科学试验是人们认识自然、了解自然的重要手段,许多重要的科学规律都是通过 科学试验发现和证实的。人们希望通过试验达到提高产量、改善质量、缩短时间 和降低消耗的目的。

       在进行多因子试验(多于4个因子)时,现代试验设计方法是必不可少的。 例如,某试验包含反应的温度、时间、压力、速度及材料这五个因子, 每个因子都选取5个水平,则总的水平组合是55=3125, 这在试验时间和费用上都是一个极大的消耗。 如何用较少的试验次数就能探索出响应(输出)和 因子(输入)之间的关系呢? 解决这个问题的方法是部分因析设计。例如用部分因析设计中的正交设计,上述例子中的试验次数就可以减少为25。

        均匀设计是另一个应用广泛的部分因析设计。 它由方开泰教授和数学家王元在1978年共同提出, 是数论方法和统计方法有机结合的产物。 “均匀试验设计的理论、方法及其应用”项目获得了2008年度国家自然科学二等奖。 科学时报给予极高的评价:“ 方开泰、王元完成的‘均匀试验设计的理论、方法及其应用’, 首次创立了均匀设计理论与方法,揭示了均匀设计与古典因子设计、 近代最优设计、超饱和设计、组合设计深刻的内在联系, 证明了均匀设计比上述传统试验设计具有更好的稳健性。 该项工作涉及数论、函数论、试验设计、随机优化、计算复杂性等领域, 是一个稳健的全空间设计,开创了一个新的研究方向,形成了中国人创立的学派, 并获得国际认可,已在国内外诸如航天、化工、制药、材料、汽车等领域得到广泛应用。”