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在增材制造技术应用上，他首创基于激光增材制造的飞机主承力结构设计方法。
该方法成功把钛合金打印技术用于鹘鹰战机机翼结构件，单机构件减重超300千克 ，助力我国成为全球唯一实现增材制造构件在飞机上规模化应用的国家。
他还提出“五化”新概念结构，突破传统结构设计与制造分离的难题。
在隐身战机结构设计方面，身为鹘鹰战机常务副总设计师，王向明主导全机重量控制精度大幅提升。
例如，危险部位减少一半，结构件与工装数量减半，研制周期缩短25%，创新战机快速试制模式。
同时，他发明无接头连接结构，提升战机隐身性能与结构可靠性。
在适航认证与标准体系构建领域，他主持制定我国首个《民用飞机复合材料结构适航审查指南》，建立相关认证技术体系，为国产民机复合材料应用提供合规路径。
他提出舰载机结构损伤抢修设计方法，建立“四快”修复流程，完成工程验证，保障战机状态。
在智能复合材料与功能结构研发中，王向明开发出自感知、自修复功能的智能复合材料，用于隐身战机蒙皮；研制形状记忆合金驱动襟翼系统，为飞行器智能变形结构奠基。
此外，他创建国内首家飞机结构创新研究实验室，建立产学研转化机制，联合高校形成研发链。