物料平衡计算是氧化铝工艺设计的核心内容,随着现代科技的飞速发展,完成了对其的软件实现。而计算效率是氧化铝物料平衡计算软件的重要指标之一,高效率的计算不仅是软件品质的关键因素,而且是有效地进行软件开发与维护的保障。首先,本文对物料平衡计算软件的设计与实现做了简单的介绍。软件以MATLAB开发计算模型,VC作为应用程序平台的混合编程方式,分别实现拜耳法和烧结法计算的模拟。其次,在物料平衡计算软件的基础上进行计算测试,对比分析MATLAB代码和VC集成后的计算结果,寻求效率低下的原因。从软件实现和算法两个角度出发,提出了改进计算效率的方案并对其加以论证,指出对算法的改进是提高计算效率的主要方法。然后,将物料平衡计算模型抽象成非线性规划问题,对传统的非线性优化算法和新兴的群体智能优化算法做对比分析并根据模型的特点选择后者进行应用。引入了遗传算法和鱼群算法两种新算法,并对原有的粒子群算法作进一步改进,增加收敛因子提高收敛速度。最后,将上述三种改进方案通过程序实现,选择合适的参数,逐个对物料平衡计算模型测试并得出结果。实验结果表明,鱼群算法和增加收敛因子的改进粒子群算法均能提高软件的计算效率,后者更是提高了近70%。因此,将增加收敛因子的粒子群算法作为最终的改进方案是本文的一大发现。