一、為什么需要實驗設(shè)計DOE

要為原料選擇最合理的配方時（原料及其含量）；

要對生產(chǎn)過程選擇最合理的工藝參數(shù)時；

要解決那些久經(jīng)未決的“頑固”品質(zhì)問題時；

要縮短新產(chǎn)品之開發(fā)周期時；

要提高現(xiàn)有產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量時；

要為新或現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備或檢測設(shè)備選擇最合理的參數(shù)時

二、實驗設(shè)計DOE的基本原理

試驗設(shè)計的三個基本原理是重復(fù)，隨機化，以及區(qū)組化。

所謂重復(fù)，意思是基本試驗的重復(fù)進行。重復(fù)有兩條重要的性質(zhì)。第一，允許試驗者得到試驗誤差的一個估計量。這個誤差的估計量成為確定數(shù)據(jù)的觀察差是否是統(tǒng)計上的試驗差的基本度量單位。第二，如果樣本均值用作為試驗中一個因素的效應(yīng)的估計量，則重復(fù)允許試驗者求得這一效應(yīng)的更為精確的估計量。如s2是數(shù)據(jù)的方差，而有n次重復(fù)，則樣本均值的方差是圖片。這一點的實際含義是，如果n=1，如果2個處理的y1 = 145，和y2 = 147，這時我們可能不能作出2個處理之間有沒有差異的推斷，也就是說，觀察差147-145=2可能是試驗誤差的結(jié)果。但如果n合理的大，試驗誤差足夠小，則當我們觀察得y1隨機化是試驗設(shè)計使用統(tǒng)計方法的基石。

所謂隨機化，是指試驗材料的分配和試驗的各個試驗進行的次序，都是隨機地確定的。統(tǒng)計方法要求觀察值（或誤差）是獨立分布的隨機變量。隨機化通常能使這一假定有效。把試驗進行適當?shù)碾S機化亦有助于“均勻”可能出現(xiàn)的外來因素的效應(yīng)。

區(qū)組化是用來提高試驗的精確度的一種方法。一個區(qū)組就是試驗材料的一個部分，相比于試驗材料全體它們本身的性質(zhì)應(yīng)該更為類似。區(qū)組化牽涉到在每個區(qū)組內(nèi)部對感興趣的試驗條件進行比較。