美國機械工程專業(yè)介紹及就業(yè)分析

　　一、機械工程專業(yè)介紹

　　機械工程是以有關(guān)的自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)實踐中的技術(shù)經(jīng)驗，研究和解決在開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實際問題的應(yīng)用學(xué)科。機械是現(xiàn)代社會進行生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素(人、資金、能源、材料和機械)之一，并參與能量和材料的生產(chǎn)。

　　機械工程的學(xué)科內(nèi)容，按工作性質(zhì)可分為以下方面：①建立和發(fā)展可實際和直接應(yīng)用于機械工程的工程理論基礎(chǔ)。如工程力學(xué)、流體力學(xué)、工程材料學(xué)、材料力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、熱力學(xué)、摩擦學(xué)、機構(gòu)學(xué)、機械原理、機械零件、金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等。②研究、設(shè)計和發(fā)展新機械產(chǎn)品，改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和未來的需要。③機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，如生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)、生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度、編制和貫徹制造工藝、設(shè)計和制造工藝裝備、確定勞動定額和材料定額以及加工、裝配、包裝和檢驗等。④機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理，如確定生產(chǎn)方式、產(chǎn)品銷售以及生產(chǎn)運行管理等。⑤機械產(chǎn)品的應(yīng)用，如選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維修和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械產(chǎn)品和成套機械設(shè)備。⑥研究機械產(chǎn)品在制造和使用過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染和自然資源過度耗費問題及處理措施。

　　二、專業(yè)方向

　　ME在美國大學(xué)里算是一個非常全而精的專業(yè)，方向非常細，下面我們具體介紹一下每一個研究方向以及申請時相應(yīng)具備的基本專業(yè)背景條件：

　　能量類

　　1. 能量

　　主要研究方向：能量及流體，主要包括風(fēng)能、水能的能量轉(zhuǎn)換、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其設(shè)備的設(shè)計制造、能量系統(tǒng)及熱力學(xué)、能量應(yīng)用(加熱/通風(fēng)/空調(diào)及制冷用能)、能量及環(huán)境、環(huán)境能量技術(shù)評估、熱物理學(xué)、太陽能、清潔能源、清潔能源技術(shù)。

　　申請所需相關(guān)背景：申請此方向需要有很強的物理學(xué)基礎(chǔ);當(dāng)偏流體學(xué)相關(guān)時，那么申請者相應(yīng)的流體力學(xué)、空氣動力學(xué)，熱力學(xué)等相關(guān)背景；如果有能量系統(tǒng)整體研究則要有很好的數(shù)學(xué)建模能力；在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)備制造這一領(lǐng)域，則要有很好的Design and Manufacturing相關(guān)背景。

　　2. 摩擦

　　主要研究方向：摩擦?xí)r能量的轉(zhuǎn)換，同熱物理學(xué)結(jié)合非常緊密，并同新型材料的研究開發(fā)結(jié)合，對某些材料的相關(guān)摩擦性能進行研究。

　　申請所需相關(guān)背景：物理學(xué)的研究內(nèi)容之一，所以申請此專業(yè)一定要有好的物理背景。除此之外根據(jù)不同的方向應(yīng)有熱力學(xué)或材料學(xué)相關(guān)背景。

　　3. 燃燒

　　主要研究方向：燃燒、燃燒及推進、燃燒及能量、能量轉(zhuǎn)換、燃燒及熱傳遞、電氣推進、渦輪及推進、汽車工程中內(nèi)燃機的燃燒研究等。

　　申請所需相關(guān)背景：同摩擦一樣，物理背景必不可少，熱力學(xué)非常重要。當(dāng)然如果是偏向設(shè)備，那么就需要機械的設(shè)計制造與控制背景了。

　　4. 流體

　　主要研究方向：主要針對兩大主要方向：航空航天領(lǐng)域和能量領(lǐng)域。前者有空氣動力學(xué)，推進，空間探索系統(tǒng)，后者有水電、風(fēng)電為主的流體能量轉(zhuǎn)換。另外還有環(huán)境及生物流體力學(xué)，流體動力學(xué)，流體物理學(xué)，熱力學(xué)，物質(zhì)專業(yè)。

　　[page]申請所需相關(guān)背景：如果從事理論研究，則對物理、數(shù)學(xué)建模和流體力學(xué)要求非常高，如果是偏相關(guān)設(shè)備的研究則要很好的機械背景。

　　材料類

　　1. 納米微米機械材料

　　主要研究方向：納米技術(shù)的不斷發(fā)展給機械領(lǐng)域提供了一種全新的材料選擇的可能。目前和機械交叉的研究領(lǐng)域主要集中在：高級材料學(xué)、材料及固體力學(xué)、材料及機械系統(tǒng)、材料加工、材料機械特性、材料力學(xué)、材料力學(xué)及制造。

　　申請所需相關(guān)背景：需要有很強的材料學(xué)背景，同時要求有固體力學(xué)，材料力學(xué)，工程力學(xué)背景。

　　2. 聚合工程

　　主要研究方向：主要通過分子聚合技術(shù)為機械領(lǐng)域提供新型材料

　　申請所需相關(guān)背景：需要有很好的高分子材料相關(guān)背景，同時對材料力學(xué)的要求也比較高。

　　3. 生物機械

　　主要研究方向：生物機械，生物力學(xué)，生物機械工程，生物材料與設(shè)備，材料力學(xué)，生物傳感器，納米技術(shù)，活細胞封裝，工程生物力學(xué)，生物醫(yī)學(xué)機械工程，神經(jīng)工程學(xué)，整形外科工程，感覺及神經(jīng)系統(tǒng)研究，運動生物力學(xué)，人造心臟。

　　申請所需相關(guān)背景：這是典型的新興學(xué)科同傳統(tǒng)基礎(chǔ)學(xué)科結(jié)合的表現(xiàn)。總體來說，此方向需要生物學(xué)，機械工程和醫(yī)學(xué)知識三個領(lǐng)域的知識背景。單純的生物或醫(yī)學(xué)背景是很難適應(yīng)此學(xué)科的要求的，需要在具備機械背景的同時擁有生物，或者醫(yī)學(xué)知識，尤其是生物學(xué)知識。這里所說的機械背景主要指機械中基本的制造，力學(xué)，材料背景。但要求不會像前面幾個學(xué)科中對純力學(xué)或材料背景那么高的要求。另外對于神經(jīng)工程學(xué)，感覺及神經(jīng)系統(tǒng)研究，人造心臟這些方向，處了需要醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)知識外，還要有很好的EE背景(信號模擬，信號傳輸?shù)?。

　　制造類

　　1. 設(shè)計

　　主要研究方向：機械設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計，設(shè)計方法學(xué)，計算機輔助設(shè)計，工程設(shè)計

　　申請所需相關(guān)背景：設(shè)計在國內(nèi)主要以工業(yè)設(shè)計學(xué)院的形式設(shè)置。ME中的Design，適合的申請者一般具有機械理論基礎(chǔ)(分具體機構(gòu)和整體制造流程理論兩大方面)，同時又有設(shè)計基礎(chǔ)——包括一定的藝術(shù)功底(素描)，電腦繪圖軟件(Photoshop，ProE等)的運用。

　　2. 制造

　　主要研究方向：計算機輔助制造，產(chǎn)品實現(xiàn)，高級制造，制造科學(xué)，制造系統(tǒng)，納米制造。

　　申請所需相關(guān)背景：國內(nèi)ME學(xué)生的主要申請方向集中于此，而且多集中于機械制造和計算機輔助制造。對于此專業(yè)的學(xué)生，申請首先需要基本的機械工程學(xué)背景，包括：機械原理，機械制造和固體力學(xué)背景。另外，對于產(chǎn)品實現(xiàn)，高級制造和計算機輔助制造，一定要有很強的計算機背景，包括計算機語言編程，設(shè)計軟件的使用;納米制造則首先要有很好的納米技術(shù)應(yīng)用背景，然后具備一定的工程學(xué)知識。

　　控制類

　　[page]1. 計算機輔助工程

　　主要研究方向：計算流體力學(xué)，計算工程及信息技術(shù)，計算力學(xué)，計算科學(xué)及工程，計算機輔助工程，計算機輔助設(shè)計，力學(xué)建模，數(shù)學(xué)計算建模，數(shù)字推進，數(shù)字方法，數(shù)字模擬，虛擬現(xiàn)實應(yīng)用。

　　申請所需相關(guān)背景：極強的數(shù)學(xué)背景——應(yīng)用數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)建模，計算工程，同時還需要計算機語言能力和計算機軟件運用能力。如果能在具有這些能力的同時還能有相應(yīng)的其他背景(如申計算流體力學(xué)有流體力學(xué)背景，申計算機輔助設(shè)計有設(shè)計經(jīng)歷，計算工程及信息技術(shù)有EE背景)那么會使自己在申請中得到很大程度上的加分。

　　2. 系統(tǒng)與自動控制

　　主要研究方向：系統(tǒng)控制，控制/設(shè)計/制造，控制及動力學(xué)，控制/機器人/儀表，動力學(xué)系統(tǒng)及控制，動力學(xué)系統(tǒng)/控制及機械人，旋轉(zhuǎn)機械動力學(xué)，動力學(xué)/振動/聲學(xué)，系統(tǒng)動力學(xué)及控制，系統(tǒng)識別及控制，系統(tǒng)/測量/控制，智能機械系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)，機械系統(tǒng)，非線性動力學(xué)及適應(yīng)控制，非線性飛行控制，機械人學(xué)，機械人及控制，機械人及動力學(xué)，機械人及自主系統(tǒng)，機械人及人機交互，轉(zhuǎn)動體動力學(xué)，自動化，自動推進系統(tǒng)，自動巡航系統(tǒng)。

　　申請所需相關(guān)背景：需要數(shù)學(xué)、計算機語言編程、基本的EE相關(guān)背景(電子電路知識)、控制的魯棒與最優(yōu)控制、魯棒多變量控制系統(tǒng)、大規(guī)模動態(tài)系統(tǒng)、多變量系統(tǒng)的標(biāo)識、控制與動態(tài)游戲、用于控制與信號處理的自適應(yīng)系統(tǒng)、隨機系統(tǒng)、線性與非線性評估的設(shè)計、隨機與 自適應(yīng)控制等等，同時根據(jù)不同側(cè)重點，應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)計制造、動力學(xué)、儀表等相關(guān)背景。

　　3. 微電子系統(tǒng)

　　主要研究方向：MEMS，納米制造，微機械與納機械裝置，超聲微噴流(Microjet)和微米尺度電機，納米尺度熱量流動，微流體，微重力，微尺度熱傳遞，微米/納米系統(tǒng)，納米摩擦學(xué)，納米力學(xué)。

　　申請所需相關(guān)背景：MEMS是一個多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，最基礎(chǔ)的方面是微制備技術(shù)的加工知識，制造微量結(jié)構(gòu)的方法，同納米技術(shù)結(jié)合緊密，所以很強的納米技術(shù)必不可少。同時根據(jù)不同側(cè)重點還需要有基本的機械理論知識，流體，力學(xué)相關(guān)知識。

　　三、就業(yè)前景分析

　　從職位上來說，機械工程仍然還是屬于現(xiàn)在比較熱門的專業(yè)，所以從事行業(yè)廣泛，從顧問工程師，工業(yè)工程師，塑料制造工程師，安全技術(shù)工程師，到測試工程師，汽車工程師，生產(chǎn)制造工程師，設(shè)計工程師，研究開發(fā)技術(shù)人員等等。

　　從服務(wù)領(lǐng)域來說，機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，無不需要機械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：

　　1. 研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械，包括將熱能、化學(xué)能、原子能、電能、流體壓力能和天然機械能轉(zhuǎn)換為適合于應(yīng)用的機械能的各種動力機械，以及將機械能轉(zhuǎn)換為所需要的其他能量(電能、熱能、流體壓力能、勢能等)的能量變換機械。

　　2. 研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械，包括應(yīng)用于第一產(chǎn)業(yè)的農(nóng)、林、牧、漁業(yè)機械和礦山設(shè)備，以及應(yīng)用于第二產(chǎn)業(yè)的各種重工業(yè)機械和輕工業(yè)機械。

　　3. 研制和提供從事各種服務(wù)的機械，包括交通運輸機械、物料搬運機械、辦公機械、醫(yī)療器械、通風(fēng)、采暖和空調(diào)設(shè)備、除塵、凈化、消聲等環(huán)境保護設(shè)備等。

　　4. 研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械，如洗衣機、冰箱、鐘表、照相機、運動器械等。

　　5. 研制和提供各種機械武器。

　　[page]總的來說，機械工程是就業(yè)市場上不倒翁，就如美國經(jīng)濟學(xué)家所言，不管經(jīng)濟如何衰退，社會對工程師的需求永遠不會減少。2009年美國機械工程專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生的平均起薪是5萬8766美元，比2008年畢業(yè)生的平均年薪增加了3.1%。由于美國經(jīng)濟放緩，機械工程專業(yè)的畢業(yè)生市場需求量也減弱，但仍保持一定比例的增長。美國勞工部預(yù)測，到2016年，就業(yè)市場對大學(xué)機械工程專業(yè)畢業(yè)生的總體需求量會增加4%。一般預(yù)計，在生物工程、原材料科學(xué)和納米技術(shù)等領(lǐng)域，對機械工程專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生的需求量會有較大增加。

　　四、申請條件

　　總的來說，機械工程專業(yè)申請難度如下：最難申請的：系統(tǒng)與自動控制，微機電系統(tǒng)(MEMS)，計算機輔助工程。其次：制造，設(shè)計。較澳際請的：納米材料，生物機械，聚合工程。

　　美國選校眾多，怎么劃分自己的申請范圍是關(guān)鍵，個人的條件是否符合理想院校的錄取要求，一定要反復(fù)在學(xué)校官網(wǎng)上查詢。但讓很多同學(xué)頭痛的是，官網(wǎng)上公布的條件基本都是最低要求，而從每一年學(xué)校招收后公布出來的錄取情況，和最低要求差距是很大的。所以我們總結(jié)出來綜合前100的大學(xué)的較有競爭力的條件如下：

　　Top 10

　　1.G，T可能不一定要很高，但是你一定要有好的GPA，非常牛的背景：國內(nèi)三大申請牛校(清華、北大、澳際大)之一的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，有非常好的RA經(jīng)歷，或有非常牛的Paper(在IF大于4.0的國際期刊上發(fā)表)。一般對很多牛人來說，這兩個會同時出現(xiàn)。然后專業(yè)課程、專業(yè)技能方面很出色

　　2.G，T，GPA成績非常高(G600/790/4.5，T110/7.0以上)，出身于上述牛校，有比較出色的RA經(jīng)歷，有一定水平的Paper。最好再有很牛的推薦人，比較出色的PS等。

　　Top20-50

　　這樣的學(xué)校雖然也會招上述的兩類人，只是標(biāo)準(zhǔn)會微微降低。另外他們會更對硬件要求高一些。申請這些學(xué)校需要優(yōu)秀的G，T成績(G550/790/4.0，T105/6.5以上)GPA3.6左右，可以是國內(nèi)牛校本專業(yè)僅次于申請美國Top10的人，也可以是國內(nèi)Top20學(xué)校的本專業(yè)的Top3-Top5學(xué)生。

　　Top60-100

　　這是中國學(xué)生申請的最重要學(xué)校群。前兩個檔次的會拿這些學(xué)校中不錯的一部分作為保底，而其他學(xué)校的優(yōu)秀學(xué)生會把主要目標(biāo)放在這部分學(xué)校。這部分基本來自于國內(nèi)學(xué)校Top50的專業(yè)rank在25%左右的學(xué)生。TG成績還是會有比較嚴(yán)格的要求(G450/780,T90/6.5以上)

　　五、推薦院校

　　加州理工學(xué)院 (California Institute of Technology)

　　加州大學(xué)伯克利分校 (University of California Berkeley)

　　佐治亞理工學(xué)院 (Georgia Institute of Technology)

　　伊利諾伊大學(xué)厄本那—香檳分校 (University of Illinois Urbana Champaign)

　　普渡大學(xué)西拉法葉校區(qū) (Purdue University, West Lafayette)

　　卡內(nèi)基梅隆大學(xué)　(Carnegie Mellon University)

　　約翰·霍普金斯大學(xué)　(Johns Hopkins University)

　　德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校 (The University of Texas at Austin)

　　賓州州立大學(xué) (Pennsylvania State University)

　　德克薩斯A&M大學(xué) (Texas A&M University)

　　明尼蘇達大學(xué)雙城分校(University of Minnesota Twin Cities)

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