The increasing significance of digital twin technology across engineering and industrial domains, such as aerospace, infrastructure, and automotive, is undeniable. However, the lack of detailed application-specific information poses challenges to its seamless implementation in practical systems. Data-driven models play a crucial role in digital twins, enabling real-time updates and predictions by leveraging data and computational models. Nonetheless, the fidelity of available data and the scarcity of accurate sensor data often hinder the efficient learning of surrogate models, which serve as the connection between physical systems and digital twin models. To address this challenge, we propose a novel framework that begins by developing a robust multi-fidelity surrogate model, subsequently applied for tracking digital twin systems. Our framework integrates polynomial correlated function expansion (PCFE) with the Gaussian process (GP) to create an effective surrogate model called H-PCFE. Going a step further, we introduce deep-HPCFE, a cascading arrangement of models with different fidelities, utilizing nonlinear auto-regression schemes. These auto-regressive schemes effectively address the issue of erroneous predictions from low-fidelity models by incorporating space-dependent cross-correlations among the models. To validate the efficacy of the multi-fidelity framework, we first assess its performance in uncertainty quantification using benchmark numerical examples. Subsequently, we demonstrate its applicability in the context of digital twin systems.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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