实验设计在汽车发动机研发中至关重要。它基于概率论和数理统计，是一种高效安排实验并找出关键因素的科学方法。实验设计在汽车领域分为筛选设计和优化设计两类。筛选设计用于研发早期，适合应对大量潜在影响因素，帮助减少实验次数，准确识别影响发动机性能的关键参数。常用方法包括部分析因设计和Plackett-Burman设计，高级设计采用D最优设计。例如，利用这些方法可快速识别如图三所示的X5和X8等关键参数，避免试错浪费。优化设计在中后期使用，聚焦提升性能，应用响应曲面设计、空间填充设计和I最优设计等工具来寻找最佳参数组合。例如，通过Fuel pressure和Valve train调整可以优化燃料消耗，降低研发成本和周期（如图六所示）。JMP等专业统计分析软件是实验设计的重要工具，支持数据分析、模型构建和结果评估，显著加速研发。科学实验设计能帮助企业降低研发成本，缩短周期，提高产品竞争力，打破“销量下降→压缩成本→销量继续下降”的恶性循环。面对研发效率低下的问题，中国汽车企业需引入欧美及日韩领先车企已验证的实验设计策略，这将对提高国内汽车工业技术水平、开发更具动力性、经济性和环保性的发动机产生重要影响。实验设计已成为发动机研发的核心技术，通过合理应用，工程师能快速筛选关键参数、优化方案，推动汽车行业的进一步创新与发展。