机械工程专业介绍

（一）学科概况

机械工程是以相关的自然科学和技术为理论基础，结合生产实践经验，研究各类机械在设计、制造、运行和服务等全寿命周期中的理论和技术的工程学科。机械工程学科的基本任务是应用并融合机械科学、信息科学、材料科学、管理科学、数学、物理、化学等现代科学理论与方法，对机械结构、机械装备、制造过程和制造系统进行研究，研制满足人类生活、生产和科研活动需求的产品和装置，并不断提供设计和制造的新理论与新技术。本学科具有理论与工程实践相结合、学科交叉，以及为其他科学领域提供使能技术的特点，是发现规律、运用规律和改造世界的有力工具。

机械工程学科是最早和最基础的工程学科之一，从石器时代制造简单手工工具到现代的智能机械，从第一次工业革命、第二次工业革命到当前的信息革命，人类的生产实践、科研活动和社会进步与机械工程学科有密切关系。在牛顿力学建立和蒸汽革命以后，1847年世界首个机械工程师学会在英国成立，标志着机械工程走向一个独立的学科。机械设计、机械制造与机械电子的理论和技术发展是机械工程学科的重要支撑。

建立在牛顿力学基础上的机械工程学科经历数百年辉煌以后，其内涵已经和正在发生着深刻的变化。近年来，信息技术、新能源、新材料、生物、微纳等高技术的迅猛发展，制造的新模式、新概念、新理论、新技术等不断涌现，拓展和丰富了机械工程学科的内涵，对学科发展和创新人才培养提出了迫切需求。机械工程学科不断吸收自然科学和其他应用技术领域的新发现和新发明，开辟新的发展方向；同时，新的工程领域也为机械工程学科提出了新的需求。机械工程学科需面向学科前沿和重要工程需求，开展基础理论和核心技术研究。

现阶段机械工程一级学科主要包括：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计与理论、车辆工程、微纳机电工程、工业工程、智能装备与机器人等二级学科。

（二）学科内涵

机械工程学科主要围绕各种机械产品与装备，开展设计、制造、运行、服务的理论和技术研究，培养高级专门人才。

机械工程学科主要研究领域和研究内容包括机械的基础理论，各类机械产品与装备的设计方法，制造技术与系统，检测控制与自动化，性能分析与实验研究，以及各类机械装备运行维护的理论与技术等。培养胜任以上设计、制造与科研开发任务的人才。

本学科以数学、力学、物理学、化学、生物学等为基础，融合材料学、电工电子技术、测量与控制技术、信息技术等，采用建模、仿真、优化、科学实验、工程实践等方法，研究机械学、机械设计、制造工艺和系统、机电控制、测试等理论和技术。

（三）学科范围

机械工程一级学科主要包括机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计与理论、车辆工程、微纳机电工程、工业工程、智能装备与机器人7个二级学科。

1.机械制造及其自动化

机械制造及其自动化是研究机械制造理论与技术、自动化制造系统和先进制造技术的一门学科。其任务是研究高能效、高效率、高可靠、绿色化、智能化制造出符合设计要求的产品所涉及的各种先进制造理论、方法、技术、工艺、装备、自动化和智能化系统，以及与相关学科最新发展成果相融合的先进制造模式等，并提升其使用价值。机械制造及其自动化学科培养从事机械产品加工、制造、运维、服务和相关研究开发的高级专门人才。主要研究内容包括：切削加工、磨削加工、数控加工、特种加工、超精密加工和智能制造、绿色制造、仿生制造、生物制造、增材制造、微纳制造、极端制造、高性能制造、可持续制造、再制造、可重构制造，以及自动化和智能制造系统等。

2.机械电子工程

机械电子工程是将机械、电子、计算机技术、传感技术、控制技术、网络和信息技术等有机融合而形成的一门交叉学科，是机械工程与电子工程的深度集成与融合。主要任务是采用机械、电气、检测、控制、计算机、电子等多学科的方法，对机电产品、装备与系统进行设计、制造和集成。机械电子工程学科培养能从事机电一体化设备以及生产过程自动化相关开发研究的高级专门人才。主要研究内容包括：机电系统与装备设计、机电系统控制及自动化、流体动力与传动、感知与测量、机电系统动力学、机电系统建模、仿真与控制、计算机信号与图像处理、机电产品与装备故障诊断。

3.机械设计与理论

机械设计与理论是根据服役需求等对机械产品的工作原理、结构与造型、功能与性能、运动与动力、物质-能量-信息传递等进行构思、分析、综合与优化的一门学科。机械设计作为一种创造性工作过程，是形成机械产品的起点和关键环节，决定着产品的外观、功能、性能、成本、制造性、维修性、人机环境和服务的价值及品质等。机械设计的任务是以机械产品为载体，形成产品定义（创意设计、造型设计、结构设计、功能设计、性能设计等），并表达为方案、图纸、模型、数据等技术资料，为制造提供依据。机械设计及理论学科培养从事机械产品的设计、性能分析、优化和相关研究开发的高级专门人才。主要研究内容包括：设计方法学、机构学与机器人原理、驱动与传动、机械动力学、机械强度与寿命、摩擦学与表界面技术、机电系统集成设计、生物与仿生设计、多学科优化与精益设计、数字化智能化设计、可靠性理论与保质设计、绿色与节能设计、性能分析与测试、人-机-环境融合设计等。

4.车辆工程

车辆工程是以道路车辆、轨道车辆和越野车辆等运载工具和系统为主要研究对象，面向民用、商用和军用等需求，综合运用力学、机械设计、电子与电气、计算机与控制、信息与网络、动力与能源等理论和技术，研究产品设计开发和生产制造的基础理论、关键技术和工程问题的一门学科。车辆工程学科培养从事各类车辆相关研究开发的高级专门人才。主要研究内容包括：车辆动力学与控制、车辆振动噪声分析与控制、车辆安全性、车辆排放控制、车辆轻量化、车辆空气动力学、列车牵引与控制、车辆可靠性与耐久性、系统级的悬架/转向/制动/行走机构/动力传动等开发与控制、混合动力与电驱动、车身设计与制造、车辆电子控制、车辆人因工程、车辆评价与验证、车辆试验与检测、车辆仿真与数字孪生、新能源车辆、智能车辆、网联车辆、无人车辆等。

5.微纳机电工程

微纳机电工程是研究具有微纳米尺度特征的功能器件及系统的工作原理、设计、制造、集成、测试及其应用的一门学科。主要任务是研发高性能微纳功能器件与系统所涉及的各种设计方法、先进材料、制造工艺、微纳装备、封装测试和智能化系统，以及与相关学科最新发展成果相融合的先进工作原理等。微纳机电工程学科培养从事微纳器件与系统的设计、制造、测试、服务与研究开发的高级专门人才。主要研究内容包括：微纳器件原理与设计、微纳制造装备与工艺、先进封装、微纳测量与表征、微纳系统可靠性、微纳机电系统、智能传感器、量子传感器、纳器件与原子制造、微纳执行器、微纳能源系统、微纳流控与生物芯片、光电芯片与器件、柔性电子与穿戴系统、集成电路制造、非硅微纳系统设计与制造等。

6.智能装备与机器人

智能装备与机器人是将装备及机器人技术与数字化、网络化、智能化技术深度融合，通过机械、电子、控制、人工智能、仿生等多学科交叉而形成的一门学科。主要任务是设计和制造满足不同功能要求，具有类生物体智能感知、认知、决策和控制能力的装备及机器人。智能装备与机器人学科培养从事机器人、智能装备与智能产品研究、开发与应用的高级专门人才。主要研究内容包括：智能装备与机器人系统设计、装备信息-物理系统、机器人机构学、机器人运动学与动力学、智能作动和传感原理及器件、智能感知与行为决策、灵巧操作规划与运动控制、智能人机交互、装备智能运维、人-机-环共融、类生命体系统及生-机-电一体化等。

（四）培养目标

1.硕士学位

树立正确的世界观、人生观、价值观，初步掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观和习近平新时代中国特色社会主义思想的基本观点，具有辩证唯物主义观点，树立社会主义信念和热爱祖国、振兴中华民族的使命感，培养探索精神、创新思维、崇尚真知、追求真理的恒心及毅力和诚信守法、团结合作的精神及能力。以“四个面向”为要求，掌握机械工程学科坚实的基础理论和深入的专门知识，了解本学科的前沿发展现状和趋势；具有从事科研工作或担负专门技术工作的能力，对所研究的课题具有新见解，具有工程问题建模、工程技术创新和开发的基本能力；具有良好的表达交流能力和团队精神，能熟练地阅读本专业的外文资料。

2.博士学位

树立正确的世界观、人生观、价值观，初步掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观和习近平新时代中国特色社会主义思想的基本观点，具有辩证唯物主义观点，树立社会主义信念和热爱祖国、振兴中华民族的使命感，培养探索精神、创新思维、崇尚真知、追求真理的恒心及毅力和诚信守法、团结合作的精神及能力。以“四个面向”为要求，掌握机械工程学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，熟悉本学科的前沿发展现状和趋势；具有综合运用机械工程学科的理论、方法和技术手段，发现、提出、分析与解决问题，并独立分析、解决前沿科学问题与工程技术问题的能力；具有学科前沿的综合视野，有较好的学科交叉研究能力和创新能力；具有宽阔的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作能力。

（五）相关学科

仪器科学与技术、材料科学与工程、控制科学与工程、航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理、电子科学与技术等。

硕士学位基本要求

（一）获本一级学科硕士学位应掌握的基本知识

1.基础知识

在本科机械工程相关专业的知识基础上，掌握本专业方向更深入的基础和专业基础知识，如机械学原理、前沿制造技术、力学、数理统计、计算方法、现代控制论等。

2.专业知识

围绕具体研究方向和研究内容，掌握该方向坚实的基础理论和深入的专门知识，如数字化设计、优化设计、材料成形、数控技术和特种加工等。

3.工具性知识

围绕研究方向和研究内容，深入了解相关工具的基础原理和使用方法，并能熟练应用于机械工程实际问题分析中，如实验仪器设备和测试技术、工业软件、国家及行业标准等。

4.实验知识

围绕研究方向和研究内容，深入掌握实验系统设计方法、实验技能和数据分析的基本理论和方法，能完成与研究方向相关的实验开展和报告撰写。

（二）获本一级学科硕士学位应具备的基本素质

1.学术素养

（1）热爱所从事的科学与技术研究工作，具有探索真理、刻苦钻研、勇于创新的精神；

（2）具有探索机械工程发展规律、科学规划和总结等学术素养；

（3）具有严谨求是的科学态度，良好的团队精神，强烈的社会责任感和家国情怀；

（4）具有良好的知识产权意识。

2.学术道德

（1）遵守国家、学位授予单位相关的法律法规和规章制度，遵守社会公德；

（2）遵守学术道德规范，诚实守信，学风严谨，杜绝学术不端行为。严禁弄虚作假，尊重他人劳动和权益，合理规范使用引文或引用他人成果。

（三）获本一级学科硕士学位应具备的基本学术能力

1.获取知识的能力

（1）在课程学习的基础上，通过阅读学术专著和学术论文、参加学术交流会、调研等多种形式和渠道，培养主动获取研究所需知识的自学能力、掌握正确研究方法的能力；

（2）深入掌握机械工程的理论、方法、技术和专业知识，熟悉本专业的最新发展状况和趋势；

（3）能够从工程实践、学术论文、研究报告、实验探索、学术交流中挖掘和发现本领域的相关问题和研究课题。

2.科学研究能力

（1）熟悉本研究方向的基本研究方法，了解本研究方向的国内外最新发展动态；熟悉机械工程领域相关技术和标准，相关行业政策、法律和法规；

（2）具有应用科学理论及方法、获得科学实验数据和进行专业分析的能力，对机械产品、装备或制造工艺进行创新设计能力；

（3）具有对本研究方向重要问题的分析评判能力，能够对已有研究成果进行价值判断。

3.实践能力

（1）能够灵活运用所学理论，开展专门技术工作的研发；

（2）能够将所学到的专业知识运用到实践中去，设计新产品，研究新工艺，并开展科学实验验证；

（3）能够自行设计并搭建实验装置；

（4）具有与他人良好合作、开展工程实践的能力。

4.学术交流能力

（1）学习期间应积极参加学术论坛、学术报告会、学术专题讲座、学术会议等学术活动；

（2）比较熟练地运用一门外国语阅读本专业外文资料，并能撰写论文，具有必要的听说能力；

（3）能够准确表达自己学术观点和研究结果。

5.其他能力

具有一定的规划、组织、协调等能力；具有良好的社会适应能力。

（四）学位论文基本要求

1.规范性要求

（1）硕士学位论文应在导师的指导下，由研究生独立完成，论文应有一定的系统性和完整性，有新见解；

（2）学位论文一般应包括：中英文题目与摘要、目录、绪论、正文、结论、参考文献、致谢等；

（3）学位论文要求文字简明，图表规范，条理清晰，分析严谨，理论推导正确，实验数据真实有效。

2.质量要求

（1）硕士生应能熟练查阅文献资料，撰写文献综述报告，在导师指导下正确选题；

（2）能对选题的科学根据、目的意义、研究内容、预期目标、研究方法、课题可行性等作出论证；

（3）对所研究的课题应该有新见解，在原理方法、实验方案、工艺流程等方面有所创新，具有一定的独立进行科学研究或独立担负专门技术工作的能力。