隨著社會、經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，統(tǒng)計學在現(xiàn)代化生產(chǎn)實踐和社會生活中的地位日益重要。一般而言，數(shù)理統(tǒng)計主要是對已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)進行分析或推斷，而試驗設計是用于決定數(shù)據(jù)收集的方法。它是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎，研究如何合理地、經(jīng)濟地、科學地安排試驗的一項技術。合理的試驗設計對科學試驗是非常重要的，它不僅能夠節(jié)省人力、物力、財力和時間，更重要的是它能夠減少試驗誤差，提高試驗的精確度，取得真實可靠的試驗資料，為統(tǒng)計分析得出正確的判斷和結論打下基礎。
　　試驗設計技術發(fā)展十分迅速，新的理論、方法以及各類用于試驗設計與分析的統(tǒng)計軟件不斷涌現(xiàn)，這就需要我們對原來的理論和方法進行補充與修正。由于試驗的設計階段和試驗數(shù)據(jù)的處理分析階段都需要進行大量復雜的計算，如果不使用統(tǒng)計軟件幾乎無法完成這些工作。
　　目前國內高校結合統(tǒng)計軟件來講解試驗設計的書籍非常多，使用的軟件例如MATLAB，Minitab，SPSS，Excel等。這些軟件在處理試驗數(shù)據(jù)方面功能強大，而在構造設計方面卻有各自的不足，功能比較全面的統(tǒng)計軟件SAS、或是試驗設計的專業(yè)軟件Designexpert都需要付費才能使用。相比之下，R語言是一款自由、免費、源代碼開放的軟件，而且近年來，統(tǒng)計學者貢獻了很多用于試驗設計與分析的R語言軟件包，使得處理試驗設計的問題越來越方便。
　　鑒于此，本書較為系統(tǒng)地介紹了試驗設計的一些基本原理、方法及其應用。為方便讀者理解和掌握相關知識，本書中所介紹的每一種試驗設計的理論與方法都結合R語言給出解決問題相應的步驟，并附上R程序供讀者學習掌握。本書在編排上以介紹試驗設計方法與理論為主，配合R軟件的實際操作分析及處理試驗數(shù)據(jù)為輔。一方面介紹R語言中與試驗設計相關的程序包的使用，另一方面，根據(jù)理論與方法，安排了許多自編函數(shù)用于分析實際問題。讀者在學習的過程中，可以一邊掌握已有的程序包的使用方法，一邊根據(jù)實際問題編寫解決問題的函數(shù)。
　　本書共分8章，涵蓋了試驗設計中的主要原理和方法。第1章介紹了試驗設計的基本概念與方法。第2章作為分析試驗數(shù)據(jù)的基礎，介紹了線性模型的理論，包括方差分析模型與回歸分析模型，并結合R語言進行分析。第3章介紹了區(qū)組設計及相關的設計，包括完全區(qū)組設計、平衡不完全區(qū)組設計、拉丁方設計、尤敦方設計，每一種設計都有相應的R語言軟件包配合使用。第4章介紹了析因設計的理論與基本方法，使用R語言構造析因試驗的混區(qū)設計等問題。第5章介紹了正交設計、Plackett-Burman設計。第6章是基于相應曲面設計的理論基礎，介紹了回歸設計的基本概念與常用方法、最優(yōu)設計理論，在R中都有相應的程序包可供調用。第7章介紹了混料設計的基本概念與常用的設計，常用的設計包括單純形——格子設計，單純形——中心設計，Cox設計等；常用的方法主要有：使用獨立變量變換的方法可以在混料試驗域內構造中心組合設計、旋轉設計、使用逆變換方法以及指數(shù)變換法構造混料均勻設計、最優(yōu)設計的隨機搜索方法等。第8章介紹了其他一些常見的試驗設計，包括穩(wěn)健設計的基本方法與理論，在R軟件中能直接生成正交表、pb表等，并且有構造直積正交設計的函數(shù)，這些函數(shù)都可以直接應用到正交設計中。然后介紹了關于均勻設計、混料均勻設計等方法。
　　本書省略了各類理論的推導和證明，但這些理論的證明與推導在一般教材中都能找到。有興趣深入了解的讀者可以參閱相關書籍和文獻。由于試驗設計的理論十分豐富，方法較多，很多情況下需要根據(jù)不同的實際問題編寫R函數(shù)。書中所介紹的R函數(shù)，一部分可以直接下載調用，一部分是作者自編函數(shù)，讀者可以根據(jù)實際情況對這些函數(shù)進行修改與補充。
　　最后，在此感謝廣州大學朱志彬、李衛(wèi)霞、吳惠彬、胡小玲、李俊鵬、冷薇、劉妙玲、郝紅花、王浩宇、凌羚、羅嘉成、朱小淵、龔政、葉婉穎，在全書的編撰過程中一起協(xié)助作者搜集資料和編寫程序。由于編者水平有限，書中難免有錯漏以及不妥之處，真誠地希望使用本書的教師和同學指正，以便再版時修改。