试验设计方法对产生或形成最佳改进方案起着关键的作用。许多项目在形成改进方案时面临的一个重要问题是：在相当多的可能影响改进产品主要质量特性的变量中，确定哪些变量(如温度、湿度、硬度、成分等)确实显著地影响着主要质量特性，怎样去改变这些变量或如何设置这些变量的取值将会使主要质量特性达到最佳值。这时，我们可以使用的最主要的手段和工具就是计划安排一批试验，并严格按计划在设定的条件下进行这些试验，获得新数据，然后对之进行分析，获得我们所需要的信息，从而找到改进的途径。这一整套步骤就组成了试验设计。