能源管理一直是醫院不得不面對的重大課題。長庚醫療體系近年自行開發一套AI用電預測模型,以林口院區的歷史用電資料訓練AI,能提前15、30、45分鐘和1小時預測用電需求,而且「預測準確率達到98%!」長庚醫療集團行政中心總執行長潘延健說道。這套模型更協助長庚提前掌握尖峰負載變化,進而優化契約容量管理和能源調度。
長庚的AI能源管理並非一蹴可幾,而是靠長年累積的能源管理經驗、中央監控系統建置和大量歷史資料,一步步建置而成。
傳統節能做到極致後,長庚開始用AI管理尖峰用電
早在1996年,長庚就成立跨院區節能組織、建立能源查核和改善機制,將節能納入日常營運管理。後來,長庚陸續推動不少節能措施,比如照明汰換、空調變頻控制、冰水主機優化、冷卻水塔改善,以及能源監測系統建置等,來改善能源管理。
其中,空調一直是醫院最耗電的系統。潘延健指出,空調約占整體用電4成以上。病房、手術室和檢查室都需要維持特定的溫度、濕度和空氣品質,因此空調幾乎全年無休運轉,也一直是長庚節能工作的重點。
也因此,他們早年就將傳統交流馬達改為高效率直流馬達,部分自行研發空調改善案的節電率超過五成;冰水主機汰換和系統優化後,每年節省超過1,100萬度電。近年,他們也改用微波感測照明、液氧冷能回收和鍋爐廢熱再利用等方式,持續降低能耗。
但長庚發現,當設備效率與節能措施持續優化後,能再挖掘的節電空間已經越來越有限了。於是,他們開始思考:醫院能不能更早知道,未來會用多少電?
這是因為,醫院除了支付實際用電費用,還必須事先向台電申報「契約容量」,也就是預先約定的最大用電量。一旦實際用電超過這個數值,就可能產生額外費用;但申報過高,又會增加固定電費支出。
長庚過去在規畫契約容量時,工務團隊會根據過去兩、三年的用電紀錄,再搭配醫療服務量變化、新設備導入等因素來推估未來需求。潘延健坦言,這種做法很仰賴經驗,一旦遇到天氣異常、醫療量增加,或大型設備上線等情況,就很難精準掌握未來負載。
再加上,近幾年供電環境不確定性增加,長庚開始考慮用AI提前預測未來的用電需求,讓能源管理從過去的事後反應,變成事前預判。
沒有20年的資料累積,就沒有AI用電預測
不過,AI用電預測真正的關鍵不在模型,而在資料。
「AI需要足夠的資料讓它訓練,我們很早就建置中央監控系統、蒐集設備數據,所以資料完整度相對高。」潘延健表示,早在20多年前,長庚就開始建置分散式控制系統(DCS)和中央監控系統,要把原本分散在院區各處的供電、空調、冰水主機、泵浦和公用設備,都納入同一套監測架構。
他也坦言,這項工程並不容易。因為,醫院裡的機電設備往往來自不同廠商,而且使用年限長,有些甚至在大樓興建時就已部署。不同設備還使用不同的通訊協定與控制系統,要把資料整合到同一套平臺,本身就是個長期工程。
「你不可能為了做中央監控,就把周邊設備全部換掉。」他說。
因此,長庚採取逐步整合的方式,配合設備汰換與系統更新時機,慢慢將各類設備納入中央監控架構。歷經多年累積,才建立起如今的能源資料基礎。
目前,長庚醫院中央監控系統蒐集的資料,除了有歷史用電量和需量,還涵蓋大量設備負載率、空調運轉狀態,以及外部環境資訊,例如氣溫、水溫等。
此外,長庚也嘗試把醫療服務量納入分析。例如門診量增加、檢查量提升,都可能直接影響院區用電需求。每當導入MRI、CT等大型醫療設備時,院方也會要求廠商提供滿載與待機狀態下的耗電規格,以利後續供電規畫和模型訓練。
「我們希望AI可以抓行為模式。」潘延健解釋,AI學習的不只是用電數字,而是整個醫院的運轉模式,例如不同時段的醫療服務量、設備使用情況,以及外部環境變化對用電需求的影響。
從經驗法則到AI預測,成功達98%準確率
於是,長庚開始用林口院區的歷史資料建立AI模型,訓練資料包括歷年用電量、最大用電需求(需量)、設備負載率、空調運轉狀態,以及氣溫、水溫等外部環境資訊。
為因應不同決策需求,長庚也建立15分鐘、30分鐘、45分鐘及60分鐘等不同時間尺度的預測模型。
其中,15分鐘模型最重要。這是因為,台電契約容量計費,是以15分鐘平均需量作為計算基礎。一旦實際需量超過契約容量,就可能產生額外費用,因此15分鐘模型專門用來預警即將發生的尖峰負載。
至於30分鐘至60分鐘模型,則提供工務團隊更多反應時間。例如當系統預測1小時後可能接近契約容量上限時,團隊可以提前評估,是否調整冰水主機運轉策略、降低部分空調負載,或延後非關鍵設備的啟動時程。
根據長庚醫院2025年揭露的測試結果,15分鐘預測模型平均誤差約1.7%至2.3%,30分鐘模型約2.2%至3%,45分鐘模型約2.3%至2.8%,60分鐘模型則約2.5%至3%。
潘延健透露,經過後續持續優化,現在模型整體預測準確率已達98%。
不過,預測本身並不是長庚的最終目的。他們用AI預測結果,來管理契約容量、尖峰用電預警和降載規畫,舉例來說,當系統預測未來30分鐘內可能接近契約容量上限時,工務團隊就能提前評估,是否調整空調系統、冰水主機或其他非關鍵設備的運轉策略,避免超約。
AI只是輔助決策工具,下一步瞄準醫療碳足跡管理
盡管AI用電預測準確率已達98%,長庚現階段還是沒讓AI直接控制設備運轉。
潘延健打趣形容:「你敢叫龍蝦幫你買東西嗎?」
在他看來,AI目前仍只適合分析資料、預測風險和提供建議,還沒辦法完全取代人類決策。尤其在醫院場域中,任何能源調度都必須以醫療服務穩定性為優先,因此長庚的設備控制和降載策略,依然得由工務與管理團隊拍板。
這套AI用電預測專案最大的收穫,或許不只是優化能源管理能力,而是長庚驗證了資料驅動決策的價值。
從整合設備資料、環境資訊到醫療服務量數據,長庚建立起一套跨系統的資料分析能力,也讓這些資料有機會應用到更多場景。
例如,長庚正與衛福部合作推動醫療碳足跡資訊化專案,希望建立醫療服務碳排放的標準化計算模式。他們首波規畫涵蓋門診、住院、手術、急診、X光、CT、MRI、超音波及檢驗檢查等項目,目標是將過去仰賴人工盤查的流程,逐步資訊化與自動化。
不論是AI用電預測還是醫療碳足跡管理,背後其實是同一套思路:把過去20多年累積的設備和營運資料,轉化為支撐決策的數位能力,讓醫院從經驗管理走向資料驅動管理。對長庚而言,AI不是起點,而是資料累積與數位治理走到一定階段後,自然長出的成果。
Comments (0)