信息物理融合系统是将信息技术和物理设备、环境等深度有机融合的一种智能系统,实时交互是信息物理融合的重要特征之一。良好的实时性能显著提高系统的网络空间性能,网络延时较大则可能会对系统造成毁灭性的影响,如对实时环境处理不及时等造成系统的崩溃。工业4.0的提出,全球各界高度重视以信息物理融合系统为核心技术的各方面研究工作,信息物理融合系统实时通信研究一直是该领域的研究热点。本文针对现有的传统路由算法无法快速适用物理设施剧增的网络通信要求,提出了一种信息物理融合系统的实时通信方法。该方法将信息物理融合系统物理网络节点抽象为复杂网络图,通过对复杂网络的分析搭建一个可忽略物理层复杂拓扑结构之上的覆盖网络,该网络通过虚拟的逻辑链接代替了传统的IP路由地址链接,然后利用智能优化算法搜索最优覆盖节点集,使得由该最优节点集所建立的信息物理融合系统覆盖网络通信整体延时最小,最终实现信息物理融合系统的实时通信。本文的主要研究内容如下:（1）基于复杂网络提出了最短路由路径的覆盖网络构造模型,搭建覆盖网络最主要的是覆盖节点集的选择,通过对信息物理融合系统的覆盖网络覆盖节点集目标函数的进行NP-hard分析,证明了覆盖节点集的选择是NP完全问题。（2）覆盖节点集的选择策略可用优化算法实现,提出了一种改进的元启发式智能优化算法。结合信息物理融合系统覆盖网络构造模型的特点,改进了变邻域搜索算法的邻域结构和抖动方式,提出了一种递减式的变邻域下降方法和随机初始化另一组解来跳出当前的搜索路径的抖动方式,所提方法通过变换不同邻域搜索全局最优值的同时简化了算法结构,降低算法的运算时间。（3）在MATLAB上对上述模型和算法进行仿真,实验结果表明本文所提的覆盖网络模型和改进的变邻域搜索算法对覆盖节点集的最优选择策略具有一定有效性,并给出了实验结果的95%置信区间说明该方法具有良好的鲁棒性,验证了所提的通信方法能有效降低网络延时的可行性。（4）考虑到复杂网络复杂拓扑的特性,对节点数量较大的数据集实行了k-means聚类,将大型网络划分为若干子网,利用本文所提的方法对各子网构建子覆盖网络,通过子覆盖网络相互连接形成整体覆盖网,进一步优化信息物理融合系统网络的实时通信方法。仿真实验结果表明,选择合适的聚类数和覆盖节点数能进一步降低网络延时。