随着社会、经济和科学技术的发展，统计学在现代化生产实践和社会生活中的地位日益重要。一般而言，数理统计主要是对已经得到的数据进行分析或推断，而试验设计是用于决定数据收集的方法。它是以概率论和数理统计为理论基础，研究如何合理地、经济地、科学地安排试验的一项技术。合理的试验设计对科学试验是非常重要的，它不仅能够节省人力、物力、财力和时间，更重要的是它能够减少试验误差，提高试验的精确度，取得真实可靠的试验资料，为统计分析得出正确的判断和结论打下基础。
试验设计技术发展十分迅速，新的理论、方法以及各类用于试验设计与分析的统计软件不断涌现，这就需要我们对原来的理论和方法进行补充与修正。由于试验的设计阶段和试验数据的处理分析阶段都需要进行大量复杂的计算，如果不使用统计软件几乎无法完成这些工作。
目前国内高校结合统计软件来讲解试验设计的书籍非常多，使用的软件例如MATLAB，Minitab，SPSS，Excel等。这些软件在处理试验数据方面功能强大，而在构造设计方面却有各自的不足，功能比较全面的统计软件SAS、或是试验设计的专业软件Designexpert都需要付费才能使用。相比之下，R语言是一款自由、免费、源代码开放的软件，而且近年来，统计学者贡献了很多用于试验设计与分析的R语言软件包，使得处理试验设计的问题越来越方便。
鉴于此，本书较为系统地介绍了试验设计的一些基本原理、方法及其应用。为方便读者理解和掌握相关知识，本书中所介绍的每一种试验设计的理论与方法都结合R语言给出解决问题相应的步骤，并附上R程序供读者学习掌握。本书在编排上以介绍试验设计方法与理论为主，配合R软件的实际操作分析及处理试验数据为辅。一方面介绍R语言中与试验设计相关的程序包的使用，另一方面，根据理论与方法，安排了许多自编函数用于分析实际问题。读者在学习的过程中，可以一边掌握已有的程序包的使用方法，一边根据实际问题编写解决问题的函数。
本书共分8章，涵盖了试验设计中的主要原理和方法。第1章介绍了试验设计的基本概念与方法。第2章作为分析试验数据的基础，介绍了线性模型的理论，包括方差分析模型与回归分析模型，并结合R语言进行分析。第3章介绍了区组设计及相关的设计，包括完全区组设计、平衡不完全区组设计、拉丁方设计、尤敦方设计，每一种设计都有相应的R语言软件包配合使用。第4章介绍了析因设计的理论与基本方法，使用R语言构造析因试验的混区设计等问题。第5章介绍了正交设计、Plackett-Burman设计。第6章是基于相应曲面设计的理论基础，介绍了回归设计的基本概念与常用方法、最优设计理论，在R中都有相应的程序包可供调用。第7章介绍了混料设计的基本概念与常用的设计，常用的设计包括单纯形——格子设计，单纯形——中心设计，Cox设计等；常用的方法主要有：使用独立变量变换的方法可以在混料试验域内构造中心组合设计、旋转设计、使用逆变换方法以及指数变换法构造混料均匀设计、最优设计的随机搜索方法等。第8章介绍了其他一些常见的试验设计，包括稳健设计的基本方法与理论，在R软件中能直接生成正交表、pb表等，并且有构造直积正交设计的函数，这些函数都可以直接应用到正交设计中。然后介绍了关于均匀设计、混料均匀设计等方法。
本书省略了各类理论的推导和证明，但这些理论的证明与推导在一般教材中都能找到。有兴趣深入了解的读者可以参阅相关书籍和文献。由于试验设计的理论十分丰富，方法较多，很多情况下需要根据不同的实际问题编写R函数。书中所介绍的R函数，一部分可以直接下载调用，一部分是作者自编函数，读者可以根据实际情况对这些函数进行修改与补充。
最后，在此感谢广州大学朱志彬、李卫霞、吴惠彬、胡小玲、李俊鹏、冷薇、刘妙玲、郝红花、王浩宇、凌羚、罗嘉成、朱小渊、龚政、叶婉颖，在全书的编撰过程中一起协助作者搜集资料和编写程序。由于编者水平有限，书中难免有错漏以及不妥之处，真诚地希望使用本书的教师和同学指正，以便再版时修改。
