估浮法

以結構權衡，擇特用之最適浮法：定求、篩硬約、於軟準計分、錄決於可複權衡矩。

用

• 擇新品或試之浮法
• 較磁、聲、氣、電四法於非接取系
• 於技閱或提中證設計
• 求變後（如新載、環、費）重估舊浮系
• 細設前行可行性查

入

• 必：用述（所浮為何、何以須非接）
• 必：載性（質域、材、幾、溫感）
• 必：運境（溫域、氣、潔、震）
• 可：功預（可用瓦）
• 可：費標（原、產）
• 可：精求（位準、剛、震隔）
• 可：壽與維約

行

一：定用求

估前先立全求：

1. 載規：質（最小至最大）、尺、材、磁性（鐵磁？導？抗磁？）、溫限（耐冷凍？熱？）、面感（接觸致污或損？）
2. 性求：浮隙（毫米至米）、載容、位準、剛（N/m）、阻尼、動域（靜持對控動）
3. 環約：運境之溫、氣組（空、真空、惰、液）、潔級（半導、生、工）、聲限、EMC 求
4. 運約：可用功、殼（浮系自身大與重）、維週、壽、操員技
5. 經約：原費、產單費、發期

## Requirements Summary
| Category | Requirement | Value | Priority |
|----------|------------|-------|----------|
| Payload mass | Range | [min - max] kg | Must have |
| Payload material | Magnetic class | [ferro/para/dia/non-magnetic] | Must have |
| Gap | Levitation height | [value] mm | Must have |
| Precision | Position accuracy | [value] um | Want |
| Temperature | Operating range | [min - max] C | Must have |
| Power | Budget | [value] W | Want |
| Cost | Unit cost target | [value] | Want |
| Environment | Cleanliness | [class or none] | Must have |
| Noise | Acoustic limit | [value] dB | Want |
| EMC | Field emission limit | [value or none] | Want |

得：求表，各標為「Must have」（硬約，過/敗）或「Want」（軟準，依刻分）。至少 5 求已定。

敗：用述過模不能設量求→訪利者或行邊析：各參定最寬可接域。無定求進行致權衡任意或偏。

二：列候浮法

列待估之浮法及其運理與本限：

1. 被動抗磁浮：用浮物（或抗磁穩定者）於永磁場之抗磁感。無需功。僅小載（毫克至克）及強抗磁材（熱解石墨、鉍）。室溫運
2. 主動電磁反饋：含位感與實時控之電磁。處克至百噸（maglev 列）。續需功與控系。適鐵磁與導載
3. 超導浮：II 型超導以磁通釘被動無功浮並本穩。需冷凍（YBCO 於 77 K 用液氮，常規超導用液氦）。載限於超導大與臨流。極剛
4. 聲駐波：超聲換能生壓節困小物。載限亞波長物（空氣 40 kHz 中常 <5 mm）。續需驅功。任材皆可無視磁電性。生可聞諧波與聲流
5. 聲相陣：駐波浮之擴，多獨控換能。能 3D 操與重位。複與費高而活多
6. 氣（氣軸）：薄壓氣膜持物。用於精臺、氣桌、氣墊船。續需氣源。摩極低。精軸隙常 5-25 微米，氣墊船較大
7. 氣（Coanda/Bernoulli）：氣噴過曲面生低壓區以懸物。簡廉。精與剛低。用於示與工業搬
8. 電（Coulomb）：帶電極懸帶電或介物。力極低（微至毫牛）但真空中可用。用於空（引力波探、慣感）與 MEMS
9. 電（離子阱）：振電場（Paul 阱）或靜+磁（Penning 阱）困帶電粒。用於單離子至納粒。主為原子物理與質譜之實驗法

## Candidate Mechanisms
| # | Mechanism | Payload Range | Power | Temperature | Any Material? |
|---|-----------|--------------|-------|-------------|--------------|
| 1 | Passive diamagnetic | mg - g | None | Room temp | No (diamagnetic only) |
| 2 | Active EM feedback | g - 100+ t | Continuous | Room temp | No (ferro/conductive) |
| 3 | Superconducting | g - kg | Cryocooler | < 77 K | No (above SC) |
| 4 | Acoustic standing wave | ug - g | Continuous | Room temp | Yes |
| 5 | Acoustic phased array | ug - g | Continuous | Room temp | Yes |
| 6 | Air bearing | g - t | Air supply | Room temp | Yes |
| 7 | Coanda/Bernoulli | g - kg | Air supply | Room temp | Yes |
| 8 | Electrostatic Coulomb | ug - mg | Minimal | Any (vacuum ok) | No (charged/dielectric) |
| 9 | Ion trap | atoms - ug | RF power | Any (vacuum) | No (ions only) |

得：列諸物理可行浮法及其本性。含至少 4 法，跨至少 2 物理原理。

敗：某法本限不確→查文或用關析技（analyze-magnetic-levitation、design-acoustic-levitation）於篩前立之。勿依猜而篩。

三：篩硬約

去不合「Must have」之法：

1. 各硬約為過/敗濾：諸法察每「Must have」求。單敗即去
2. 常篩準：
   • 質域：載逾本質限→去（如聲浮不能處公斤載）
   • 材容：載非磁而法需磁→去（如鐵磁物不能被動抗磁浮）
   • 溫：環不可冷凍→去超導浮
   • 真空/氣：真空境→去氣法。EMC 禁磁場→去磁法
   • 接：氣軸需近平面（準接）。須真非接→去之
3. 去時注因：錄去因以便求變時重估

## Screening Results
| # | Mechanism | Pass/Fail | Eliminating Constraint | Reason |
|---|-----------|-----------|----------------------|--------|
| 1 | Passive diamagnetic | [P/F] | [constraint or N/A] | [reason] |
| 2 | Active EM feedback | [P/F] | [constraint or N/A] | [reason] |
| ... | ... | ... | ... | ... |

得：減候列，各過諸硬約。至少一存；宜 2-4 留待評分。

敗：無法過諸硬約→求相悖。鬆最不要「Must have」（改為「Want」）並重篩。須鬆多求→或須混法（如磁主氣穩）。

四：計分於軟準

以權矩排存法：

1. 定準與權：各「Want」改為準。依相重賦權（如 1-5 或和為 100%）。常準：
   • 費（原與單）
   • 繁：件數、控電、對準要
   • 精：位準、剛、震隔
   • 功耗：運瓦、待瓦
   • 擴：能處載域或大量產
   • 可控：動調隙、位、剛之易
   • 熟：技備度、商件可用
   • 噪：聲、電、震
2. 各法計分：各法於各準以一致刻（如 1=劣、3=足、4=善、5=優）。基量數於 1-3 步而勿主觀
3. 算權分：各法各準分乘權後和。最高者為首候
4. 敏析：前 2-3 權變 ±20%，察排變否。若排感於權擇→記並示替於決者

## Scoring Matrix
| Criterion | Weight | Mech A | Mech B | Mech C |
|-----------|--------|--------|--------|--------|
| Cost | [w1] | [s1A] | [s1B] | [s1C] |
| Complexity | [w2] | [s2A] | [s2B] | [s2C] |
| Precision | [w3] | [s3A] | [s3B] | [s3C] |
| Power | [w4] | [s4A] | [s4B] | [s4C] |
| Scalability | [w5] | [s5A] | [s5B] | [s5C] |
| Controllability | [w6] | [s6A] | [s6B] | [s6C] |
| Maturity | [w7] | [s7A] | [s7B] | [s7C] |
| **Weighted Total** | | **[T_A]** | **[T_B]** | **[T_C]** |
| **Rank** | | [rank] | [rank] | [rank] |

得：全分矩，諸準有權，諸法有分。排明，首候識。敏析證排韌（或記何脆）。

敗：兩法分差 <10%→紙上難定。建兩法皆原而依實選，或識破結之鑒試。

五：錄建與權衡

出末權衡報：

1. 建：述建法，一段理引分與關鑒準
2. 次：識次名並釋何況下為首選（此為退策）
3. 已去法：簡列被去法與去約以全
4. 險與緩：建法之前 3 技險與建緩
5. 下步：定須何細設（引適析技：磁用 analyze-magnetic-levitation、聲用 design-acoustic-levitation 等）

## Trade Study Summary

### Recommendation
**[Mechanism name]** is recommended for [application] because [2-3 sentence justification
referencing the key scoring advantages].

### Runner-Up
**[Mechanism name]** would be preferred if [condition changes, e.g., "cryogenics become
available" or "payload mass decreases below X grams"].

### Eliminated Mechanisms
- [Mechanism]: eliminated by [constraint]
- [Mechanism]: eliminated by [constraint]

### Risks
| Risk | Impact | Likelihood | Mitigation |
|------|--------|-----------|------------|
| [Risk 1] | [H/M/L] | [H/M/L] | [action] |
| [Risk 2] | [H/M/L] | [H/M/L] | [action] |
| [Risk 3] | [H/M/L] | [H/M/L] | [action] |

### Next Steps
1. [Detailed analysis using specific skill]
2. [Prototype or simulation task]
3. [Experimental validation milestone]

得：自足之權衡文，他工可閱、質、行。建可追至求與分，非未述偏好。

敗：建不能僅依分證（如首法有準未捕之致命）→回一步加缺求。勿於不錄因時覆分。

驗

• 用求以量值與級分定
• 至少 4 法跨 2+ 物理原理已列
• 硬約篩一致施並錄去
• 至少 2 法存供有意較
• 準有明權且諸分有理
• 前 2-3 權因行敏析
• 建含可追至分矩之理
• 次與退策條件已錄
• 險與緩於建法已識
• 權衡足全使獨閱者可驗

忌

• 權衡前定錨於偏法：自結起反推求或權以支之。治：定求與權於估任法前。若已知欲擇之法→權衡為驗非選——誠告之
• 漏生域：磁背景工忽聲法反之亦然。初列必含四大族各至少一（磁、聲、氣、電），縱多將被篩去
• 硬軟約混：以偏為硬約致可行法早去。唯真不可談之求（安、物理限、規）為硬約。餘皆計分
• 默平權：諸準同權為決——意諸準同重。利者宜明定先級。若拒→用配對較（AHP）取隱權
• 忽系交互：浮法不孤存。聲浮生噪或損鄰器。主磁浮發時變場或違 EMC。超導浮需冷凍基。於系境中估
• 無不確之單點分：於費計「4」意假精。可則分為域（如「3-5」）並傳不確至末排。兩法分域重→排非定

參

• analyze-magnetic-levitation — 磁為建或候時之細析
• design-acoustic-levitation — 擇聲時之細設
• analyze-magnetic-field — 算磁估所需之磁場廓
• argumentation — 適權衡之結構推與決證技