专访王向明:“航空业的0.1mm工程”
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走入中航工业沈阳飞机设计所结构室，映入眼帘的是墙壁和立柱上富有科幻味道的世界先进飞机结构骨架图。据了解，这些骨架图已经悬挂了十年，成为了沈阳所结构室的一大景观，制作者就是时任结构室主任王向明：为了让设计员“熟读唐诗三百首”，他利用业余时间收集下载了这些图库，培养了一大批飞机设计专业人才。而“甘为人梯”的同时，他更多为人们所知，则是因为在“增材制造”领域的卓越成就。
增材制造对于航空制造业界来说并不陌生。GE、波音等公司都已先后就此技术设立研究中心，波音737MAX以及Leap发动机已经开始使用增材制造技术进行部分零部件的批量生产。但鲜有人知的是，我国第一家飞机结构实验室：新型功能结构研发与工程化应用研究实验室已经初具规模，并且已经推动增材制造技术应用于我国新型战机的快速研发与制造之中。出任实验室主任的，是已经在增材制造技术领域钻研十年的中航工业沈阳飞机设计研究所副总设计师王向明。
作为航空制造业界少有的以飞行器结构学为入门专业的副总师，王向明笑称自己是“一专多能”。所谓“一专”，是专注于结构整体化研究，其中一个重要的潜力领域便是如今大热的增材制造技术；所谓“多能”，便是在实际工作中多方协调与投入，为重点型号的研发制造，以及标准流程制定等方面做出了巨量工作。
“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”，是广义定义“增材制造”技术的一个应用方向。由于航空制造业相对快速的发展以及庞大需求，大型钛合金构建的激光成形成为了“增材制造”领域的一个重要方向，也引领着其他制造业和创意产业的发展方向。而这一技术的成熟度、稳定度等指标都与应用情况有密切关系，王向明背负着推动这一领域产研结合的重要责任。
他立足沈阳飞机设计所这一平台，首先确定了“六大典型结构件”增材制造技术，并且实现了大型复杂结构件的制造，继而推动这一技术在3个型号和项目中得到应用，其中包括主要研究型号。因为其中整体化结构在全部设计中占到了40%，这意味着大量应用增材制造：两种钛合金，一种高纤钢通过增材制造技术一次成型，部件涉及壁板内外。
同时，由于整体设计需要，王向明积极推动全三维信息相关的综合制造技术研究，建立了以“三维优化设计、无模敏捷制造、快速柔性装配”为核心的快速试制技术体系。他确立了适应快速试制的“性能好、试制快、费用廉”的设计目标，采用了多个专业协同、制造技术前移的试制流程，即整体化、最优化、增材/无模化、精细化、数字化，创造了新机研制速度最快、重量控制最精准、整体化程度最高、零件和工装数量最少、制造工艺最简便、数字化程度最高等多项纪录。
在国内飞机结构设计大都以画图、几何建模为主的时代，作为专业副总师，王向明追求“轻质高效、长寿命、多功能、低成本、快速响应”设计理念，不仅强调要量化设计，更注重“飞机结构多约束优化设计”。结构部组建初期，他就建议所领导，成立以结构设计技术研究为核心的“结构综合专业室”，这在当时的行业内还是一件新生事物。正是基于这一专业室，使得多个型号的设计工作得以并行快速进行。
例如，为了实现飞机减重，他通过多方面研究和比较，选择了国际领先的缘自NASA的结构分析及优化软件，在该软件刚刚对国内解禁的背景下，他快速组织人员进行翻译及试用，并对内部公式及计算方法进行分析验证，并根据多年工作经验，确定了优化设计中设计许用值，实现了飞机结构减重10%的巨大收益，建立起适用于军机研制的结构优化设计流程和方法；为追求装配快速精细，他取法汽车制造界的“2mm工程”，将“0.1mm工程”引入飞行器结构设计工作，要求设计件与试制件之间差异不超过0.1mm；为了达到重量控制精准，他推动整体制造，最后设计发图与制造成品之间的差异缩小到35千克，比国际普遍可接受的8%到20%的试制差异减少了两个数量级；在数字化领域，王向明所带领的团队更是做到了55个工作日没有一张协调单。这对打通我国军机行业三维设计、三维制造、三维检验提供了示范作用。
正是由于在将预研成果应用于制造产业方面的突出业绩，2013年1月18日，王向明作为第二获奖人，获得了国务院为“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”所颁发的国家技术发明奖一等奖。不久，他促成了我国第一家飞机结构实验室的建立——基于增材制造和特种加工技术的飞机新型功能结构研发与工程化验证研究实验室，并亲自出任实验室主任。
在谈到这一实验室的功能时，王向明认为实验室的重点在于两个方面，一是概念创新，二是工程化应用。目前实验室有核心技术两项，专利技术七项，而相比起已经充分实现的功能，王向明更着眼于未来飞行器，例如空天飞机，例如更多样的材料等，他希望能够使得增材制造实现更复杂的技术要求，例如制造更大型、复杂型结构件，制造高精度的飞行器蒙皮，以及梯度材料的多样结合等。有人说，这一实验室必将成为未来我国增材制造领域的重点发动机。但王向明是谦虚而务实的。他希望国家对于航空制造业的创新与尖端技术能够给予更多战略考量：“作为技术人员，我们只是大海中的一滴水，希望国家在这方面给予更多的战略布局，这样我国高端制造业才能与西方大国比肩而立。”