La conception tend à se concentrer sur deux phases :
*Modélisation : Modéliser mathématiquement la relation entre les facteurs de sortie et de conception.
*Optimisation : L’optimisation est réalisée par programmation mathématique à l’aide d’un modèle mathématique.
Cependant, la conception scientifique nécessite des données expérimentales pour avoir de bons modèles. Étant donné que la qualité d’une expérience dépend du niveau de conception expérimentale, la planification suivante est importante :
*Planification : Planifier des expériences qui garantissent l’orthogonalité afin qu’un modèle contenant les termes nécessaires puisse être obtenu avec un petit nombre d’expériences.
De plus, en optimisation, si un problème est formulé à partir de plusieurs idées, alors autant de solutions qu'il y en aura seront obtenues, et il faudra finalement identifier la solution à adopter parmi celles-ci. Dans de tels cas, les solutions candidates sont examinées et évaluées de manière exhaustive et font souvent l’objet d’un ajustement en fonction de la mise en œuvre réelle.
* Identification : Identifier la solution à adopter parmi les solutions candidates et procéder à des ajustements fins si nécessaire.
L'optimisation est une question de mathématiques, mais la spécification est une question de gestion basée sur les mathématiques.
Les quatre phases ci-dessus sont réalisées dans l’ordre suivant :
Planification → Modélisation → Optimisation → Spécification Bien que la conception au sens strict se réfère souvent uniquement à l'optimisation, dans cette étude, l'ensemble de la combinaison des quatre phases est traité comme une conception globale. La discussion de conception ci-dessus est développée dans le cadre d’une nouvelle méthodologie de conception appelée hyper-conception.