隨著物聯網、工業大資料、等新興技術不斷的湧現並逐步走向成熟應用，傳統的設計製造業務模式流程就顯得有些僵化和缺乏靈活性，無法對技術的更新換代和客戶需求做出快速響應，而且也很難適應企業未來智慧製造體系建設與發展的需求。
所以企業要想進行智慧製造轉型，首先必須要從產品創新根源上做起，將序列研發流程轉變為根據使用者需求持續改進的閉環智慧研發流程，感知使用者需求並靈活做出調整，同時融入智慧製造相關新興使能技術，形成從使用者到使用者的產品研發迴圈。
即在產品設計需求分析階段就開始進行市場與使用者相關資料分析，這其中包含使用者直接參與基於自身喜好的產品定製過程，以及產品在使用過程中反饋相關執行資料來指導改善原設計方案的過程，形成一個往復迴圈持續優化的智慧研發過程。
該流程體現了設計歷史上從為使用者設計，到幫助使用者設計，到使用者為自己設計的轉變。所以，智慧研發必須建立在從設計資訊、生產資訊、使用者使用及反饋資訊的高度智慧化整合基礎上，從智慧化的需求產生到基礎設計資料獲得的過程，從智慧化的使用者參與式設計到能夠直接轉變為生產資訊並被執行。要想實現這些轉變，智慧研發必須要有以下幾大要素的支撐才能得以實現：
01建立統一的多學科協同研發平臺
首先針對智慧產品開發一般都是跨越多個專業技術領域和具有多種關鍵技術特徵的，涉及多學科跨專業技術領域高度交叉與融合。同時，使用者的多樣化需求也使產品結構和功能變得非常複雜，IT嵌入式軟體技術也逐漸成為產品的核心部分，需要機、電、軟等多個學科的協同配合。
這就需要企業建立一個可以融合企業內部所有不同專業學科領域研發系統和工具的頂層架構，形成一個可以全面管理產品生命週期中所有專業研發要素的統一的多學科協同研發平臺。並能整合程式設計與管理、模擬、優化、創新、品質等工具，使研發體系可以快速高效地應用這些工具，從而進行差異性、高效能、高品質的產品智慧研發。在這個基礎上，再採用知識工程將企業研發過程中的知識積累下來，形成系列化產品開發的能力。
02建立數字化樣機，實現模擬驅動創新
在智慧研發階段中，必須要建立產品的數字樣機，用來支援總體設計、結構設計，工藝設計等協同設計工作，支援專案團隊進行並行產品開發。
建立數字樣機的主要作用包括分析數字樣機模型具有正確的公差尺寸，干涉檢查等，同時還有重量特性分析、運動分析和人機功效分析。同時，數字樣機還能夠提供產品裝配分析的資料資訊，這包括裝配單元資訊、裝配層次資訊等，以保證對產品的裝配順序、裝配路徑、裝配時的人機性、裝配工序和工時等進行模擬。數字樣機還可以進行工藝性評估，包括加工方法、加工精度、刀路軌跡等，實現對樣機的CAM模擬和基於三維數字樣機的工藝規劃。
數字樣機在產品的銷售階段也有非常重要的作用，它能夠為產品宣傳提供逼真的動態、靜態產品資料。通過三維模型的輕量化技術，企業可以便捷、靈活的利用原始數字樣機模型為產品培訓提供分解圖、原理圖，還可以提供近似產品的快速變型與派生設計，以滿足市場報價和快速組織投標和生產的需要。
03形成系列化產品開發能力
以使用者為中心的智慧研發就必然會面臨使用者需求的多樣性，這就要求企業必須有靈活多變的產品變型設計能力來滿足使用者多樣化的需求，形成系列化產品的開發能力，然而這樣就會直接導致產品設計、工藝、製造各個過程中的資料大量增加。
在這種狀態下，產品的標準化、模組化設計就顯得尤為重要，模組化就是為滿足不同需要，以標準化為基礎，通過分解、集合手段，把複雜系統分解為相互獨立的具有特定功能的標準化模組，再通過標準的介面把各獨立的模組聯結為一個完整系統的過程。
04設計資訊與生產資訊高度整合
MBD（基於模型的定義）可以將製造資訊和設計資訊（三維尺寸標註及各種製造資訊和產品結構資訊）共同定義到產品的三維數字化模型中， MBD不僅描述設計幾何資訊而且定義了三維產品製造資訊和非幾何的管理資訊（產品結構、PMI、BOM等)，使設計/製造廠之間的資訊交換可不完全依賴資訊系統的整合而保持有效的連線。MBD打破了設計製造的壁壘，使設計、製造特徵能夠方便地被計算機和工程人員解讀，有效地解決了設計/製造一體化的問題。
在將MBD模型作為統一的“工程語言”後，就可以進一步推進MBE（基於模型的企業）的應用，使設計模型中包含的資料資訊能在工藝、製造環節有效傳遞，只有這樣才能夠使生產製造包括後續的過程實現高度的自動化，使設計資訊與生產資訊完成高度整合，保障數字樣機和物理樣機中間各個環節的通路。
05融合增材製造與拓撲優化技術創新設計
區別於傳統的經驗式設計模式，經過拓撲優化的產品模型是在給定載荷、工況等約束條件下，滿足效能要求的最優拓撲模型，而且具備輕量化的特點，是一種新型的設計方法。然而，拓撲優化技術只有在不考慮製造工藝約束時才具有更好的效果。因此，儘管工程師們通過拓撲優化方法設計出了結構獨特、高效能的產品模型，但往往因為可製造性問題而捨棄掉產品在輕量化、高效能上的優勢。
但隨著增材製造技術的出現並逐步走向成熟應用，能夠很好的解決了這一大難題。增材製造技術可以幫助企業按照最理想的結構形式來設計產品，使得產品 “功能性優先”變為可能。因此，增材製造讓拓撲優化技術的價值得以完全的發揮。可見，這種將拓撲優化與增材製造技術融合的方法也是智慧研發中的一個重要實現途徑之一，即通過拓撲優化來確定和去除那些不影響零件剛性部位的材料，並實現整個創新過程，並簡化了設計製造整個流程，可以說對傳統制造業而言是個顛覆性的轉變。
06虛擬現實及增強現實技術的設計評審
虛擬現實和增強現實技術是銜接虛擬產品和真實產品實物之間的橋樑，通過應用虛擬現實和增強現實技術，在產品的初創階段就能夠對產品的設計方案和產品的相關屬性資訊進行直觀的展示和體驗，使整個設計評審過程更便捷和有效，同時能夠更直觀的發現設計過程中存在的問題。另外，在虛擬現實環境下，還能夠進行逼真的產品虛擬使用和維修培訓，以及為使用者提供沉浸式體驗，幫助使用者提前感受企業智慧產品的獨特魅力。
07建立基於雲端的廣域協同研發
在智慧研發中，企業的產品和服務將會由單向的技術創新、生產產品和服務體系投放市場，等待客戶體驗，逐步轉變為企業主動與使用者服務的終端接觸，進行良性互動，協同開發產品，技術創新的主體將會轉變為使用者。其創新、意識、需求貫穿生產鏈，影響著設計以及生產的決策。
設計師將會成為在消費端、使用端、生產端之間的彙集各方資源的組織者，不在這個生產鏈巨大網路下起到推動作用，不再獨立包攬所有的產品創新工作。智慧研發將會是基於雲端與供應商、合作伙伴、客戶進行協同研發，讓所有人都能夠參與到開放式的創新中來。
08基於物聯網、大資料的閉環產品研發
有賴於物聯網、雲端計算技術的發展，通過對產品上安裝感測器，就可以基於物聯網收集的產品執行資料，對產品進行效能、品質進行實時監控，工程技術人員將更加了解當前產品的軟硬體執行狀況。
另外，基於大資料分析和智慧優化對蒐集到的海量資料進行處理，分析、程式設計，也可以明確在以往產品研發過程中出現的問題，繼而在下一代產品研發中改進設計，使產品能夠不斷的動態優化來改善使用者的體驗，持續改進產品品質和功能。
總體來說，實現智慧研發是一個複雜而漫長的過程。企業除了要建立完善的研發體系以外，還應通過資訊化技術實現產品全生命週期中資料流的自動化，以使用者為中心，通過智慧研發構造出智慧互聯的產品，並形成系列化的產品生態圈，將使用者的需求、使用等資訊與產品研發緊密地聯絡起來，形成一個閉環持續優化的產品研發及服務體系。