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機械工程學科是研究機械結構和系統的性能及其設計理論與方法，機械電子科學和機械制造理論與實踐的科學。它交叉融合并綜合應用機械科學、信息科學、電氣自動化科學、材料科學、先進制造理論與實踐、生命科學、管理科學、計算機科學等現代科學技術的理論方法，研究各種機械系統、結構及其元件的工作原理、運動和動力學性能、模擬仿真及優化的理論方法、振動與噪聲、摩擦、磨損與潤滑、傳動、創新發明與設計及計算方法、機械結構的運動與控制、數控加工、零件的加工工藝、液壓伺服系統的控制、機器人技術和傳感器技術等問題。

機械工程學科是我校歷史悠久、實力強的學科之一，可追溯到1960年，郵電部為推進郵政自動化工作的進程，委托北京郵電學院籌辦郵政機械專業。1972年，北京郵電學院正式成立了機械工程系，2000年正式更名為自動化學院。經過多年的發展，我專業擁有二級學科機械電子工程博士點，在空間機器人技術、機器人機構學、變胞機構學、虛擬現實技術、郵政自動化與物流技術、測控技術與故障診斷等方向廣泛開展理論探索和工程應用研究，取得了重大成就，曾獲得國家教委科技進步一等獎、國家自然科學四等獎，國家教委科技進步三等獎。其中，廖啟征教授攻克了被稱為“機構學的珠穆郎瑪峰”的7R世界難題。

本學科還建有空間機器人技術教育部工程研究中心等省部級工程中心、實驗室，并有1個北京市重點學科（機械電子工程）和1個北京市高等學校實驗教學示范中心（機電工程實驗教學中心）。本學科科研力量雄厚，經費充足，每年承擔科研項目40多項，包括國家自然科學基金、國家863項目和國家973項目等。