸屏、顯示屏等設(shè)計(jì)專門的安裝結(jié)構(gòu)，起安全、防護(hù)作用。（3）靜態(tài)模型展示展品。一般根據(jù)要展示的模型，設(shè)置相應(yīng)的展臺(tái)、防護(hù)裝置，同時(shí)配套設(shè)置有關(guān)的說明牌。（4）實(shí)物陳列展品。與靜態(tài)模型展品一樣，一般根據(jù)實(shí)物設(shè)置相應(yīng)的展示臺(tái)、防護(hù)裝置、說明牌，較大型的實(shí)物設(shè)計(jì)圍欄圍出安全區(qū)域。（5）體驗(yàn)類展品。作為大型載人體驗(yàn)展品，一般根據(jù)實(shí)際需要專門設(shè)計(jì)制作。

經(jīng)梳理，得出科技館展品主要由操作機(jī)構(gòu)、電控及軟件系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)備安裝部件、安全防護(hù)機(jī)構(gòu)等五類結(jié)構(gòu)部件組成。

二、展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

由于科技館展品屬于非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，常設(shè)展覽的展品一般只制作一次，因此有關(guān)展品的標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)內(nèi)尚無(wú)發(fā)布推廣，也沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可供參考。筆者對(duì)國(guó)內(nèi)幾個(gè)著名科技館，包括中國(guó)科技館、上?？萍拣^、廣東科學(xué)中心等進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在展品組成部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方面十分欠缺。例如，以互動(dòng)操作機(jī)構(gòu)中的按鈕、搖桿、手輪等為例，一個(gè)場(chǎng)館內(nèi)，甚至是同一展廳、一個(gè)展區(qū)都不能做到統(tǒng)一，部分操作部件還存在安全隱患，如有的推桿中間的溝槽很容易發(fā)生卡觀眾，尤其是兒童手指。這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是起主導(dǎo)作用的科技館沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，造成同一展廳內(nèi)的展品不同的制作企業(yè)選擇不同的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝，其結(jié)果就是組成展品的部件五花八門，展品造價(jià)較高、質(zhì)量參差不齊，給科技館展品的日常運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作帶來了極大的壓力，如某科技館展品維修部門，一個(gè)展廳內(nèi)日常準(zhǔn)備的維修部件就堆滿了整個(gè)工作間，可見維護(hù)工作的繁雜。

為了提高展品質(zhì)量，簡(jiǎn)化日常運(yùn)營(yíng)工作，降低成本，提高展品完好率，部分近期改造的科技館在展品標(biāo)準(zhǔn)化方面做了一些實(shí)踐探索。如中國(guó)科技館2016年改造完成的“太空探索”展廳在展品部件規(guī)范化、通用化方面做了明確規(guī)定，采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件。雖然展品由多家企業(yè)生產(chǎn)制作，但展品質(zhì)量高，展品外觀統(tǒng)一，組成部件通用，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作和日常維護(hù)工作，展廳開放參觀后，連續(xù)多日展品完好率100%。

雖然中國(guó)科技館在展品研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化方面做了有益的探索，但只是個(gè)案，展品研發(fā)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度低的現(xiàn)狀仍沒有改變，這在一定程度上制約了我國(guó)科技館事業(yè)的發(fā)展。

三、展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化的需求分析

通過對(duì)科技館展品及其組成部件通用化的調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)展品組成部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的需求十分迫切，為此本文從行業(yè)發(fā)展、科技館自身發(fā)展與生產(chǎn)企業(yè)三個(gè)方面加以分析。

（一）行業(yè)發(fā)展的需要

隨著我國(guó)科普事業(yè)飛速發(fā)展，科技館建設(shè)進(jìn)入高潮，展覽展品開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，逐漸趨于社會(huì)化和產(chǎn)業(yè)化，展品需求量大，生產(chǎn)能力不足，價(jià)格偏高，質(zhì)量不穩(wěn)的行業(yè)現(xiàn)狀亟待改變。如何保證科技館展覽展品開發(fā)呈現(xiàn)較高水平，促進(jìn)科普事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮科普展覽教育的社會(huì)效益，迫切需要不斷提高展覽展品開發(fā)、管理和運(yùn)營(yíng)等各方面工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平。作為展品研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的重要組成部分，展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)科技館行業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

（二）科技館自身發(fā)展的需要

在我國(guó)“四位一體”現(xiàn)代科技館體系中，實(shí)體科技館是“主干”。以中國(guó)科技館為例，2017年8月12日全天接待觀眾人數(shù)達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的5.6萬(wàn)余人次，人流量大、人員密集，使科技館面臨巨大的安全壓力，對(duì)觀眾人身安全、展品安全等提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。同時(shí)，科技館提倡公眾動(dòng)手參與和體驗(yàn)，展品長(zhǎng)期處在頻繁操作和使用的狀態(tài)，甚至遇到破壞性違規(guī)操作等，這對(duì)展品質(zhì)量以及可維護(hù)性提出了很高的要求。這些特點(diǎn)表明，展品不同于其他普通商品或產(chǎn)品，必須滿足高質(zhì)量、高可靠、絕對(duì)安全、可維護(hù)性強(qiáng)的要求。展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，可大大降低展品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)難度，保障展品質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)可有效降低展品安全風(fēng)險(xiǎn)。通用化的部件可大幅簡(jiǎn)化維修工作，對(duì)提高展品完好率有重要意義。因此，科技館從自身發(fā)展角度，對(duì)展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的需求十分迫切。

（三）展品生產(chǎn)企業(yè)的需要

隨著科技館展品開發(fā)產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)加入到展品的研制、生產(chǎn)當(dāng)中，為行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液。但是，鑒于現(xiàn)階段我國(guó)科技館發(fā)展水平和企業(yè)自身實(shí)力，展品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)不規(guī)范現(xiàn)象普遍存在，相當(dāng)企業(yè)剛起步，生產(chǎn)類似于手工作坊，造成展品質(zhì)量很難得到保障。目前，規(guī)模較大的企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度較為積極，而規(guī)模小、相對(duì)落后的企業(yè)由于擔(dān)心自身的能力水平而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)持保守態(tài)度。但從行業(yè)發(fā)展的大局來看，制定展品組成部件統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)、提高展品質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)需求意義，推行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制作，有助于企業(yè)的快速發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)的制定是大勢(shì)所趨，更是迫在眉睫。在場(chǎng)館和場(chǎng)館之間、場(chǎng)館和企業(yè)之間建立統(tǒng)一的規(guī)范和準(zhǔn)則，必然可以提升行業(yè)發(fā)展的壓力和動(dòng)力，推動(dòng)科普事業(yè)向良性發(fā)展。

四、展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)建議

為了適應(yīng)科技館發(fā)展需要，引領(lǐng)新時(shí)代科技館發(fā)展潮流，中國(guó)科技館承擔(dān)的中國(guó)科協(xié)“科技館展品創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)及信息化平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用示范”項(xiàng)目課題“展品開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)研究與通用部件研發(fā)” （編號(hào)：2015BAK34B04），對(duì)展品開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了系統(tǒng)研究。筆者參與了其中展品通用部件的研制工作，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合上文的總結(jié)分析，對(duì)展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提出以下建議。

（一）展品通用部件范圍

根據(jù)展品組成部件研究成果，經(jīng)系統(tǒng)研究后，提出詳細(xì)的展品通用部件范圍，如表1所示。

（二）通用部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

1.通用操作部件。手輪、多檔旋鈕部件對(duì)軸尺寸和軸承型號(hào)、零件材料、與展臺(tái)安裝方式等做統(tǒng)一要求。推桿應(yīng)在成熟的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加防夾手結(jié)構(gòu)。按鈕與搖桿可直接采購(gòu)，但是市場(chǎng)上按鈕、搖桿種類繁雜，型號(hào)多樣，實(shí)際使用時(shí)應(yīng)優(yōu)選出一種型號(hào)，統(tǒng)一使用。觸屏安裝機(jī)構(gòu)與平板支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為觀眾通過觸摸屏參與展品互動(dòng)而專門設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，滿足左右、俯仰角度調(diào)整需求，零件材料、與展臺(tái)安裝方式、標(biāo)準(zhǔn)件選型等需做統(tǒng)一要求。

2.通用電氣部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)兩種尺寸規(guī)格的通用電控柜，并對(duì)線路布局及電氣部件等做了規(guī)定。設(shè)計(jì)制作科技館展品用電控板，滿足絕大部分展品電氣控制需要;對(duì)輸入、輸出、串口通信、以太網(wǎng)通訊等做了統(tǒng)一要求。編制電氣控制程序模塊，所有展品的電氣控制均以此模塊為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)。編制通用多媒體程序控制模塊，滿足大多數(shù)多媒體互動(dòng)展品程序控制需要。

3.通用傳動(dòng)部件。以科技館機(jī)電互動(dòng)展品常用的幾種輸入、輸出為基礎(chǔ)，對(duì)觀眾操作輸入至展品響應(yīng)部分的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行通用化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。所有部件均采用常用的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件，主要依據(jù)傳動(dòng)距離、負(fù)載情況、使用環(huán)境與方便快速維修等方面要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.設(shè)備安裝部件。設(shè)備安裝部件中的展臺(tái)是展品的基礎(chǔ)，其外形多種多樣，但應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)參數(shù)作出規(guī)定：展臺(tái)高度分為面向成人的展品與面向兒童的展品兩種;材料;維修門尺寸應(yīng)盡量大，并采用統(tǒng)一的鉸鏈與鎖扣;表面處理;臺(tái)面文字字體、字高統(tǒng)一;踢腳。顯示屏安裝部件為固定電視、顯示器等屏幕設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，主要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、防護(hù)措施上做統(tǒng)一規(guī)定。外掛設(shè)備安裝支架，主要針對(duì)投影機(jī)等設(shè)備，雖然市面上有投影機(jī)架，但是展廳不同于會(huì)議室、教室等，環(huán)境需要額外對(duì)防塵、防撞與安全作出要求，例如增加保險(xiǎn)繩且使用不同掛點(diǎn)設(shè)計(jì)等。圖文版音箱部件，設(shè)計(jì)一套可快速更換圖文版的結(jié)構(gòu)，同時(shí)將音箱集成到其中。抽拉式維修平臺(tái)主要在展臺(tái)內(nèi)部設(shè)置一個(gè)導(dǎo)軌式抽拉平臺(tái)，展品使用的各種部件，如工控機(jī)、電控柜、傳動(dòng)部件等均安裝在平臺(tái)上，維修時(shí)只需拉出，而無(wú)需維修人員進(jìn)入展臺(tái)內(nèi)。

5.安全防護(hù)部件。亞克力護(hù)罩外形多種多樣，但材料選用、粘接工藝、通氣與散熱孔、與展臺(tái)連接方式等需要作出統(tǒng)一要求。圍欄以使用場(chǎng)所為依據(jù)，分為安全防護(hù)用圍欄與維持參觀秩序用圍欄兩大類。安全防護(hù)用圍欄，參照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì);維持參觀秩序用圍欄，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)，但強(qiáng)度需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。使用鋼化玻璃的圍欄，應(yīng)選用帶夾層的鋼化玻璃，單塊玻璃面積不易過大。同時(shí)，為了方便維護(hù)，應(yīng)提高玻璃安全性，設(shè)計(jì)合理的安全玻璃夾持結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一安裝方式，統(tǒng)一鋼化玻璃尺寸。

上述所有通用部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樣例（含圖紙），可參閱“科技館展品創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)及信息化平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用示范”項(xiàng)目（編號(hào)：2015BAK3

4B00）“展品開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)研究與通用部件研發(fā)”課題（編號(hào)：2015BAK34B04）的通用部件研發(fā)成果。

綜上所述，為了滿足新形勢(shì)下觀眾對(duì)科技館展品的需求，亟需推進(jìn)展品組成部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化工作。本文經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)研、分析與研究，對(duì)科技館展品組成部件標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行探索，提出標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)建議，希望對(duì)科技館展品開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供有益的借鑒。

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