一、引子：有必要花费如此大的精力学习试验设计方法吗
前段时间，与牛人同事A聊起了试验设计方法，他在读博士的时候，导师在日本，让他独自搞课题。A当时选择的方法，是先研究如何设计方案，就一头扎进了“试验设计”领域，沉迷于这个神奇的王国，常常看书到深夜。A认为，他从试验设计中获益匪浅，且是持续受益，比如在解决实际问题的时候，经常是多种影响因素，且干扰噪音很大，如何排除干扰，找到关键因素，且搞清楚规律？这时不懂得试验设计方法，是难以下手的，即使勉强开展，也必定事倍功半，甚至一无所获！别人搞不定的，他则可以搞定。
因此，他建议我深入学习一下试验设计方法，并推荐了权威教材。接触之后才发现“试验设计”领域，真的是博大精深，要对这个领域“精通”，真的要投入相当大的精力和时间，而且要持续投入。由于自己在这上面的底子薄，相当多的东西看不懂，甚至反复多遍也难以看懂。接受A的建议后，每天学习15 min左右（专业方面的学习、课题以及其他工作的优先级更高，不可能投入更多的时间了），一年时间（打卡率50 %左右），连门也没入！按照这个进度，很有可能需要再持续3 ~ 5年才能有小成。因此，开始考虑是否值得投入如此之多的时间和精力，是否要继续下去。
二、什么是试验设计方法？
试验设计是自然科学研究方法论领域中一个比较成熟的分枝学科，可以进一步分为环境设计和处理设计。
环境设计，是选择“在哪”试验，即挑选“纯净”的试验环境或试验条件，避开无法控制或修正结果的干扰因素或噪音，使“响应”清晰呈现出来，降低误差。如固定温度和湿度、保证搅拌锅洁净、使用同袋原料等，这些干扰因素都是可以避免的。但如果没有避免掉，使之影响了结果，则会因无法修正结果，而使试验变得没有意义。环境设计的主要目的是，在试验实施的过程中追求试验误差的最小化和无偏估计，以提高试验的灵敏度和准确测验处理效应的显著性。这是试验的基础设计，包括随机设计、对比设计、随机区组设计、拉丁方设计等。
处理设计，则是选择“如何”试验，提高试验的“性价比”。处理设计是为解决试验中的某些问题而采用的特别设计。例如：为减少处理数目，采用部分重复设计、回归模型设计、正交主效应设计等；为缩小区组（同质试验单元的集合）规模，采用不完全区组设计、平衡不完全区组设计、混杂设计、格子设计、增广设计等；为探究产品成分的合适配比，采用单形格子设计、矩心设计等；为避免个体间（如人类）差异太大而影响试验结果比较，采用交叉设计、交换设计等。
“试验设计方法”是一种技巧，排除干扰，使响应清晰地呈现出来，以最少的投入，获得最大的成果。反之，误差太大，试验结果没有意义，投入的时间和精力，全都浪费；试验量虽然大，但试验的影响因子的作用却呈现不出来，时间和精力收得率太低，得不偿失。任何事情都是必然的，方案的设计，就是结果的天花板！谋定而后动！做任何事情，都要“讲究”方法，不要盲目地去干。因为我们的时间和精力，都是有限的，浪费一点就少一点！
“试验设计”其实是为了找出“重点”。那么多事情要做，选择做哪些呢？这就需要“找”到最重要的，且尽可能地消除或减小误差，尽可能充分地利用所拥有的数据（即资源）
应用“试验设计”方法，不是为了“高大上”，而是为了实现某一“目的”！为了实现“目标”，去选择用什么样的方法，如果现成的方法都达不到目的，那就改造一下，或者“创造”一个出来。试验设计的目标，首先是找出规律，其次是投入最低。“讲究”，是因有“目的”，为了达到“目的”，不得不那样做，看起来，就是“讲究”
这些设计方法，大多数都始于农业研究，因农业有刚需，不满足就走不动了，因此试验设计方法才不断推陈出新。但设计的原理在不同的专业领域（例如工业和农业、医学和地学）大多相通。
三、自己的课题需要试验设计方法吗
自己所从事行业的产品研发，特点是干扰因素太多，且难以排除，导致相当多的试验都没有意义，挖掘不出所必需的规律，设计产品时就没有依据！正是因为这个原因，这个行业普遍采用单因素试验，但同时，却放弃了深层次的研究，导致整个行业技术落后且停滞不前。但如果不能排除干扰，进行深层次的探索试验，是没有意义的（因无法修正结果）。
怎么办呢？怎么能排除干扰呢？如果没有可行的排除干扰的有效方法，而深层次研究又是刚需，那就只能先用现有的方法得到“不干净”的结果，反复进行验证、修正，使之越来越接近正确。但那样的工作量是巨大的，相当于大海捞针，需要海量的时间，且并不一定能成功。
而干扰难以排除的一个主要因素，是难以模拟现场使用条件和使用过程，对于原料或常规性能的改变对使用效果的影响，难以找到合适的、清晰的评价参数。怎么办？也只能是先假设，再去反复的验证、修正。
为了维护市场，产品出现的技术问题是必定要解决的；为了商业成功，创新产品也是必需的。但产品使用时多种因素共同作用，因此，解决技术问题和创新产品时，就需要搞清楚这些因素综合作用的规律。因为难以排除干扰，一直采取的都是“经验”，或试错，即使能勉强解决问题（指不彻底），但因没搞清楚规律，对于每一个问题，都要重复一次整个过程。如果搞清楚了规律，所有的问题都只需修正参数即可。“经验”法，对于每一次来说，所需时间和精力比彻底搞定要少，但放到长期来看，效率却远不及！因为每一次都要重复一次，消耗同样多的时间和精力，而彻底搞定之后，却是一次付出，终生受益！
多因素共同作用下出现的问题，想要搞清楚是极难的，因为试验的误差太大，可信度有限。虽然单因素试验的可信度相对有保障，但却不可能解决这个问题！如果能找到一种巧妙的试验方法，降低误差，保障可信度，问题就有可能得到解决！
四、总结
试验设计方法是一个广阔的专业领域，要掌握这个技能，需要付出极多的时间和精力，但自己必需解决的一些问题，使用简单的单因素试验不可能解决，只能依靠复杂的试验设计方法，那就必需学。但人的时间和精力有限，学习要有针对性，不能无取舍地盲目地学。
