“銀河”飛流直下，瞬間凝結成巨大的冰立方。伴随着音樂，冰立方被雷射規律性雕琢，奧運五環徐徐升空……在這場夢幻般的視覺盛宴中，觀衆被深深震撼！用科技使舞台更飽滿，是本屆冬奧會開幕式的最大特點之一，這也對舞台裝置的可靠運作提出更高的要求。
在這場視覺盛宴中，中國航天科技集團全資控股的北京長征天民高科技公司總承了地面舞台系統和演出裝置，要完成火炬展示、五環展示、視訊播放等最重要的儀式性表演。
長征天民冬奧團隊技術總監申紀剛，是地道地道的山西太原人。2月10日，接受記者采訪時，申紀剛感慨地說：“安全是一切精彩表演的前提。”
兩年春節 他們都在鳥巢度過
從2019年12月申紀剛及其團隊接到任務開始，一場與時間的賽跑便出現在團隊每個人的腦海中。随後的日子裡，團隊從業人員争分奪秒，經過10個月的反複修改、論證，提出了20多套舞台工藝方案設計後終于獲得導演認可。
“這是一場規模非常巨大的表演，舞台機械的裝置全是非标産品，大小、形狀、要求呈現的速度、性能等不一樣。”申紀剛舉例說道，比如冰立方亮相隻有短短的43秒，觀衆看到的是科技與藝術的結合，是空靈而極簡的美感，但殊不知背後有着多麼龐雜的系統支撐。
“簡約并不簡單，200多人、700多天的日夜奮戰，突破了很多國内的技術瓶頸。”在申紀剛的記憶中，從2021年1月15日開始，他和他的團隊便一頭紮進了鳥巢，開始進場安裝，即便是春節期間都沒有離開。
當時，鳥巢施工現場留給申紀剛可以發揮的巨大空間，是一個長84米、寬42米、深10米的大坑，各式各樣的升降台、蓋闆、鋼結構物件，按照舞台工藝方案一一組裝，最繁忙的時候，十幾台大型吊車同時工作，200多人不眠不休在現場施工。其間，恰趕上鳥巢舉辦建黨百年大型慶祝活動，工程不得已臨時停工，并移交了一個完整的舞台。當年7月施工繼續，直到所有裝置全部組裝完畢，并最終在10月通過驗收移交導演團隊排練。之後，申紀剛及其團隊幾乎時時刻刻在現場，每一個環節舞台工藝裝置均要配合演出流程調試。在鳥巢裡，他們度過了第二個春節。
2022年2月4日，随着北京2022年冬奧會開幕式的完美亮相，掌聲、歡呼聲響徹全場的時候，站在台下的申紀剛長出了一口氣。
如夢如幻 打造國産化高科技舞台
科技感爆棚的“冰立方”“奧運五環”，給所有觀衆帶來了一場科技與藝術的視覺盛宴，如夢如幻的舞台效果國際範十足，讓不少觀衆在震撼之餘大呼過瘾。
冰立方，總重量約400噸，升降重量達180噸，要實作的升降載荷相當于200多輛小轎車，是整個開閉幕式最大功率的驅動裝置。在場地受限的情況下，團隊自主研發出了全新的電機驅動系統——在冰立方底部，布置16套由鍊條、鋼絲繩、導軌組成的機械結構，通過精确控制電機驅動16條鍊條、16條鋼絲繩組成的4套同步傳動單元，讓冰立方的升降定位精度控制在±1mm。
“這項工作是一次軟體和硬體相配合才能實作的一個操作。”申紀剛說，軟體問題解決了，要想讓裝置穩定運作，零件精準度要求很高。他們在全國範圍内優中選優，選擇國内最優秀的加工企業進行生産，“有一部分鋼結構還是咱們太重生産的，這些考驗的是我們國家整體機械化工業水準。真是挺讓人自豪的一件事！”
在申紀剛的心中，五環的奇幻場景讓他至今難忘。“五環重3噸，長19米，高8.75米，厚度僅0.35米。”五環“身材”的每一個數值，申紀剛都記得十分精确。想象一下：3噸相當于一頭成年大象的重量，厚度卻僅有一個筆記本電腦的長度。如此超薄的大尺寸裝置在高空迅速升降，遇到強風就如同一張紙。
以往大型的舞台系統都是引進國外的技術團隊，但此次舞台中，申紀剛團隊讓火箭領域的系統工程技術在此次舞台中得到應用和改造，打造了國産化的高科技舞台。參照航天結構設計的一些方法，為五環研制“骨骼”——鋁合金桁架結構、“衣服”——LED顯示屏、“外套”——擴散闆，最終設計出的五環跟火箭的箭體一樣，既堅又輕，使懸吊高度為13米的奧運标志，在将近90分鐘的儀式中，即便遇到6級強風，也定力十足。
瞬間切換 應急方案保“零失誤”
五環采用了大量LED螢幕，如果某一個單元的燈珠臨時“生病”怎麼辦？針對這個問題，申紀剛及其團隊采用了雙供電、雙信号、雙屏系統的備援異形拼接LED顯示裝置，當一個系統出現故障時，備份系統可以無延時切換。同樣的道理，所有的升降裝置采用一主一備的驅動電機，一旦主電機出現故障會立刻切換到備用電機，并且都實作了瞬間切換，這樣的速度肉眼是根本看不出來的。申紀剛說，火箭發射的視窗期還會有兩三個小時的範圍，但是舞台上的呈現卻要控制在秒以内，絕不允許一點錯誤，也沒有重新開始的機會。
申紀剛1986年參加工作，先是在太原一大型企業做技術方面的工作，從2003年參加國家大劇院建設開始，近20年的舞台工程經驗，他深深明白了一個道理——安全才是一切精彩表演的前提。他引用火箭院黨委書記李明華的一句話：“導演負責精彩，我們負責安全、可靠，為藝術家提供堅實的基礎，為藝術創作提供技術保障。”
為了確定在冬奧會開閉幕式呈現導演的精彩創意，申紀剛團隊按航天系統工程方法，對标航天品質控制、風險控制、設計優化等要求，進行了上千次的虛拟仿真試驗。為保證零失誤，他們做了多個應急方案。
如果說航天技術讓“中國制造”在此次開幕式舞台中再次綻放光芒，那麼在系統工程建設中，對一分一厘的“較真兒”，就是申紀剛及其團隊對航天精神的最好诠釋。（趙德偉）