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許多發明家通過大量的實驗開發出了新的東西，這些東西方便并豐富了人類的生活。電燈的發明者愛迪生一生努力工作，經歷了無數次失敗。在燈泡試驗中，他嘗試了上千種燈絲材料，邊試驗邊分析，然后逐漸淘汰不適合的材料。這種方法太慢，只能從已經得到的偶然的好結果出發，摸索前進的道路，無法形成理論知識，無法預測哪里會有更好的結果。這種基于直覺猜測逐步探索的方法已經無法滿足當代快速發展的需要。
多因素分析實驗中另一種常用的方法是“單因素變化法”或“一次一因素法”。做法是:在多個因素中，每個因素依次變化，而其他因素保持固定或選定的水平。這樣做需要的測試次數當然可以比綜合搭配少，但是缺點很多。與實驗設計相比，要達到相同的效果估計精度，需要更多的測試。無法估計一些交互作用的影響；無法在試驗區進行系統全面的搜索；因此，其分析結論缺乏普適性；其最終結論對固定因子初始值的選取過于敏感，可能會錯過最優因子設置。這種方法現在已經被放棄了。
在六西格瑪實驗設計中，所有因素和所有水平的所有組合至少試驗一次的排列方法稱為全因子設計。這是一種人們很容易想到的方法，可以獲得很多信息。但是我們能一直使用全因素測試方法嗎？答案是否定的，因為實驗太多，讓人接受不了。如果有八個因子，每個因子只取兩個水平，那么全因子實驗要取2的八次方=256次；如果每個因子取三個水平，那么全因子實驗要取3的八次方=6561次。這個在實際工作中是做不到的，只能選擇一部分。那么如何選擇條件呢？要尋求一個好的設計，就要用最少的試驗次數獲得盡可能多的信息，這就需要使用統計分析工具。如果不使用統計分析工具，即使使用全因素檢驗法，得到檢驗結果后，也只是挑出最優值，會浪費很多有用的信息。
六西格瑪試驗設計的統計分析方法不僅能從試驗結果中找到最優值，還能識別哪些因素影響顯著，哪些因素影響不顯著。它還可以得到相關的變化規律，并預測要達到的最優值以及這個最優值的波動范圍，這些在選定的條件下可能永遠都無法檢驗。這些就是六西格瑪統計分析方法的威力！
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