走入中航工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)所結(jié)構(gòu)室，映入眼簾的是墻壁和立柱上富有科幻味道的世界先進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)骨架圖。據(jù)了解，這些骨架圖已經(jīng)懸掛了十年，成為了沈陽(yáng)所結(jié)構(gòu)室的一大景觀，制作者就是時(shí)任結(jié)構(gòu)室主任王向明：為了讓設(shè)計(jì)員“熟讀唐詩(shī)三百首”，他利用業(yè)余時(shí)間收集下載了這些圖庫(kù)，培養(yǎng)了一大批飛機(jī)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人才。而“甘為人梯”的同時(shí)，他更多為人們所知，則是因?yàn)樵凇霸霾闹圃臁鳖I(lǐng)域的卓越成就。

增材制造對(duì)于航空制造業(yè)界來(lái)說(shuō)并不陌生。GE、波音等公司都已先后就此技術(shù)設(shè)立研究中心，波音737MAX以及Leap發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)開(kāi)始使用增材制造技術(shù)進(jìn)行部分零部件的批量生產(chǎn)。但鮮有人知的是，我國(guó)第一家飛機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室：新型功能結(jié)構(gòu)研發(fā)與工程化應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)初具規(guī)模，并且已經(jīng)推動(dòng)增材制造技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)新型戰(zhàn)機(jī)的快速研發(fā)與制造之中。出任實(shí)驗(yàn)室主任的，是已經(jīng)在增材制造技術(shù)領(lǐng)域鉆研十年的中航工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所副總設(shè)計(jì)師王向明。

作為航空制造業(yè)界少有的以飛行器結(jié)構(gòu)學(xué)為入門(mén)專(zhuān)業(yè)的副總師，王向明笑稱(chēng)自己是“一專(zhuān)多能”。所謂“一專(zhuān)”，是專(zhuān)注于結(jié)構(gòu)整體化研究，其中一個(gè)重要的潛力領(lǐng)域便是如今大熱的增材制造技術(shù)；所謂“多能”，便是在實(shí)際工作中多方協(xié)調(diào)與投入，為重點(diǎn)型號(hào)的研發(fā)制造，以及標(biāo)準(zhǔn)流程制定等方面做出了巨量工作。

“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”，是廣義定義“增材制造”技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用方向。由于航空制造業(yè)相對(duì)快速的發(fā)展以及龐大需求，大型鈦合金構(gòu)建的激光成形成為了“增材制造”領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，也引領(lǐng)著其他制造業(yè)和創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。而這一技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定度等指標(biāo)都與應(yīng)用情況有密切關(guān)系，王向明背負(fù)著推動(dòng)這一領(lǐng)域產(chǎn)研結(jié)合的重要責(zé)任。

他立足沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)所這一平臺(tái)，首先確定了“六大典型結(jié)構(gòu)件”增材制造技術(shù)，并且實(shí)現(xiàn)了大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造，繼而推動(dòng)這一技術(shù)在3個(gè)型號(hào)和項(xiàng)目中得到應(yīng)用，其中包括主要研究型號(hào)。因?yàn)槠渲姓w化結(jié)構(gòu)在全部設(shè)計(jì)中占到了40%，這意味著大量應(yīng)用增材制造：兩種鈦合金，一種高纖鋼通過(guò)增材制造技術(shù)一次成型，部件涉及壁板內(nèi)外。

同時(shí)，由于整體設(shè)計(jì)需要，王向明積極推動(dòng)全三維信息相關(guān)的綜合制造技術(shù)研究，建立了以“三維優(yōu)化設(shè)計(jì)、無(wú)模敏捷制造、快速柔性裝配”為核心的快速試制技術(shù)體系。他確立了適應(yīng)快速試制的“性能好、試制快、費(fèi)用廉”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用了多個(gè)專(zhuān)業(yè)協(xié)同、制造技術(shù)前移的試制流程，即整體化、最優(yōu)化、增材/無(wú)?；?、精細(xì)化、數(shù)字化，創(chuàng)造了新機(jī)研制速度最快、重量控制最精準(zhǔn)、整體化程度最高、零件和工裝數(shù)量最少、制造工藝最簡(jiǎn)便、數(shù)字化程度最高等多項(xiàng)紀(jì)錄。

在國(guó)內(nèi)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大都以畫(huà)圖、幾何建模為主的時(shí)代，作為專(zhuān)業(yè)副總師，王向明追求“輕質(zhì)高效、長(zhǎng)壽命、多功能、低成本、快速響應(yīng)”設(shè)計(jì)理念，不僅強(qiáng)調(diào)要量化設(shè)計(jì)，更注重“飛機(jī)結(jié)構(gòu)多約束優(yōu)化設(shè)計(jì)”。結(jié)構(gòu)部組建初期，他就建議所領(lǐng)導(dǎo)，成立以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究為核心的“結(jié)構(gòu)綜合專(zhuān)業(yè)室”，這在當(dāng)時(shí)的行業(yè)內(nèi)還是一件新生事物。正是基于這一專(zhuān)業(yè)室，使得多個(gè)型號(hào)的設(shè)計(jì)工作得以并行快速進(jìn)行。

例如，為了實(shí)現(xiàn)飛機(jī)減重，他通過(guò)多方面研究和比較，選擇了國(guó)際領(lǐng)先的緣自NASA的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化軟件，在該軟件剛剛對(duì)國(guó)內(nèi)解禁的背景下，他快速組織人員進(jìn)行翻譯及試用，并對(duì)內(nèi)部公式及計(jì)算方法進(jìn)行分析驗(yàn)證，并根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)，確定了優(yōu)化設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)許用值，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)結(jié)構(gòu)減重10%的巨大收益，建立起適用于軍機(jī)研制的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程和方法；為追求裝配快速精細(xì)，他取法汽車(chē)制造界的“2mm工程”，將“0.1mm工程”引入飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，要求設(shè)計(jì)件與試制件之間差異不超過(guò)0.1mm；為了達(dá)到重量控制精準(zhǔn)，他推動(dòng)整體制造，最后設(shè)計(jì)發(fā)圖與制造成品之間的差異縮小到35千克，比國(guó)際普遍可接受的8%到20%的試制差異減少了兩個(gè)數(shù)量級(jí)；在數(shù)字化領(lǐng)域，王向明所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)更是做到了55個(gè)工作日沒(méi)有一張協(xié)調(diào)單。這對(duì)打通我國(guó)軍機(jī)行業(yè)三維設(shè)計(jì)、三維制造、三維檢驗(yàn)提供了示范作用。

正是由于在將預(yù)研成果應(yīng)用于制造產(chǎn)業(yè)方面的突出業(yè)績(jī)，2013年1月18日，王向明作為第二獲獎(jiǎng)人，獲得了國(guó)務(wù)院為“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”所頒發(fā)的國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。不久，他促成了我國(guó)第一家飛機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的建立——基于增材制造和特種加工技術(shù)的飛機(jī)新型功能結(jié)構(gòu)研發(fā)與工程化驗(yàn)證研究實(shí)驗(yàn)室，并親自出任實(shí)驗(yàn)室主任。

在談到這一實(shí)驗(yàn)室的功能時(shí)，王向明認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)在于兩個(gè)方面，一是概念創(chuàng)新，二是工程化應(yīng)用。目前實(shí)驗(yàn)室有核心技術(shù)兩項(xiàng)，專(zhuān)利技術(shù)七項(xiàng)，而相比起已經(jīng)充分實(shí)現(xiàn)的功能，王向明更著眼于未來(lái)飛行器，例如空天飛機(jī)，例如更多樣的材料等，他希望能夠使得增材制造實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的技術(shù)要求，例如制造更大型、復(fù)雜型結(jié)構(gòu)件，制造高精度的飛行器蒙皮，以及梯度材料的多樣結(jié)合等。有人說(shuō)，這一實(shí)驗(yàn)室必將成為未來(lái)我國(guó)增材制造領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。但王向明是謙虛而務(wù)實(shí)的。他希望國(guó)家對(duì)于航空制造業(yè)的創(chuàng)新與尖端技術(shù)能夠給予更多戰(zhàn)略考量：“作為技術(shù)人員，我們只是大海中的一滴水，希望國(guó)家在這方面給予更多的戰(zhàn)略布局，這樣我國(guó)高端制造業(yè)才能與西方大國(guó)比肩而立?！?/p>