王向明和中型四代战机“鹘鹰” 图源：航空工业官方微信号
王向明曾在原总装先进制造技术专业组做专家20余年，多年研究工作的积累使他深刻认识到，飞机结构的研制长期采用串行“孤岛”模式，设计与制造脱节，闭门造“图”，设计技术发展没有原动力，被迫借鉴、继承老旧结构，超重、开裂周而复始。“我不相信，用老旧飞机结构能搞出新一代战机！”王向明如是感慨。
为了解决战机结构带来的难题，王向明提出基于先进制造量身定做“四化”创新结构，即新概念结构——大型整体化、构型拓扑化、梯度复合化和功能结构一体化，以实现高减重、长寿命、多功能、低成本、敏捷制造，进而支撑新一代战机型号研制。
王向明提出基于先进制造的整体主承力部件多约束设计方法，发明了无接头连接的翼-身整体大部件、铰链式平尾部件，突破结构重量、寿命等极限束缚；提出基于增材制造的飞机结构创新设计、有关舰载机的结构损伤抢修设计方法，建立多种增材创新主承力结构和功能结构，开辟了增材构件在飞机上工程化应用先河，单机用量（重量）达到复合材料的1/7（3%）；提出了“协同设计/制造前移”的快速试制模式等等，大幅度缩短了研制时间，在新一代歼击机平台研制中发挥了核心作用。
据王向明介绍，飞机战损/战伤比为1∶20，结构战伤占近90%，若无法及时抢修即相当于战损。对此，他提出了补强几何应力集中/填充复合应力集中最小的修理设计方法、浪涌偏差修正方法，建立“四快”修复流程与数据库——设计、评定、制造、修复。主持完成了3类材料、9类构件的地面静态、摇摆动态环境下的工程验证，为保持舰载机完好率提供技术途径。
“鹘鹰”上的翼-身整体大部件 图源：社交媒体
王向明的一系列成果，使我国成为唯一实现增材制造构件在飞机上规模化应用的国家。王向明领衔的“基于增材制造的飞机结构创新设计与工程应用”项目由此获得了国防科技进步奖一等奖。