仿制研发的目标是研究设计出与上市产品具有临床可替代性的仿制药及其系统有效的药品质量保障体系。因此，仿制药工艺研究需要在对产品质量概况以及关键质量属性（CQAs）具有深刻理解的基础上，确认产品的CQAs，设计产品和工艺以符合CQAs，通过风险评估、了解物料属性和工艺参数是如何对CQAs起影响作用的，并以降低风险为目标，确立设计空间，确认和控制对产品/工艺产生变异的根源，设定控制空间，通过不断地监控和升级工艺，以持续确保产品质量的一致性。根据美国食品药品管理局（FDA）的观点，质量源于设计（QbD）是cGMP的基本组成部分，是科学、基于风险的全面主动的药物研发方法，从产品概念到工业化生产均科学设计，是对产品属性、生产工艺与产品质量特性之间关系的透彻理解。FDA2011版工艺验证指南中，进一步加强了QbD的管理理念，把QbD理念贯穿于工艺设计、工艺确认、持续的工艺确认等各个环节。
QbD是基于风险的全面主动的药物研发理念
传统的处方工艺研发是在经验基础上经过简单试验（或试错）来确定最初的处方和工艺，以使产品达到质量标准的各项要求。研发工作集中在解决研制及生产过程中出现并观察到的问题上，对尚未观察到的潜在问题则基本未予研究。应当承认，传统的处方工艺研发有很长的历史并往往也是有效的，尤其是在原料药具有良好的物理化学及药动学性质、制剂的载药量适当、产品适于采用普通的制剂和工艺等情况下。但由于研制过程中生产的批次有限，观察到的问题往往不能涵盖长期商业生产中可能出现的问题，因而传统研发思路缺乏系统性和全面性。
应当说，传统的研发思路与QbD理念并不对立：前者是后者一个不完整的部分；QbD建立在传统研发方法的基础上；QbD中的大多数元素都已经存在于传统研发中。与传统研发相比，QbD更强调有意识地系统地使用相关要素，而不一定是多做试验。例如：在研发初始即须建立书面的产品目标质量要求；在研发诸阶段须进行质量风险评估并备案；将研发中确定的关键工艺参数（CPP）与关键物料属性（CMA）列出并制订控制方案；将怎样实现产品各质量特性的手段系统地列入全面质量控制方案等等。
QbD在制剂工艺研究中包含的基本要素
在QbD理念中，将质量控制的重点前置于研发阶段，较传统的研发理念更加主动、系统、有效，更利于药品质量的持续改进。在对产品及其工艺全面理解的基础上，采用风险控制工具识别影响产品CQAs的原材料属性和CPP、变异来源及控制措施，并依据风险评估结果建立控制策略，确立“设计空间”，设定“控制空间”，可以保证产品的质量恒定。QbD在制剂工艺研究中的基本要素一般应包含如下内容：
目标产品的质量要求 首先定义目标产品的质量概况，在此基础上识别产品的CQAs。QbD下的CQAs应基于临床效果而不仅仅是工艺情况，如溶解性差的生物药剂学分类系统（BCS）Ⅱ类和Ⅳ类药品的溶出度方法和限度应能反映其临床效果，而不是单纯用于评估生产工艺的一致性；杂质可接受限度应根据临床用药的安全性要求或毒性阈值确定，而不仅仅是规模产品的批检验数据。
质量风险评估 根据剂型特点、风险等级、原料药性质等情况，以及同类产品研发和生产的经验等来确定重点研究的质量风险内涵。如注射剂相对于口服和外用制剂来讲，因直接进入血液循环或直接接触人体组织，为风险程度最高的剂型，无菌保障、热原、管道滤器等引入的外源性杂质及稳定性和复溶性应是重点考虑的质量风险来源。
设计实验（DoE） 合理采用系统、有条理的数理统计方法，如析因设计、Taguchi法、响应面法、正交设计、混合设计等产品研发常用的多因素实验设计方法，来研究确定影响一个过程及其结果的多因素间的关系或相互作用。在对产品和工艺深入研究和理解的基础上，通过研究工艺参数与CQAs之间的相互关联，确定关键工艺步骤及CPP的变化范围，为确立“设计空间”提供科学数据。
CPP与CMA 在上述实验的基础上，确定原辅料性质，使用风险评估的手段和科学知识鉴定潜在的高风险因素，通过并合理使用DoE，确定高风险因素的水平和范围，将对产品质量和工艺有影响的因素定为CMA和CPP。如替加环素含酚羟基，对光不稳定，水溶液易氧化，在中性及偏碱性溶液中更易氧化破坏，虽在酸性溶液可相对抑制氧化，但更易差向异构化，而乳糖等辅料可以抑制其差向异构化。因此，在替加环素冻干粉针剂生产中，原料药颜色、pH值、有关物质等以及水的温度、pH值、含氧量等为CMA，乳糖为关键辅料，水溶液颜色、pH值、含氧量、温度、配制量、存放时间等为CPP。
设计空间 采用风险控制工具识别影响产品CQAs的物料属性、关键工艺步骤及参数、变异来源，研究求证CQAs和工艺参数的关联性，确定关键生产工艺参数可能运行的变动范围。通过工艺稳健性研究，评估工艺能力，看是否能可靠生产出符合预期质量要求的产品，将试验研究中确定的多因素操作区间定为设计空间，使CPP和CMA置于其中，保证生产出的产品质量优良且恒定。在设计空间内的变动将不需要进行变更申请。
全面质量控制方案（CS） 依据QbD理念，运用科学管理和质量风险管理两大核心工具建立有效的药品质量系统，以获得符合目标产品CQAs要求的产品，建立并维持产品的受控状态以及促进产品质量的持续改进。质量系统的主要要素应包括：工艺性能和产品质量的监控系统、校正和预防措施系统、变更管理系统以及工艺性能和产品质量的管理回顾。在产品整个生命周期的各个阶段，均需贯彻实施上述要素。
杂质谱分析是原料药工艺研究的重要内容
杂质是原料药的CQAs之一，按照QbD理念，应根据具体工艺的合成机理、起始物料及各中间体的基本结构，初步勾画出产品的杂质谱，根据杂质风险高低、杂质出现的难易和频率以及杂质去除的难易情况，确定杂质控制的优先级别，以及杂质控制的策略、步骤和程序。
杂质来源分析是杂质控制策略制定的基础。杂质谱分析在工艺研究中包括杂质来源分析与杂质控制策略、质量控制标准（包括原料、中间体、成品）、关键工艺步骤和工艺参数的识别与控制、反应终点判断等。总体的杂质控制策略是在杂质来源和去向分析的基础上，提出物料及中间体的质控内容与限度、CPP的控制范围等。杂质来源和去向的分析包括在工艺流程图中注明各单元操作产生的杂质及其去向，列表说明各重点监控杂质、类别、来源、杂质去向及监控情况等，这都是工艺研究的重要内容。
起始原料的选择是工艺优化的起点，根据起始原料的合成路线、产品特性，以及起始原料中杂质对下一步反应的影响确定起始原料的CQAs。使用不同杂质含量的起始原料进行平行试验，考查工艺耐受性并根据试验结果以及供应商质量情况确定起始原料的杂质指标。例如某原料药成品中杂质Q含量超过指导原则单个未知杂质限度0.10%的规定，多种纯化措施难以降低杂质含量。研究推断该杂质结构后，分析其来源为起始原料中的杂质X经后续反应得到的溴代物，而试验表明后续工序难以去除该杂质。取杂质X不同含量的起始物料进行工艺耐受性试验，表明若要得到杂质Q含量合格的成品，起始物料中的杂质X必须控制在0.07%以内，据此确立起始物料杂质的控制标准。