国内不同领域的学者对 “design of experiments”的翻译略有差别，统计学科一般译为“试验设计”，而其他学科（如医学、仿真等学科）则有译为“实验设计”的。在《现代汉语词典》中，实验是用来检验某种科学理论或假设而进行的操作或从事的某种活动，试验是为了解某事的结果或某物的性能而进行的尝试性活动。文献［1］认为 “Each experimental run is a test.An experiment is a test or series of runs.” 当然，这两个汉语词汇与英语词汇 “experiment” 和 “test” 之间并没有严格的对应关系。下面列举三段新闻材料，读者可从中体会它们在语言使用习惯上的区别。自从中国空间站计划开始实施以来，“我们去空间站干什么”就一直是大众关心的问题。其实，“做实验”就是一项重要的任务——空间站将支撑大量科学研究和实验。之前，来自17个国家的9个项目成为中国空间站科学实验首批国际合作项目。现在，中国空间站面向国内公开征集空间科学实验和技术试验项目活动已开始正式申报。——http://www.chinanews.com/gn/2019/07-06/8885777.shtml上汽大众、通用泛亚等车企相继在吐鲁番投资建设试验项目。上汽大众投资8.5亿元在建的新疆(吐鲁番)试验中心项目，拥有高速环道、操纵稳定性道路、异响试验道路、热带地区耐久试验道路、石击试验道路、大气曝晒试验场等先进设施。项目建成后，将成为继南非、阿曼、美国专业场地之后，大众汽车集团在全球范围内又一符合夏季试车标准的专业场地。——http://www.xinhuanet.com/local/2019-07/05/c_1124715776.htm2021年2月4日，中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验，试验达到了预期目的。这一试验是防御性的，不针对任何国家。——http://www.mod.gov.cn/topnews/2021-02/04/content_4878555.htm从以上材料中归纳出“试验”与“实验”的主要区别如下： 对象不同，“实验”的对象通常是抽象的理论或假设，而“试验”的对象则是产品等客观存在的物品； “实验”科学味道浓，如科学实验、实验室等词汇；“试验”技术味道更浓，带有检验、验证的意思，如耐压试验、环境适应性试验、技术试验等词汇。在编写本书的过程中，作者感到严格区分“试验”和“实验”十分困难。考虑到不论是实验还是试验，都需要科学的设计和分析方法，纠结于这两个词汇的区别对于学习和研究方法而言意义并不大。因此，本书除了语义明显的情形（如明显为科学实验的）外，一律使用“试验”一词。试验设计与分析是统计学的一个分支，主要研究如何设计试验方案，以及如何对试验获得的数据进行统计分析。它是一门应用学科，起源于著名统计学家A.R.Fisher 20世纪初在英国洛桑农业试验站的工作，随后逐步应用于工业、医学、经济、军事等各种学科中，并在解决具体问题的过程中产生了各种不同的设计方法，如部分因子设计、响应曲面法、稳健参数设计、混料设计、空间填充设计等。在学习不同的试验设计方法时，应结合其产生的背景，理解其背后的思想。作者从2018年起承担国防科技大学仿真工程、大数据工程、管理科学与工程四个本科专业以及试验评估技术首次任职专业实验设计与分析课程的建设。前期调研中发现国内虽然已有不少试验设计的教材，但都不能完全覆盖我们的课程大纲。为更好地适应国防科技大学的课程大纲，便开始了课程讲义的编写，历时两年、在三个班次的教学中试用后，形成本书。本书共分6章，内容基本上按照试验设计发展历史来安排。第1章为概述，首先从因果关系、科学研究以及试验设计的历史三个角度阐述试验和试验设计的重要意义，然后介绍美军的科学试验与分析技术，以便读者能够从宏观上把握科学试验方法，最后结合案例介绍Fisher的试验设计三原则，以便读者对试验设计的基本思想形成感性认识。第2章为方差分析法，主要有三个目的：一是回顾数理统计中关于参数估计、假设检验、多元正态分布、χ2分布、t分布以及F分布等基本概念，二是介绍“对照”“效应”等在试验设计发展史上有着重要地位的概念，三是介绍方差分析的基本思想和理论。本章内容比较多，且要求熟悉矩阵运算和表示，对于高年级本科生来说可能有一定的困难，但它是本书中所有数据分析方法的基础，也是本书设置的第一个难点阶梯。第3章为因子试验设计，主要介绍在农业试验时代发展起来的因子设计，主要包括2k因子试验及其部分实施、3k因子试验及其部分实施以及正交表的使用。这一章的难点在于理解部分实施中效应混杂与别名、定义关系与定义关系子群、字长型和分辨度等概念，这些概念背后有着深刻的统计思想。第4章为数据的回归分析，主要介绍线性模型的参数估计和假设检验理论。虽然高年级的本科生在前序课程中或多或少地接触过回归分析，但从随机向量的角度来理解回归分析背后的理论还是有一定的难度，这是本书的第二个难点阶梯。读者在阅读本章时要体会它在本书中的承上启下作用，既能够利用这些理论来解释前两章的知识，又能够基于这些理论来理解回归设计的思想。第5章为回归试验设计，主要介绍工业试验时代的最优回归设计、响应曲面法和稳健参数设计三大代表性试验设计方法，5.1节正交回归设计可以当作回归分析方法的一个简单应用。最优回归设计在理论上比较完美，但其求解一般需要借助计算机。响应曲面法和稳健参数设计在方法上并无多大难处，关键是理解其设计思想。第6章为计算机试验设计，主要包括计算机试验与物理试验的差异、Kriging模型以及空间填充设计。Kriging模型的参数估计与预测涉及高斯随机过程的概念，初学起来可能会觉得比较难，这是本书的第三个难点阶梯，一旦熟悉这一概念就能够理解Kriging模型的优美之处了。本章的内容是试验设计领域较新的知识，期望通过本章的知识以及文末的参考文献，读者可以一窥试验设计领域的前沿。总的来看，本书基本覆盖了试验设计的主要方法。在编写本书的过程中，作者深深地感受到试验设计这门学科的博大精深，一本书、一门课以及一个人远无法刻画其全貌。由于作者水平的不足，本书还有很多的缺陷，例如在案例上就还有较大差距。欢迎读者来信交流和批评指正！另外，作者编有本书的习题答案，欢迎感兴趣的读者来信交流（yitaihe@nudt.edu.cn）。本书编写过程中，参考了一些国内经典教材［2，3］和国外相关著作［1，4，5］，在此特向这些文献的作者们致以特别的敬意。感谢自然科学基金项目“武器装备试验鉴定的半参数贝叶斯方法(61803376)”和国防科技大学“双重”建设项目“装备建模与仿真系列课程建设与教学改革”的支持；感谢王正明教授、潘正强副教授、陈璇讲师、刘天宇讲师、陈凯讲师和范俊讲师的宝贵意见；特别感谢2018级仿真工程和管理科学与工程两个本科专业学员对本书提出的建设性建议，李炳毅、李正、郭润康、谭立君、包亦正、陈德俊、张海栋等同学为书稿的校正发挥了重要作用；同时感谢国防科技大学系统工程学院提供了良好的工作环境和氛围。易泰河
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