舞台机械技术应用的国内外水平比较

演艺装备是文化产业的硬件设施之一，为演出艺术提供设备技术支持。演出艺术除了提高创作水平及演艺技能之外，离不开演艺装备技术的有力支撑。此类装备技术中主要包含音响、灯光、视频、特效、机械等设备及其相关的声、光、电、讯、特、机等多方面的技术与其组合。而舞台机械设备及技术是其中体量大、技术性复杂、安全性要求高，相应地投资额度也最高的装备。

舞台机械是将通用机械、起重运输机械、游乐机械、机械自动化生产线以及机器人等所有机械结构、机械运动的技术综合应用到演出场馆，用以直接或间接支持表演效果的专用机械设备技术。当今舞台机械已不限于常规室内剧场，已广泛延伸至电视演播室、文化主题剧场、大型实景剧场、各种秀场、杂技场、公共集会场等——所有表演艺术活动的场所。其中，每个场馆不乏数百台升降、平移、旋转等台类机械设备以及起吊、飞行、空中舞动、场地及空间切换等上空机械设备，形成品种繁多、结构复杂、应用广泛、综合性很强的机械设备系统。

舞台机械包括执行承载及运动的实体机械设备，以及操纵其承载运动的控制系统，统称为舞台机械设备系统。其中的机械与电气技术涵盖了多种学科的基础理论与应用技术，成为科学技术与表演艺术紧密融合的技术体系。

1 机械设备水平比较

国产舞台机械设备技术经过持续发展与积累，技术水平显著提高。目前机械设备部分的国产化率已达到90%以上，除了少数秀场，如武汉万达“汉秀”和西双版纳“傣秀”等项目的台上卷扬机设备，仍由国外厂商提供，其余工程项目的舞台机械设备基本都由国内厂商提供。

随着国家工业水平的提高，国产机械设备的设计、制造水平完全达到和满足了设备功能的需求，为国内市场所普遍接受。国内龙头企业和有行业历史的企业，其常规室内剧场的机械设备已基本成熟、形成系列，设计、制造水平比较稳定，有个别国内厂商还承担了部分国外项目。旅游剧场的机械设备为适应千变万化的演出形式需要，新结构层出不穷，国内厂商都实时应对了市场需求，设计、制造了多种巧妙的机械结构，这类设备达到了国产舞台机械设备的领先水平。

然而，大中型项目的国产机械设备中采用的核心配套部件如电机、减速器等都是国际品牌产品，中小项目的机械设备中采用的核心配套部件都是国内品牌产品。这就说明舞台机械设备技术水平的提高，还有待于国家整体机械工业水平的提升。

国产舞台机械设备的技术水平已经完全满足一般设备功能的需求，但与国外顶级厂商的技术水平相比还存在一定的差距，主要表现在以下。

• 机构的安全功能还不尽完善。如不少卷扬机的防松绳、防乱绳装置还不能起到真正的作用；有些升降台防剪切装置的功能不完全可靠，定位锁定装置没发挥作用；车台防挤压装置也不到位等。
• 机械设备的制造工艺水平还比较低。产品精度不保证，制件比较粗糙，传动运行振动噪声比较大，致使寿命缩短。结构件组装率低，焊接质量差等。
• 秀场高端的台上卷扬机设备还得不到市场认可。此类设备装置在速度、承载力、安全裕量、安全功能等方面达不到要求，目前还没有占领国内市场的条件，更没有占领国外市场的可能。这是因为受到设计水平、制造工艺、市场价格等条件的综合影响，还需要持续地多方面努力提高。
• 设备产品包装运输中的防护不到位，现场安装过程也缺乏防护措施；首次新设计的机构缺少车间试验，现场改动比较多。这些都导致设备似旧非新，影响安装质量、工程形象以及运行寿命。

国产机械设备的设计、制造水平也参差不齐。业内骨干企业相对水平比较高，除了满足功能，都有比较可靠的设计裕量和较好的工艺手段保证。一些不太规范的小企业也在承接项目，其设计水平与制造工艺水平相差较大。

2 控制系统水平比较

2.1西方舞台设备技术厂商的高端控制系统

西方舞台设备技术厂商的高端控制系统主要有以下几个：奥地利瓦格纳比罗舞台系统股份公司的CAT控制系统、德国SBS舞台技术有限公司的COSTACOwin控制系统、德国BBH舞台技术有限公司的INTECON控制系统、英国ST舞台技术公司的ST控制系统、瑞典Visual act舞台计算机技术公司的Visual act控制系统。此外，国际上还有一些公司提供先进的舞台用吊机设备及其控制系统，如荷兰Cybermotion的二代链式吊机及其智能运动控制系统、荷兰Trekwerk公司的舞台吊机及其控制系统、葡萄牙马其纳（Maquinas）系列吊机及控制系统等。

其中奥地利瓦格纳比罗舞台系统股份公司的第4代具有可应用虚拟剧场进行仿真编程测试，具有激光测距接口，具有时间代码、MIDI、SMPTE LTC接口，可进行载荷自平衡调整等等顶级功能的CAT控制系统，其特殊优点如下。

• 1D、2D特别是3D移动路径可实现高精确性控制，且可实现重现控制。
• 集成的安全监督和安全控制。允许操作人员在各种情况下无需跟进所有活动，只需按一下按钮或发出一个演出控制指令便可执行。利用动态联锁，甚至在线移动矢量比较，不仅可以避免发生碰撞，而且可以在系统中任何部位发生跳闸和故障时，对设备和设备组实施安全的控制和同步停机。
• 与舞台灯光系统、建筑照明系统、投影系统及任何其他第三方系统的实时通信接口。可在剧目制作过程中，由演出开发团队考虑使用。
• 对于更为复杂的场次剧本，提供了控制台移动模拟和完整的离线编辑支持，从而能够在其他人操作在线系统时进行编程。

2.2国内舞台设备技术厂商的控制系统

在舞台机械设备系统国产化的过程中，国内厂商紧随电子/电气/可编程控制器技术以及计算机技术的发展进程，着力研发了自己的舞台机械控制系统。这些系统有效满足了国内市场可接受价位，且可实现功能的迫切需求，显著缓解了不得不采用价格居高、维护服务困难的国外控制系统的尴尬。目前，舞台机械控制系统国产化率也达到了85%以上。但一些高端的演出场馆，特别是高端秀场一类场馆舞台机械控制系统仍由国外顶级的厂商承接。

国产舞台机械控制系统技术在持续发展提升的进程中，完全满足了设备控制功能需求。但与国外顶级厂商的控制系统技术相比，尚存在一定差距，主要在以下这些方面。

• 国外顶级厂商的控制系统无论采用轴控制器，还是采用专用控制板，为保证系统达到预定的安全完整性等级，都采用了双处理器结构，即执行控制器CPU和监视控制器CPU结构。国内骨干企业的控制系统采用了一定的冗余配置，提高了可靠性，但系统不能提供有关标准中规定和要求的所有内部措施（这些措施用于确保足够低的危险故障率），比如内部电压和温度的永久性安全监控，持续性自测，防止EMP（电磁脉冲）和某些自发的问题的内存保护，输入和输出状态和水平的交叉检查等。国内中小厂商的控制系统有的几乎连冗余配置都没有，其控制核心的安全性、可靠性与国外有较大差距。
• 目前，国内舞台机械厂商在为控制系统的调速设备配置变频器时，基本都采用矩阵切换方式，即变频器与受控电机不是一对一配置，而是少量变频器通过矩阵变换支持所有电机的调速控制。这种方式导致系统有更多的环节需要监控却没有监控，于是无法在合理的安全水平内实现安全功能。同时，多数系统没有采用安全继电器，也没有对制动器、接触器等有可能导致故障的所有环节实施监控。
• 除了个别骨干企业，多数厂商的控制系统急停功能不能实现平稳过渡，而急停过程有比较剧烈的振动，甚至有明显的滑移现象，严重影响设备系统安全性及设备寿命。另外，前述机械设备中安全传感器件的不完善部分，相应地控制系统也缺失合理的功能发挥与协调完善。

综上，就国产舞台机械控制系统而言，其在技术上的不足，导致系统难以达到期望的安全完整性等级，系统也没有通过一定的认证。而这些在国外先进的控制系统都不是问题，都已得到完善的解决。这将使国内企业自身的优势（如维保成本低、服务及时方便等）受到掣肘。

选自《中国演艺装备科技蓝皮书》（2015-2016）中国演艺设备技术协会 编

转自：演艺科技传媒。