首席教授-汪家道
清华大学长聘教授,博士生导师,入选国家级高层次人才计划。现任清华大学机械学院院长、机械工程系系主任,清华大学天津高端装备研究院院长。兼任中国机械工程学会摩擦学分会理事、中国体育科学学会常务理事等。长期从事流固界面力学调控与自组装微纳制造研究,提出了基于自组装的新型功能涂层制备、金属电路智能制造、细胞纳米穿刺转染等微纳制造新技术,以及横向凹槽微旋涡气动减阻、水下微空泡减阻等流固界面减阻新技术。自组装微纳制造技术实现了产业转化应用,减阻技术助力国家自行车、冬奥短道速滑队等获得奥运会金牌和成绩突破。已发表学术期刊论文200余篇,授权发明专利50余项。先后获得教育部自然科学一等奖、教育部技术发明一等奖等科技奖励。
大类介绍
制造业是国民经济的基础产业,当前我国正处于制造产业转型的关键时期。智能制造成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容,也是加快发展方式转变,促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措。智能制造的本质是人机一体化智能装备,不仅利用装备完成繁重琐碎的体力劳动,更重要的是用装备辅助人类进行分析、推理、判断、构思和决策等脑力活动,从而大幅提升生产质量和效率。实现智能制造的最主要装备是机器人,智能车辆和运载工具是最典型也是最复杂的机器人。
面向智能化带来的挑战和机遇,本大类将清华大学在智能制造与装备领域的科学研究特色转化为人才培养优势。在机器人与智能制造方向,提出的并联机器人解决了中国“天眼”FAST三大技术难题之一的柔性支撑定位系统以及7.4吨重世界现役装载能力最强的天舟六号货运飞船的精密制造,开发了中国首套飞行器大部件智能对合机器人、中国首套大型飞行器智能喷涂机器人,为国家重点企业建立了智能制造生产线。在微纳制造方向,发现了全新的超滑体系,大幅减少了摩擦损耗,研制的化学机械抛光装备和光刻机工件台解决了集成电路制造的卡脖子问题,在微纳结构、微纳器件和芯片封装等领域取得了世界领先的研究成果。在生物制造方向,开发了3D打印智能装备和工艺,通过细胞、凝胶、高分子、金属等生物材料构建仿生组织和器官,结合人工智能技术,开发康复机器人、仿生机械手、软体机器人、变体飞行器、脑机接口等生医机械,解决困扰人类健康发展的根本问题。在智能车辆与交通方向,为中国智能汽车系统核心技术突破和产业化做出重要贡献,建立了汽车智能驾驶系统动态设计与控制理论和方法,攻克了“控制协同、结构共用、车云融合”核心关键技术,研制出“安全驾驶”、“集成驾驶”、“网联驾驶”等智能系统装置。在智慧能源与动力方向,深度参与中国节能与新能源汽车战略规划、技术研发、示范考核、国际合作及产业推进,牵头成立了中国电动汽车百人会,提出以纯电动轿车为突破口带动新能源汽车全面发展的技术转型战略,形成了氢能-储能-智能三位一体布局。
培养优势
本大类主要依托机械工程系和车辆与运载学院建设,拥有全国顶尖的师资队伍,教师队伍水平高、规模大。现有在职教师系列235人,包括柳百成、王玉明、雒建斌、欧阳明高、李骏、李克强、钟志华、张亚勤等两院院士8人、国家高层次人才70余人、国家级教学名师2人,北京市教学名师7人,国家级一流本科课程14门、北京高校优质本科课程2门、清华大学精品课程20余门、机械设计基础(1)教学团队获得教育部课程思政示范团队和2023年国家级教学成果奖一等奖,为培养创新型领军人才提供了优秀的师资和课程保障。
本大类拥有高端装备界面科学与技术全国重点实验室、智能绿色车辆与交通全国重点实验室、清洁高效透平动力装备全国重点实验室、国家计算机集成制造系统工程技术研究中心、中美清洁汽车技术国家级国际联合研究中心等国家级重点实验室和工程中心、8个国家级实验教学示范中心、2个国家级工程实践教育中心、5个省部级重点实验室,4个国际联合实验室或国际科技合作基地,2个技术转移外派专业研究院:天津高端装备研究院和苏州汽车研究院。本大类与制造业、新能源、智能运载等产业界有深入合作,在这些领域具有深厚的校友资源和重要影响,为培养学生成为领域内的拔尖领军人才提供了平台和支撑。学生可以根据兴趣爱好进入国内外一流平台参与高水平科研与创新,为奠定宽广厚实的专业基础和拔尖创新的科研能力提供了丰富资源,毕业生的就业面广,发展空间大。
本大类注重培养学生的国际视野和全球胜任力,机械工程专业是国内最早通过ABET国际认证的专业之一,与美国麻省理工学院、德国亚琛工业大学、日本东京大学、新加坡南洋理工大学等国际一流大学建立了深入合作,通过共建课程、研修访学、会议赛事、双学位项目、海外留学等多层次措施,有近一半的学生在校期间有海外交流经历。近五年来本大类80%以上同学可获得免试攻读研究生资格;也有一定比例的同学自由选择到国外知名高校攻读研究生,或者参与到清华大学与国外一流大学的联合培养项目中继续深造。少数本科毕业生直接就业,包括企业、院所、政府和创业等,毕业生质量受到用人单位的一致好评。
学科特色
面向科技发展前沿和国家重大需求,本大类注重与信息、能源和生物等学科的交叉融合,培养学问笃实、践行创新的拔尖领军人才。机械工程系成立于1932年,是清华最早的工科系之一,历经90余载,形成了涵盖机械设计、制造工程和成形制造的完善学科体系,包括智能制造与机器人、微纳制造与IC装备、生物制造与医疗装备、关键零部件与高端装备等特色方向。清华大学在国内最早开展车辆工程人才培养与科学研究,1952年在机械工程系正式设立汽车专业,1980年成立汽车工程系,为应对汽车电动化、智能化、网联化和共享化带来的技术变革,2019年改名为车辆与运载学院,形成了车辆动力与智慧能源、车辆工程与智能安全、智能车辆与智慧出行、特种车辆与动力等特色方向。根据2024年QS世界大学学科排名,清华机械工程学科位居全球第13,在国际上处于领先地位,是中国高校机械工程学科中排名最高的。在国内历次学科评估中,清华机械工程学科的评估结果均为A+。
专业确认方案
本大类学生自由选择进入机器人与智能制造、微纳制造、生物制造、智能车辆与交通、智慧能源与动力等6个方向;在大一结束前,根据学生的志愿和兴趣,进行二次双向选择。根据学生的意愿,毕业获得机械工程或车辆工程本科专业学位。
联系方式
咨询电话:010-62790259;
电子邮箱:jxxjwk@tsinghua.edu.cn
相关院系—机械工程系
专业剖析
“工欲善其事必先利其器”,国家强大靠实体经济,制造业是工业之母,是兴国之器、强国之基。我国已经成为制造业大国,制造业增加值占全球比重约30%,连续14年位居全球首位,但大而不强,从制造业大国迈向制造业强国,首先需要提升自主创新能力。机械工程是一门利用物理定律为机械系统作分析、设计、制造和维护的学科,机械系统包括了飞机火箭、汽车高铁、船舶军舰、建筑桥梁、压力容器、机床机构、仪器仪表、集成电路、医疗器械、消费电子等用于运动支撑、能量转换及检测控制的各类装置,与国民经济、社会福祉和国家安全密切相关。
机械工程主要面向制造业,是提升国家自主创新能力的基础,人类历史上每一次工业革命和重大产品革新都离不开机械工程的支撑。在科学技术迅猛发展的今天,机械工程和材料、信息、能源、生物等学科的交叉愈加明显。智能化正在改变社会和科技的发展,人工智能、大数据和机器人的紧密结合催生了下一代产业革命的核心技术:智能制造,而实现智能制造的最主要装备是智能化机器。机械工程专业关注如何利用信息和数据来设计制造智能化机器,用机器承载智能化,引领技术创新,加速产业变革,推动社会进步。
比较优势
机械工程是清华大学最早和最王牌的专业之一,成立于1932年,为国家级特色专业建设点,2009年通过全国工程教育专业认证,2016年通过ABET国际认证。清华大学机械工程学科历次国内学科评估均为A+,在2024年QS世界大学机械工程学科排名中位列全球第13位,是中国大学中排名最高的。面向科技发展前沿和国家重大需求,清华大学机械工程系提出创新学术思想和引领技术发展的双T教育理念,贯彻“厚基础、强交叉、重实践”培养特色。“厚基础”的核心是加强通识和工科基础课程,塑造完整人格和终身学习能力;“强交叉”指的是面向科技前沿的学科交叉融合,包括与人工智能交叉的机器人与智能制造方向(与清华大学自动化系共建)、与集成电路交叉的微纳制造(与清华大学集成电路学院共建)、以及与生命医学交叉的生物制造(与南洋理工大学共建)等特色方向;“重实践”指的是产教研结合的贯通式实践,培养学生发现问题和解决问题的创新思维和综合能力。
机械工程系是清华大学教师规模最大和科研能力最强的工科院系之一,拥有高端装备界面科学与技术全国重点实验室、清洁高效透平动力装备全国重点实验室、国家 CIMS 工程研究中心、机械工程实验教学国家示范中心、国家基础课程教学基地、国家工程实践教育中心、先进成形制造教育部重点实验室、高端装备创新设计制造国际合作联合实验室、精密超精密加工装备与控制北京市重点实验室、生物制造与快速成形技术北京市重点实验室等国家和省部级科学研究和人才培养平台。基础训练中心先后获得了国家双创示范基地、数字化制造系统虚拟仿真国家级实验教学示范中心、国家级综合性工程训练实验教学示范中心、北京市高校示范性创新实践基地等荣誉称号。机械工程系拥有多名国家级和北京市教学名师,“机械设计基础(1)”、“系统动力学与控制”、“机械设计基础A(2)”、“制造工程基础”、“工程材料”、“有限元分析与应用”等本科生核心课获国家级一流本科课程,机械设计基础(1)教学团队获得教育部课程思政示范团队和2023年国家级教学成果奖一等奖。
机械工程专业旨在培养知行合一的科技引领者,尤其注重实践创新能力的培养,形成了课程、方向、科创和实习相结合的贯通式、产教研融合实践体系。在学业导师指导下,学生依托各类平台,根据自己的兴趣独立或协同开展科学研究或参加科技竞赛。近年来,机械工程专业本科生踊跃参加机器人世界杯足球锦标赛、世界机器人大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、首都高校机械创新设计大赛等国内外赛事,屡创佳绩,在2021和2022年连续获得中国机械行业卓越工程师教育联盟“恒星杯”本科毕业设计大赛金奖。
国际交流
机械工程系与国际学术界和工业界保持着密切联系,拥有众多国际交流机会。与美国麻省理工学院、加州大学伯克利分校,德国亚琛工业大学、柏林工业大学,日本东京大学,新加坡南洋理工大学等世界级机械工程强校建立了十分密切的合作关系。每年派出近200余名本科生、研究生到国外进行短期以及半年至两年的交流和联合双学位培养,每年接收一定比例的外籍留学生与本系学生一同学习生活,在校的留学生主要来自美国、德国、日本、韩国、东南亚和非洲等国家。在国际化实践教学方面,机械工程系与通用电气、瑞典山特维克可乐满、德国西门子等著名公司建立了密切合作关系,为学生的工程实践训练和创新能力培养提供优质的海外实践平台。
未来发展
机械工程专业毕业生的职业发展前景广阔,可选择面宽,具有极强的适应能力。清华大学机械工程系近4年共有本科毕业生约600名,包括创新班、定向和强基计划学生等。应届毕业生中每年约 80% 的学生可获得免试继续攻读国内博士或硕士学位的资格,主要在清华大学、北京大学和中国科学院等高校和科研院所继续深造;部分毕业生赴麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、帝国理工学院、南洋理工大学等世界一流大学继续深造;极少数本科生毕业后选择直接就业,去向包括国家重点企业、科研机构、政府部门和自主创业等。多年来机械工程系为学术界、工业界和国家政府部门培养了众多的学术大师、兴业英才和治国栋梁,涌现出了许多杰出校友,毕业生质量受到用人单位的一致好评和信任。
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相关院系—车辆与运载学院
专业剖析
全球汽车科技正经历一场百年未遇的科技革命,道路运载领域正向电动化、智能化、网联化和共享化加速变革,不断地颠覆传统汽车的学科基础、人才培养和技术内核,人工智能、物联网、大数据和绿色能源等领域的技术革新快速融于运载工具的设计与制造,为人类社会带来前所未有的变革机遇。车辆工程专业具有学科交叉性强、专业知识结构宽广的特点,设有汽车造型设计特色方向。课程设置与研究方向涵盖机械原理与结构、车辆理论与设计、能源转换与存储、智慧出行理论、车路协同控制、电力电子及驱动、交通科学与工程、汽车造型及设计等学科。
比较优势
车辆与运载学院始终坚持科教融合,促进前沿科研成果融入教育教学,构建专业性强、特色鲜明、通专融合的人才培养体系,培养具有扎实的基础理论和专业知识、突出的创新和实践能力、健全的人格和体魄,能在国际学术界具有竞争力、在国民经济和社会发展中发挥核心作用的高水平学术人才、技术人才和管理人才。
车辆与运载学院瞄准“低碳化、电动化,轻量化,智能化,网联化,共享化”发展方向,面向国家目标、国际水准、国防需求,定位基础理论、基础技术、基本问题,遵循学科交叉、技术融合、行业跨界的协同创新机制,是“智能绿色车辆与交通全国重点实验室”的支撑院系,“中美清洁汽车联盟”的中方主持单位,拥有清华大学第一个外派院——苏州汽车研究院,清华大学第一批跨学科研究交叉中心——智能网联汽车与交通研究中心,此外还与丰田、日产、壳牌、一汽解放、滴滴出行等多个单位成立了校企联合研究中心。学院高水平的科研工作为人才培养提供了坚实的基础。
国际化
车辆与运载学院人才培养面向世界一流科技前沿,国际化程度高,技术交流频繁,设有完整的全英文授课研究生培养项目。学院与欧洲、北美、日本等十余所著名高校建立了人才培养合作渠道,并与世界众多知名企业合作,为学生提供多层次、多渠道的国际访学及实习机会。其中,和德国亚琛工业大学已连续20年硕士生联合培养,双方逾220名研究生获得双硕士学位。另外,每年有约10名博士生入选中国留学基金委国家建设高水平大学公派研究生项目,前往世界一流大学开展联合学术研究,世界一流水平的教师队伍更为学生提供了宽阔的学术视野。与此同时,学院一直积极开展国内外学术交流与科研合作,坚持与国际一流大学、国际知名公司和研究机构及美国、欧盟等政府部门开展合作,进行人员互访、合作开展科学研究。
知名校友
陈清泰,1957 级,全国政协原常委、经济委员会副主任,国务院发展研究中心企业研究所名誉所长。
董扬,1977 级,中国汽车工业协会原常务副会长。
袁宏明,1982 级,陕西汽车控股集团有限公司董事长。
李超,1982 级,中国证券监督管理委员会副主席。
祖似杰,1986 级,上海汽车集团股份有限公司副总裁、总工程师。
王进展,1989 级,中国科学技术协会书记处书记。
方红卫,1984 级,陕西省西安市委书记。
就业主要方向
汽车、交通、航空航天、能源、信息技术等领域的重点国有企业、科技领军企业、学术科研机构与政府部门。
境外深造院校
帝国理工学院、查尔姆斯理工大学、苏黎世联邦理工学院、曼彻斯特大学、慕尼黑工业大学、洛桑联邦理工学院、新加坡国立大学、哥伦比亚大学等
主要就业单位
中国兵器工业集团、重庆长安、上汽、北汽、一汽、广汽、中国华能、中海油等著名国有大型企业
华为、比亚迪、经纬恒润、理想、吉利、小米、百度等专业对口领域制造业、高新技术企业
清华、北大、中科院、北理等高校和科研院所
中共中央组织部、国家发改委、工业和信息化部、地方政府社会公共管理部门以及中信等金融企业
联系方式
咨询电话:010-62771760
电子邮箱:heailing@tsinghua.edu.cn
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