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作者：拓豐舞臺
2023-06-30 15:40:48
摘 要：
解析舞臺機械工程實施的過程及內(nèi)容，包括前期技術支持、深化設計、加工、安裝、調(diào)試、售后等，以及各個過程實施的條件、注意事項、容易出現(xiàn)的問題。
舞臺機械工程針對不同劇場，需求不同，特別是舞臺機械工程實施存在非標件的加工及安裝，因此，在總體工程實施的規(guī)范框架下，也會有其特性的實施內(nèi)容及過程，筆者根據(jù)自身實踐經(jīng)驗和心得進行簡要梳理，希望與業(yè)界同仁共同探討。
01
舞臺機械工程的實施過程及內(nèi)容
一般情況下，劇場的主要舞臺機械設備是針對劇場定位、功能和需求量身定制的非標機械產(chǎn)品，所以舞臺機械工程的實施是一個一體化交鑰匙工程，盡可能由一家單位進行設計、加工、采購、安裝、調(diào)試等一體化實施，并進行全程質(zhì)量控制。
舞臺機械工程的實施內(nèi)容覆蓋劇場建設的全部過程，作為舞臺機械工程實施單位主要職責應包括但不限于以下幾部分。
（1）劇場舞臺機械總體工藝設計方案
在劇場前期技術支持階段，應配合完成劇場舞臺機械總體工藝方案的確認，為劇場土建設計和施工提供載荷、供電、預埋等方面的基本技術條件，保證土建施工的順利實施。由于工程周期或其他原因，這部分內(nèi)容也可以由前期規(guī)劃設計和舞臺工藝配合單位提供。
（2）舞臺機械設備的深化設計
在劇場總體工藝方案和設計說明的要求下，進行舞臺機械設備的深化設計，包括機械設備加工圖設計和技術說明編制；同時，配合施工總承包單位驗證校核現(xiàn)場基坑數(shù)據(jù)以及預埋件狀態(tài)，保證后續(xù)設備安裝的順利實施。
（3）舞臺機械設備的采購、加工及試制
提供采購加工的技術要求和詳細說明，進行設備標準外購件的采購、非標件的工廠加工工作。對新產(chǎn)品和需要工廠組裝調(diào)試的設備進行裝配試車，并對全過程進行質(zhì)量監(jiān)控和技術支持。
舞臺機械的設備由標準的外購件（如電機、減速機、制動器、聯(lián)軸器、軸承、導軌、鋼絲繩、鏈條、螺栓、各類傳感器等，根據(jù)設備構造和形式選擇）、非標機械加工件（如軸、套、蓋、支座、齒輪、鏈輪、車輪等需要機械加工和材料處理的零部件）、結構焊接件（如機架、結構體、大型支座、臺體、立柱等以焊接加工為主的結構件）、控制臺、柜（箱）、線纜、電氣元器件等零部件組成。
（4）舞臺機械設備的安裝
在劇場土建完成結構封頂和屋面防水后，舞臺機械一般由臺下設備到臺上設備進行安裝。期間需要協(xié)調(diào)與土建結構、給排水、暖通空調(diào)、供配電、消防、燈光、音視頻、裝修等專業(yè)之間的空間與工序關系，并配合舞臺基礎鋼結構和上空設備格柵層的驗收。
（5）舞臺機械設備的調(diào)試及驗收
由于舞臺機械設備包含非標設備，舞臺機械在現(xiàn)場安裝完成后，需要進行設備調(diào)試，對設備的性能、技術參數(shù)、載荷、軟件功能等進行驗證性測試，形成測試評審報告完成竣工驗收。同時，還需要配合協(xié)調(diào)舞臺燈光、音響、視頻等專業(yè)的安裝調(diào)試工作。
（6）培訓及售后
舞臺機械完成驗收并移交使用單位，移交過程中，舞臺機械施工單位應對使用單位的專業(yè)人員進行上崗前的技術培訓，包括介紹設備特性，傳授操作方法、設備維護程序等。在規(guī)定質(zhì)保期內(nèi)，對設備正常運行提供技術保障，對設備出現(xiàn)的故障及時響應，并進行處理。
總體來說，一個常規(guī)劇場的舞臺機械工程，從前期技術支持，到劇場建設完工投入使用，一般周期約2~3年，其中，前期技術支持約6~12個月，深化設計約1~3個月，采購加工約4~6個月，現(xiàn)場安裝調(diào)試約4~9個月。不同項目由于實際情況和總體工程進度的不同，會有較大區(qū)別，但實施周期基本與劇場建設周期同步。
02
舞臺機械工程實施單位的確定
舞臺機械涉及的設備形式多種多樣，技術含量和復雜程度差別很大，國內(nèi)舞臺機械生產(chǎn)及施工單位的技術水平及產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊，因此，對于舞臺機械設備的選擇需要全面考量。
由于舞臺機械的非標定制特性，從前期的技術支持到后期的工程實施，最好由一家單位提供設計方案及配套產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品性能與品質(zhì)的統(tǒng)一（具體采購、加工、安裝等過程可能有不同單位負責實施，但整體集成的實施過程應該由一家單位負責）。目前國內(nèi)工程實施的規(guī)則又要求前期方案與后期工程由不同單位實施，這對于舞臺機械這個非標專業(yè)的實施是不利的，容易造成前期方案與后期實施在基礎條件和深化設計方面的不匹配，形成前期工程浪費和后期功能缺失。需要實施單位根據(jù)項目的具體情況采取符合實際需要的方式確定配合單位。
目前，舞臺機械工程實施單位的確定大多采用工程招投標的形式，這對于常規(guī)劇場和以相對標準的舞臺機械設備為主的劇場類項目是比較適宜的，因為大多設備是通用設備，設備形式和規(guī)格參數(shù)是接近或相似的，利用統(tǒng)一的招投標文件和技術要求，可以通過統(tǒng)一的招投標采購形式，選擇各方面均衡合理的配合廠家。特別要注意，招投標環(huán)節(jié)中關于嚴格技術要求和安全可靠性的符合性評價，避免不合理最低價格中標，降低設備的性能指標，影響設備品質(zhì)，留下設備安全可靠性方面的隱患。
對特殊需求的劇場或舞臺機械設備配備復雜的項目，建議采用協(xié)商邀標的形式，確定舞臺機械工程實施單位。因為復雜定制設備工藝方案和技術參數(shù)本身有很多不確定性，工藝要求和設備參數(shù)無法在招標文件中準確描述，需要根據(jù)劇場需求和藝術創(chuàng)意而不斷調(diào)整完善。在工程實施之前，定制的設備需要專業(yè)生產(chǎn)廠家的深度技術支持與配合，還需要隨著藝術創(chuàng)意的升華對設備性能和技術參數(shù)不斷修改調(diào)整，設備的改進及工程施工往往會重疊。因此，上述各環(huán)節(jié)如有紕漏，整體工程進度會受到牽制，如果采用單一來源采購或協(xié)商邀標的形式，可保證項目的順利實施，使設備技術方案連貫一致、設備性能與創(chuàng)意需求統(tǒng)一。
此時，在確定配合的設備工程實施單位之前，應充分了解市場行業(yè)信息和候選廠家背景，并挑選合適的兩三家單位進行全面比對，通過技術能力、研發(fā)方案、價格、服務等多方面的綜合選擇，形成合法合規(guī)的甄選流程和責權認定，避免單一廠家不合理的訴求。
另外，中國演藝設備技術協(xié)會根據(jù)工程企業(yè)的整體技術實力、業(yè)績等情況評定資質(zhì)等級，為舞臺機械工程的實施提供了很好的參考，有助于行業(yè)良性發(fā)展。
03
舞臺機械設備的深化設計
舞臺機械設備的深化設計是實現(xiàn)舞臺機械功能的核心步驟，非標機械設備的設計的工作量大、復雜程度高，完成深化設計的設計人員素質(zhì)是保證設備品質(zhì)的關鍵。除少數(shù)常規(guī)通用的設備外，由于大多設備的定制唯一性，一般沒有現(xiàn)成的圖紙和標準化部件參考借鑒，需要從頭設計、計算和分析，其機械傳動選型計算、機構布置優(yōu)化、結構設計分析等工作需要具備一定工作積累和專業(yè)知識的工程師才能勝任。
能夠獨立進行舞臺機械設備設計的工程師，需要以機械制圖、機械零件、機械原理、理論力學、結構力學、材料力學等專業(yè)知識為基礎，以行業(yè)標準規(guī)范手冊為參考依據(jù)，甚至還要具備三維設計、有限元分析、動力學分析的能力舞臺設備工程，一般要具備五年以上專業(yè)設計積累和工程實踐經(jīng)驗才可勝任；如果要配合藝術創(chuàng)意和導演要求進行新產(chǎn)品研發(fā)，還應該具備一定的演出專業(yè)設備知識、藝術創(chuàng)意素養(yǎng)、溝通交流技巧、系統(tǒng)集成協(xié)調(diào)等綜合能力。所以，舞臺機械設備設計不僅是企業(yè)整體專業(yè)能力的體現(xiàn)，還是專業(yè)人才和工程經(jīng)驗積累的綜合體現(xiàn)。
深化設計的依據(jù)是前期舞臺機械工藝方案和設備功能的技術要求，一般由前期工藝配合單位或設計院提出，在設備要求技術文件中加以詳細說明。同時，深化設計要滿足舞臺機械相關設計規(guī)范和標準的要求，尤其在設備安全、機構選擇、外購件選型等方面，還應借鑒機械設計相關設計規(guī)范標準，如起重機設計規(guī)范、機械設計手冊等。設計過程中，特別是對于復雜新型設備的設計，應采用三維設計、數(shù)值仿真等先進設計手段，以提高設計效率，保證設計質(zhì)量。
舞臺機械設備深化設計的步驟見圖1，其成果通過機械設計圖紙、設計說明書、設計計算書、總體技術要求等文件形式提供。其中，對設備的工藝、原理、功能、性能指標、安全可靠性要求、材料材質(zhì)要求、加工工藝、加工精度要求、安裝工藝、使用條件、控制操作、注意事項等提出說明和規(guī)定，并應該有完整的資料清單。
深化設計的最后環(huán)節(jié)是內(nèi)部進行校對、審核和審定工作，這是機械設計的基本程序。設計成果應提交設計院和建設方備案審核，對特殊定制設備應聘請業(yè)內(nèi)專家以適當形式進行專業(yè)技術評審，確認設備工藝滿足需求，方案經(jīng)濟可行，配置安全可靠，符合規(guī)范標準。
舞臺機械設備的深化設計，除了要滿足設備工藝方案的要求外，還要注意土建條件的限制，基坑深度、埋件位置、與消防水暖管線的空間關系，后續(xù)運營過程中設備的檢修空間與條件，不同設備之間的關聯(lián)關系和互鎖要求，設備進出通道、現(xiàn)場安裝條件、運輸條件限制等因素，同時應盡量選用機械原理成熟、零部件通用性好、可維護性高、經(jīng)濟安全可靠的技術手段完成設計，避免由于工藝要求的特殊而采用有風險、造價高、不常用的外購件，造成后續(xù)使用和維護的困難。
對藝術創(chuàng)意要求高的設備，應充分與導演、舞美進行溝通，了解創(chuàng)意內(nèi)涵，把握變換要求，為導演和舞美提供清晰明確、合理有效的動作呈現(xiàn)，既要從技術角度實現(xiàn)功能，也要從藝術角度滿足呈現(xiàn)效果。確實難以滿足藝術創(chuàng)意的，也應從技術層面明確說明，避免造成投入與效果的巨大反差。
04
舞臺機械設備的采購、加工
舞臺機械設備外購件的采購，是保障舞臺機械安全、性能的關鍵環(huán)節(jié)，目前市場上產(chǎn)品類型較多，制造廠家參差不一，這就需要舞臺機械設備制造單位有良好的信用品質(zhì)和完善的采購管理流程，管理團隊具備較高的素養(yǎng)。采購過程中，對外購件供應廠家進行全面考察，對提供的產(chǎn)品進行實踐性驗證或必要性的檢驗測試，確保外購產(chǎn)品滿足設計性能要求。
舞臺機械設備的加工，也是舞臺機械工程實施的重要環(huán)節(jié)。因為是非標設備，舞臺機械設備的加工以單件或小批量加工形式為主，加工周期相對較長，差錯率高，精度控制困難，對加工廠的適應能力要求更高。
舞臺機械設備的加工廠家應具備基本的機械加工和結構焊接能力，有合格合規(guī)的加工工藝技術，有完善的質(zhì)量檢測手段和質(zhì)量控制程序，有固定的配套協(xié)作單位，可以保證機械加工過程質(zhì)量可控、記錄可查、職責可分，確保設備零部件的加工質(zhì)量符合設計要求。舞臺機械設備的加工合格證及配套加工質(zhì)量證明文件應該由加工廠提供，其加工過程應在設計方的全程技術支持和監(jiān)管下進行。
舞臺機械設備的加工流程見圖2。外購件應經(jīng)設計方進行型號確認，統(tǒng)一采購匯總到加工廠；加工廠對設計圖紙進行轉(zhuǎn)化，形成設備零部件的加工工藝流程，并采買相關原材料進行加工；通過加工廠的各道工序檢測檢驗、部件組裝、表面涂裝防護、裝配試車，完成產(chǎn)品的工廠定制加工。根據(jù)運輸條件要求，再對產(chǎn)品組件做運輸包裝、清單匯總，通過專業(yè)運輸途徑將舞臺機械設備組件由加工廠運到施工現(xiàn)場。
采購加工過程應特別注意，舞臺機械的外購件應采購具有國家標準認證和行業(yè)認可的合格產(chǎn)品，產(chǎn)品應配備合格證、保修證明、技術參數(shù)銘牌、材質(zhì)證明、使用手冊等技術文件，采購產(chǎn)品應與設計圖紙要求的規(guī)格型號一致，有品牌和規(guī)格與設計不同的外購件替換，應征得設計人員確認同意，同時保證技術支持熱線的聯(lián)系暢通。
機械設備零部件加工的所有依據(jù)均為設計圖紙及設計說明；零部件材質(zhì)和精度應嚴格按照圖紙和設計說明要求進行備料加工，外購材料與設計不符的，應征得設計同意并出具材料材質(zhì)證明；加工過程有調(diào)整的，應由設計出具設計修改單并確認；對復雜新型設備應該由設計方進行技術交底，保證加工工藝對設計圖紙的準確理解。
05
舞臺機械設備的安裝、調(diào)試、驗收
5.1 舞臺機械設備安裝調(diào)試步驟及注意事項
5.1.1 安裝調(diào)試步驟
舞臺機械設備的體量和數(shù)量均與劇場結構相關聯(lián)，設備一般都是以零部件的形式運輸?shù)浆F(xiàn)場，在現(xiàn)場進行設備組裝固定，并與控制系統(tǒng)連接，上電測試，才能體現(xiàn)設備的完整組成和功能，即安裝調(diào)試過程。舞臺機械的安裝調(diào)試也是保證舞臺機械設備品質(zhì)的關鍵步驟。
設備現(xiàn)場安裝的前提條件，稱為入場條件。一般在土建結構封頂、設備進出場通道、設備安裝（臺下基坑）工作面、設備成品存放場地、供電供水就位、工機具等條件具備后，即可以進行現(xiàn)場設備安裝。同時，現(xiàn)場設備安裝的施工隊伍應滿足建設工程安全生產(chǎn)要求。
舞臺機械設備的安裝調(diào)試步驟見圖3。
5.1.2 安裝調(diào)試注意事項
舞臺機械設備的安裝是一個系統(tǒng)工程，主要分為機械設備安裝和電氣控制系統(tǒng)安裝。設備安裝的工作量大、頭緒多、實施過程長，短則三個月，長可能一年多。施工過程中，應嚴格按照機械設備及電氣設備安裝規(guī)范及標準進行安裝，編寫施工組織設計方案，對特殊或大件設備編制專項施工方案。期間最主要的問題體現(xiàn)在生產(chǎn)安全、交叉作業(yè)、技術協(xié)調(diào)、進度與質(zhì)量等。
（1）施工現(xiàn)場的安全生產(chǎn)。安全生產(chǎn)至關重要，必須引起充分重視。安全生產(chǎn)問題包括人員安全、設備安全、質(zhì)量安全等。對于人員安全，應該有全面的安全管理規(guī)程和制度，有深入的安全生產(chǎn)教育和管理措施，施工場地應該有足夠的安全警戒、安全標識和安全防護，如高空作業(yè)要確保不會發(fā)生高空附物砸傷下部人員，不僅要保護設備安裝人員的安全，還包括對現(xiàn)場其他專業(yè)施工人員的保護。對機械設備成品和運到現(xiàn)場的零部件，要做好防護，包括其他專業(yè)設備或完成面也應該注意保護，避免損壞。對安裝過程設備質(zhì)量的安全，嚴格把控配合精度、定位精度、隱蔽工程質(zhì)量等，避免出現(xiàn)質(zhì)量安全事故。
（2）交叉作業(yè)。由于各種條件的限制，機械設備安裝與其他專業(yè)交叉作業(yè)無法避免，包括不同專業(yè)對施工場地占用的矛盾，如上空鋼結構施工與基坑臺下設備安裝之間的空間交叉等；不同專業(yè)設備安裝空間之間的干涉，如臺上設備鋼絲繩與空調(diào)、消防管路的干涉等；同一場地空間不同專業(yè)安裝過程的先后順序的矛盾，如燈光專業(yè)與上空設備在共用管線井溝時的施工先后順序問題等。這些問題不僅影響施工，也會造成各專業(yè)之間的矛盾，需要提前協(xié)調(diào)解決。
（3）技術協(xié)調(diào)。由于舞臺機械設備的安裝調(diào)試與給排水、暖通空調(diào)、供配電、結構、內(nèi)裝、燈光、音響等許多專業(yè)的工程實施有交叉和配合，且處在各專業(yè)實施的上位工序，在這些專業(yè)的配合中起到橋梁紐帶的作用，因此，舞臺機械現(xiàn)場管理人員一方面要有豐富的工程技術經(jīng)驗，了解舞臺機械與相關專業(yè)的配合關系，另一方面也要理解各專業(yè)的困難和需求，區(qū)分主次先后，配合總包單位做好協(xié)調(diào)工作，保證整體工程實施的順利進行。
（4）進度與質(zhì)量。劇場建設周期長，工程實施受多種因素影響，突出矛盾就是施工進度與工程質(zhì)量之間的矛盾。舞臺機械設備的安裝調(diào)試，更容易受現(xiàn)場條件制約出現(xiàn)工程進度滯后而影響后續(xù)專業(yè)，需要在實施過程中綜合分析，掌握好設備進場順序，安排好施工人員分工，協(xié)調(diào)好設備安裝工作面，在有限的時間、空間內(nèi)進行專業(yè)內(nèi)部科學合理地安排交叉重疊作業(yè)，在保證安裝質(zhì)量的前提下按照施工周期進行。
5.2 舞臺機械設備安裝控制要點
（1）相對來講，臺下設備安裝的精度要求較高，也是機械安裝工程中重點控制的部分。臺下設備的運動主要以升降、平移、旋轉(zhuǎn)的形式來體現(xiàn)，在機械運動約束過程中，主要以軌道導向為主，軌道安裝的精度直接影響到整體設備的運行精度和質(zhì)量，在軌道的安裝過程中切勿急躁，應認真嚴謹?shù)乜刂栖壍赖陌惭b精度，如軌道的垂直度、直線度、平行度、標高等相關尺寸要求。
（2）設備的驅(qū)動部分，臺下設備驅(qū)動裝置較大，尤其是主升降臺，一般設備出廠或為了運輸?shù)谋憷裕捎梅煮w運輸，到現(xiàn)場后進行組裝固定，驅(qū)動裝置的組裝控制精度主要集中在軸向或徑向連接處，由于驅(qū)動裝置為運轉(zhuǎn)部分，安裝過程中需根據(jù)設計要求嚴格控制安裝精度，以避免對設備運行的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如精度偏差較大，后期整改難度非常大。
（3）臺上主要設備安裝精度重點控制，如滑輪（組）及鋼絲繩走向精度、防火幕軌道垂直度、幕體平整度、燈光吊籠平移及升降軌道等。
（4）舞臺機械控制系統(tǒng)的橋架安裝、電纜敷設及接線，這部分工作大多繁復且為隱蔽工程，容易留下隱患，應注意施工過程的監(jiān)管，加強質(zhì)量控制和階段工程驗收。
舞臺機械設備及電氣控制系統(tǒng)的安裝工藝，能直觀體現(xiàn)實施單位的品牌形象，反映其所具備的技術水平、設備觀感質(zhì)量和項目管理能力。
5.3 檢測驗收
舞臺機械設備安裝調(diào)試完成后，應該進行設備質(zhì)量和性能的檢測，包括對單體設備動作、多臺設備聯(lián)動、定位精度、承載能力、速度等進行測試，記錄測試數(shù)據(jù)，形成測試文件，檢查設備性能與工藝條件是否符合，是否符合相關規(guī)范、標準等，并匯總安裝過程質(zhì)量文件，竣工圖等，以竣工文檔的形式提交舞臺設備工程，作為竣工驗收依據(jù)并存檔。
舞臺機械設備的竣工檢測一般有三種形式：
（1）安裝單位的自檢，提供竣工文檔，一般用于常規(guī)設備為主的劇場；
（2）采用技術專家組或竣工驗收小組的形式，進行設備檢測或技術評估，給出評估意見，多用于非標定制設備的檢測驗收；
（3）利用有一定資質(zhì)和檢測能力的檢測機構，對設備進行第三方檢測評價。
06
工程項目的培訓、售后
舞臺機械工程竣工后，還應在質(zhì)保期內(nèi)提供專業(yè)的技術培訓服務和售后技術支持。
（1）由于舞臺機械的專業(yè)性和非標特性，在設備安裝調(diào)試階段，設備使用方的相關技術人員就應該介入，了解設備構造、性能，學習設備的操作和維護。在設備調(diào)試階段，原則上應該由舞臺機械工程實施單位的技術人員操控設備，使用方的技術人員可以協(xié)助；在竣工驗收后，由舞臺機械工程實施單位將設備系統(tǒng)、備品備件和操作使用說明書等技術文件移交使用方，設備操作也轉(zhuǎn)移到使用方實施。
技術培訓是舞臺機械工程實施的重要環(huán)節(jié)，具體培訓內(nèi)容和培訓人員數(shù)量一般通過合同進行約定，如培訓內(nèi)容包括舞臺機械設備的特點、設備組成、維護保養(yǎng)、操控、易損件更換等方面，并應有培訓教材和培訓考核，尤其是操作人員，不僅應該具備基本的機械及控制專業(yè)知識，還應有操作培訓合格證書，才能正式上崗操作設備。
（2）質(zhì)保期內(nèi)的售后服務一般也會有合同約定，常規(guī)是半年一次保養(yǎng)；如遇特殊重大活動，也可與工程實施單位協(xié)商派技術人員現(xiàn)場保駕；遇到設備故障應及時響應，盡快處理，避免影響既定演出。
質(zhì)保期限由合同約定，兩年期居多。在質(zhì)保期結束前，應由工程實施單位對設備進行一次全面的維護檢查，一個舞臺機械工程的實施過程才全部完成。
07
結語
舞臺機械工程實施是落實舞臺機械工藝和前期藝術策劃的具體實現(xiàn)，環(huán)節(jié)多、周期長、不確定因素影響多；在具體實施過程中，往往前期規(guī)劃與后期實施的一致性會有偏差，所以建設主管單位、總包單位、舞臺機械工程實施單位、后期運營單位等應該協(xié)同配合，增進溝通，合理分配工期進度，嚴把實施過程質(zhì)量關，確保劇場舞臺機械設備的性能品質(zhì)優(yōu)良和運行安全穩(wěn)定。
北京金東高科科技有限公司于2014年底成立，系由原總裝備部工程設計研究總院機電設備研發(fā)中心核心技術骨干組建而成， 擁有博士、碩士和高級工程師等超百人組成的研發(fā)團隊，被廣泛視為業(yè)內(nèi)技術實力雄厚的科技型隊伍。
金東高科開拓創(chuàng)新，致力于劇場專業(yè)設備、軍工產(chǎn)品、大型非標機電設備的設計 研發(fā)。建立了策劃咨詢、工藝設計、研究開發(fā)、加工制造、系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、售后維保等完整體系，可以為客戶提供多元化解決方案及一站式服務。
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