信息物理系统在研发和建设过程中会面临许多挑战。以电力信息物理系统为例，它是一个崭新的研究领域，在理论和技术研究、建设方面都有大量挑战，主要包括以下几个方面：

统一建模理论

现有的信息系统和电力系统是基于xx不同的理论基础建立起来的。具体地讲，信息系统一般是信息／事件驱动的，其理论基础是离散数学。与之相反，电力系统的理论基础以连续数学为主。理论基础和建模方法上的不同是电力系统和信息系统两个领域互相割裂的根本原因。因此，发展信息系统和电力系统的统一建模理论是电力信息物理系统研究要解决的最关键也是最急迫的任务。

系统仿真

针对新的系统模型，必须研究与之相适应、有效的仿真算法。考虑到电力信息物理系统的规模和仿真计算量，分布式仿真算法将是研究的重要挑战。

系统安全性

电力信息物理系统是国家的关键性基础设施，如何保障其安全性是需要重点研究的问题。需要特别注意的是，这个问题不仅仅需要关注物理系统的安全性(如传统的小扰动稳定、暂态稳定、电压稳定等问题)，也需要关注信息系统的安全性问题。在研究安全性问题时，既要考虑随机系统故障，也要考虑人为攻击和破坏。人为攻击又包括物理攻击(直接破坏物理设备如电力系统设备)和虚拟攻击(利用黑客技术破坏信息设备和通信网络)。此外，必须注意到信息系统安全和物理系统安全不是两个孤立问题，对信息系统的攻击也可能导致物理系统的大规模故障(信息系统的失灵将导致丧失对物理系统的控制能力，进而导致物理系统的失灵)。

可靠性分析

与安全性类似，电力信息物理系统环境下的可靠性分析也必须同时考虑信息系统和物理系统，尤其是要重点关注两者之间的相互影响。信息系统可靠性和电力系统可靠性都已是相对成熟的研究领域，有待研究的主要问题在于两者的融合。

新的设计、规划与调度方法

针对电力信息物理系统的特点研究新的设计、规划与调度方法。具体地讲，在设计方面主要关注怎样更好地将通信、控制和传感设备嵌入到物理设备中构造新一代系统组件；此外，还需要研究相应的操作系统、编程语言、中间件等。在实践方面，未来的电力系统规划必须和信息系统规划统一进行，在规划过程中除了要考虑发电机组和输配电网络外，还要考虑计算设备、通信网络、传感设备的功能和布局等问题。在调度方面，电力信息物理系统的调度问题与传统调度问题的不同之处主要在于需要考虑分布式电源和各种智能负荷的控制问题。分布式电源、智能家电、电动汽车等设备的引入会给电力系统运行带来很大的不确定性，未来系统调度应更多地考虑采取随机优化方法以提高系统运行效率和降低运行成本。

2010年的“震网”蠕虫病毒。它入侵了伊朗布什尔核电站，直接进入了西门子的SCADA系统，意在夺取核电设备的控制权。伊朗大约3万个网络终端感染病毒，最终导致大约20%的离心机报废。深入分析可以看出，一是信息物理系统决策层的监测与控制存在缺陷和漏洞，从而引发故障。二是决策层的故障自诊断能力也较弱，发生故障未能及时得到修复。三是物理层未能得到决策层及时有效地诊断、控制、修复、止损等指令。

根据前文对信息物理系统的分析和案例，可见其复杂性和面临的安全威胁不断增强，子系统间相互依赖、相互影响，其质量保障任务毫无疑问引起有关厂商和用户的关注。

在此需求下，中国软件评测中心依据25年所形成的软件和电子系统测评基础，建立了信息物理系统可靠性测评实验室，主要目的在于针对信息物理系统“全面感知、可靠传输、实时处理、智能控制”的重要特征，开展信息物理系统可靠性、安全性检测方法和检测技术的研究与实践，并为基于信息物理系统的国家基础设施安全可靠运行提供的第三方测评服务。

信息物理系统的

主要测评重点

1、传感器网络节点资源有限、所处环境复杂多变，需要加强性能和可靠性测评

2、异构网络环境与可靠网络传输的需求之间存在矛盾，需要加强对网络互联互通、性能、脆弱性和抗毁性的测评

3、为了实时监控物理和空间实体，需要对信息物理系统控制系统的稳定性和实时性进行测评

4、信息物理系统复杂性显著提升带来的故障涌现问题，需要提升故障诊断和定位能力

5、信息物理系统颠覆了传统网络控制系统的安全边界，延伸到物理世界，需要重新审视信息物理系统的安全性以及形成的新型威胁模式