評浮制

於某用擇最宜浮制：立求、以硬限篩選、以軟準評留者、記決於可復之權衡表。

用時

• 為新品或新試擇浮制
• 較磁、聲、氣、靜電之選於無觸操系
• 技審或擬議中證設計之擇
• 需易時（新載、環、費）再評現系
• 於詳設前作可行研

入

• 必要：用述（浮何、何以須無觸懸）
• 必要：載之性（質域、材、形、溫敏）
• 必要：運環（溫域、氣、潔、振）
• 可選：功率預（可用瓦）
• 可選：費目標（樣與產）
• 可選：精求（位精、剛、隔振）
• 可選：壽與維之限

法

第一步：立用求

評制前先立全求：

1. 載規：質（最小至最大）、尺、材、磁性（鐵磁乎？導乎？逆磁乎？）、溫限（耐冷溫乎？耐熱乎？）、面敏（觸致污或損乎？）
2. 性能求：浮距（mm 至 m）、載能、位精、剛（N/m）、阻、動域（靜持對控動）
3. 環限：運環之溫域、氣成（空氣、真空、惰氣、液）、潔級（半導體廠、生物、工業）、聲限、電磁兼容（EMC）求
4. 運限：可用功、形包絡（浮系自身之大與重）、維隔、壽、操者技級
5. 經限：樣費、產單位費、開程

## 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： 求之表，各求類為「必」（硬限，過/不過）或「欲」（軟準，按尺評）。至少五求。

敗則： 若用述過模糊而不能立量求，訪相關者或作邊界析：各參立最鬆可接域。無求即作權衡，致任意或偏。

第二步：列制候選

列欲評諸浮制及其原理與本限：

1. 被動逆磁：用物（或逆磁穩者）於永磁場之逆磁率。無需功。唯小載（毫克至克）及強逆磁材（熱解石墨、鉍）。室溫運

2. 主動電磁反饋：電磁附位感與實時控。載克至百噸（磁浮車）。需續功與控系。鐵磁或導載

3. 超導浮：II 型超導以磁通釘提被動無功浮，本穩。需冷凍（YBCO 用液氮 77K，常超導用液氦）。載限於超導大與臨界流。極剛

4. 聲駐波：超聲換能器生壓節捕小物。載限於亞波長（空氣 40 kHz 時通常 < 5 mm）。需續驅功。諸材皆可，不論磁電。生可聽諧與聲流

5. 聲相陣：駐波之擴，多獨控換能器。能 3D 操與再置。繁費高而靈

6. 氣（空氣軸承）：壓氣薄膜托物。用於精台、氣墊球、氣墊船。需續氣供。極低摩。精軸承距 5-25 微米，氣墊船更大

7. 氣（Coanda/伯努利）：氣射過曲面生低壓懸物。簡廉。精剛低。用於示與某些工操

8. 靜電（庫侖）：帶電極懸帶電或介質物。力極低（微牛至毫牛）而可於真空。用於空間（引力波測、慣性感）與 MEMS

9. 靜電（離子阱）：振電場（Paul 阱）或靜與磁場（Penning 阱）限帶電粒。用於單離子至納粒。主為原子物理與質譜之實驗技

## 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： 諸物理合理之制之清單，附其本性摘。至少四制跨二物理原理。

敗則： 若制之本限不確，查獻或用相關析技（analyze-magnetic-levitation、design-acoustic-levitation）立之，再進篩。勿以猜篩。

第三步：以硬限篩

去諸失「必」求之制：

1. 各硬限以過/不過濾：於各制察各「必」求。一敗即去
2. 常篩準：
   • 質域：若載逾制之本質限，去之（如聲浮不能處千克）
   • 材兼容：若載非磁而制需磁材，去之（如不能以被動逆磁浮鐵磁物）
   • 溫：若環不能用冷凍，去超導浮
   • 真空/氣：若環為真空，去氣制。若 EMC 禁磁場，去磁制
   • 觸：空氣軸承需近平面（近觸）。若需真無觸，去之
3. 記去者附因：記各去制何以敗，以便求易時復察

## 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： 減後之候制，各過諸硬限。至少一存；理想留 2-4 供評。

敗則： 若無制過諸硬限，求互斥。鬆最不關之「必」為「欲」再篩。若多求須鬆，用或需混法（如磁主力與氣穩）。

第四步：以軟準評

以權重評表排留制：

1. 定評準與權：轉各「欲」求為評準。賦權反重（如 1-5 級或百分權和 100%）。常準含：
   • 費（樣與單位）：按經敏權
   • 繁：件數、控電、校敏
   • 精：位精、剛、隔振質
   • 功：運瓦、待機瓦
   • 可擴：處諸載域或量產之能
   • 可控：動調距、位、剛之易
   • 成熟：TRL、商件可得
   • 噪：聲、電磁、振之放
2. 各制評：於各準以齊尺評（如 1 = 劣、3 = 足、5 = 優）。基於一至三步之量數，非主觀
3. 算權分：各制各準分乘權和之。最高者為首候
4. 敏析：首 2-3 權 +/- 20% 變，察排是否易。若排敏於權，標之並呈替於決者

## 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： 全評表，諸準權諸制評。明排現，首候識。敏析確排穩（或記脆處）。

敗則： 若二制分差不足 10%，紙上難決。薦二者並樣，按實選，或識破平之辨試。

第五步：記薦與權衡報

生末權衡研報：

1. 薦：述薦制附一段理，引評結與關辨準
2. 次者：識次制並述何變下其為佳（為後備）
3. 去制：簡列去制與其失限以全
4. 險與減：於薦制識首三技險與擬減
5. 次步：指詳設工（引適析技：analyze-magnetic-levitation 於磁、design-acoustic-levitation 於聲等）

## 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： 自含權衡文，另工得審、疑、行之。薦可溯至求與評，非隱偏。

敗則： 若薦僅評難證（如首制有評不能捕之致命），返一步加缺求。勿不記因而越評。

驗

• 用求以量值與優先類定
• 至少四制跨 2+ 物理原理列
• 硬限篩一致施附去記
• 至少二制過篩供較
• 評準有明權，諸評有理
• 首 2-3 權因作敏析
• 薦附理可溯評表
• 次者與後備條件已記
• 薦制之險與減已識
• 權衡報足以獨審驗

陷

• 先錨於偏制：以結為始，反工求或權以援之。治：於評前立求與權。若已知欲何制，則為驗而非擇——誠實對此
• 略不熟域：磁背景之工忽聲；反之亦然。始列必含四大家（磁、聲、氣、靜電）各至少一制，雖多將篩去
• 混硬軟：視偏為硬限早去可行。唯真不可讓之求（安、物理限、法規）當為硬。餘當評
• 默齊權：賦諸準同權即決也——意諸準同重。相關者宜明優先。若拒，以成對較（AHP）引隱權
• 略系級互動：浮制不獨存。聲浮之噪或影鄰器。主動磁浮放時變場或違 EMC。超導浮需冷凍設施。於系脈絡評制
• 點評無不定：評費為「4」示偽精。若可，以域（「3-5」）評並傳不定於末排。若二制分域疊，排非定

參

• analyze-magnetic-levitation — 磁浮為薦或候制時之詳析
• design-acoustic-levitation — 擇聲浮時之詳設
• analyze-magnetic-field — 算磁浮評所需磁場形
• argumentation — 結構推理與決證，適權衡研