DOE常見的試驗設計方法，可分為二類，一類是正交試驗設計法，另一類是析因法。

　　（1）正交試驗設計法

　　① 定義

　　正交試驗設計法是研究與處理多因素試驗的一種科學方法。它利用一種規格化的表格——正交表，挑選試驗條件，安排試驗計劃和進行試驗，并通過較少次數的試驗，找出較好的生產條件，即最優或較優的試驗方案。

　　② 用途

　　正交試驗設計主要用于調查復雜系統（產品、過程）的某些特性或多個因素對系統（產品、過程）某些特性的影響，識別系統中更有影響的因素、其影響的大小，以及因素間可能存在的相互關系，以促進產品的設計開發和過程的優化、控制或改進現有的產品（或系統）。

　　案例：

　　當試驗中只有一個變化的參數時，屬于單因素試驗問題。例如，需要確定液壓作動器的活塞的面積，以使作動器達到最優性能。人們根據對現象的認識，可以估計出最優參數可能存在的區間。如果對它的認識比較清楚，這種估計比較精確，估計的區間較窄；相反，估計的區間就較寬。現在要通過一系列的試驗使認識深化。如果逐步試驗，要使估計區間縮小100倍就需要作100次試驗。但是如果使用區間縮減法中的“黃金分割試驗技術”，只要作11次試驗就可以將區間縮小到百分之一，作14次試驗就可以對區間的認識精度提高500倍。

　　在多因素試驗中，往往需要分離出不同因素的影響。譬如要比較A、B、C3種種子的產量。如果只是單純的種子產量問題，似乎只要在3塊同面積的土地上分別用3種種子播種，然后比較產量就可以了。但是如果試驗田的位置在南北方向上處于山地和河流之間，東西方向上處在肥料場和荒地之問，這時仍然任意取3塊等面積的試驗田作試驗，就可能由于土壤的肥脊不同和灌溉的充分與否影響試驗田的產量，而不單是種子一個因素的結果。要估計這些因素的影響，合理的方法是將試驗區分為9塊試驗田（如下圖），將3種不同的種子的每一種分播在3塊不同的試驗田里，將3塊田的產量平均，就得到由于種子品種造成的差異（排除了土壤和灌溉的因素）；而將靠肥料場的3塊田的平均產量，與靠荒地的3塊田的平均產量比較，就得到由于土地肥脊程度所造成的產量差異（排除了種子品種和灌溉條件因素）；用靠山的3塊田與傍水的3塊田平均產量進行比較可以看出由于灌溉條件造成的差異（排除了種子品種和土壤條件的差異）。 　　（2）析因法

　　① 定義析

　　析因法又稱析因試驗設計、析因試驗等。它是研究變動著的兩個或多個因素效應的有效方法。許多試驗要求考察兩個或多個變動因素的效應。例如，若干因素：對產品質量的效應；對某種機器的效應；對某種材料的性能的效應；對某一過程燃燒消耗的效應等等。將所研究的因素按全部因素的所有水平（位級）的一切組合逐次進行試驗，稱為析因試驗，或稱完全析因試驗，簡稱析因法。

　　② 用途

　　用于新產品開發、產品或過程的改進、以及安裝服務，通過較少次數的試驗，找到優質、高產、低耗的因素組合，達到改進的目的。