기계공학과

1. 개요

2. 대학 생활

3. 개설 과목

3.1. 교양과목

• 수학[4] - 미적분학, 공업수학, 통계학
  고등학교 수준의 수학으로도 어떻게든 벡터 역학의 간단한 문제 정도는 풀어낼 수야 있지만[5], 그 이상으로 복잡한 수학이 들어가야 하는 전공 심화과정은 고등학교 수학으론 어림도 없다. 아무리 자신이 이전까지 수학을 잘했다고 하더라도 이 과목들을 배울 때는 아주 열심히 잘 들어두자. 일반적으로 가장 중요시되는 과목은 미적분/미분방정식/선형대수학이고, 나머지는 비교적 덜 중요하게 여겨지는 편.[6]
  1학년 때의 미적분학[7] → 2학년 때의 공업수학(미분방정식/선형대수학/복소함수/미분기하)[8] → 이하 심화 과목 테크트리를 타는 경우가 일반적. 복소함수론 같은 과목은 각각의 개별적 과목으로 듣는 경우가 수학 복수전공생 말고는 드물다.[9] 한편 2학년 때는 4대 역학을 듣는 게 일반적인 커리큘럼이기에 문자 그대로 죽어난다고 생각하면 편하다. 3학년 때는 그냥 죽는다 학교에 따라서는 아예 선형대수학 교과가 따로 있다. 중앙대학교가 대표적.

• 물리학 - 일반물리학
  7급 출제과목. 여기에서 벡터 역학/열역학/전자기학/파동 이론/상대론과 양자 역학 등에 대한 맛보기 지식을 얻는다. 대부분의 대학에서 1,2로 나눠서 1년동안 실험과 함께 배운다. 이론과 실험은 별도 과목으로 분리되어 있는 경우도 있고, 한 과목으로 합쳐져 있는 경우도 있는데 분리되어 있더라도 실험까지 반드시 이수해야 하는 경우가 많다.

• 화학 - 일반화학
  일부 대학에서 교양필수로 지정된 과목이긴 하나 2학기로 나눠 배우는 일반물리와는 달리 1학기로 끝난다. 기계공학에서는 화학의 비중이 적으므로[10] 이 과목은 그냥 듣기만 하면 된다.

• 프로그래밍 - C, C++, Java, Python, MATLAB 등.
  역학에서 다루는 수많은 비선형 방정식은 거의 대부분이 얄짤없이 컴퓨터를 동원한 수치해석 내지는 유한요소해석 방식으로만 근사해를 내놓을 수 있다.[11] 그러니 그런 계산을 컴퓨터가 할 수 있도록 코드를 짜는 능력은 이제는 무조건 필수적. 실제로 공돌이들이 주로 만지는 것은 사용법이 단순한 MATLAB이지만, 그 MATLAB을 효율적으로 다루기 위해서는 프로그래밍에 대한 감각이 필수적이다. 때문에 특정 언어 하나를 마스터한다는 생각보다는, 프로그래밍을 효율적으로 하기 위한 소소하면서도 중요한 팁을 익힌다는 생각으로 공부하고 이후 필요할 때 해당 언어를 집중적으로 공부하면 되겠다. 간혹 MATLAB 대신 파이썬을 배우는 학교도 있는데 당연히 이 과목에서나 그렇지 수치해석 등은 매트랩으로 돌리며 3, 4학년 때 진행할 프로젝트 및 졸업작품에서도 C 등을 알아서 배워서 돌려야 한다. 최근 공학수치해석 과목 트렌드가 매틀랩에서 파이썬으로 변하고 있으니 참고바람.

• 기타
  커리큘럼에 있는 과목 외에도 지식이 필요하면 배워야 한다. 가령 석유 플랜트나 내연기관 쪽으로 진로를 준비한다면 당연히 화학공학(특히 화공열역학) 지식이 어느 정도는 필요하고, 이후 연구실에서 반도체를 만지게 된다면 본인의 학과 정체성이 사라질 정도로 회로이론이나 고체물리를 배워야 할 수도 있다. 일부 대학에서는 인문사회계열 과목이 교양필수로 지정되기도 하는데 단국대학교 기계공학과는 교양한국사를, 중앙대학교 기계공학부는 교양한국사와 교양회계를 무조건 들어야 한다. 서울대학교 기계공학부는 3학년 때 공대공통교과목 '전기정보공학개론', '산업공학개론', '재료공학개론', '화학생물공학개론' 중 한 과목을 필수로 이수하여야 한다. 경희대학교, 서강대학교, 아주대학교, 한경국립대학교는 교양필수 과목 중에 여러 인문/철학 수업들이 큰 비중을 차지한다.

3.2. 4대 역학

• 4대 역학에는 정역학/동역학, 열역학, 고체역학/재료역학, 유체역학이 있다.
• {{{#!folding [정역학]과 [동역학]

3.3. 전공필수

• 기계재료공학: 일반기계기사 필기 출제과목. 이 과목에서는 제조 공정에서 사용되는 금속, 비금속 등의 여러 가지 재료들의 종류 및 특성에 대하여 공부한다. 주로 재료에 대한 지식을 쌓는 과목이다 보니 재료공학의 영역인 재료의 분자구조, 상변태 등 여러 가지 성질에 대해 공부하는 편. 선수과목으로 일반물리학 및 일반화학의 지식이 일부 활용된다. 제조공학 과목과 연계성이 높아서 학교에 따라서는 선수강필수로 지정하기도 한다. 이 과목이 전필이 아니라 전선인 학교도 있지만 다른 과로 전과하려 하거나 엔지니어 말고 다른 진로를 생각하는 사람들을 제외하면 사실상 안 듣는 사람이 없다.

• 기계제조공학 / 기계공작법 / 기계제작 / 생산제조공학: 일반기계기사 필기, 5급/7급 필수과목. 실제 제품을 만드는 공정에서 사용되는 제조 기술에 대해서 배우는 과목이다. 주조, 단조, 압연, 압출, 절삭, 연삭, 밀링 등의 기본적인 제조 기술들을 배운다. 선반이나 공작기계를 이용하여 실제 금속을 깎으며 제품을 만드는 실습과정이 과목 내에 붙어있거나 별도의 실험 과목으로 개설되어 있기도 하다. 기계공학과 전공과목 중 가장 암기량이 많은 과목이라고 봐도 무방하다.

• 기계제도 / 전산제도 / CAD-CAM: 일반기계기사 실기 작업형 출제과목. 고등학교 기술 시간에서도 보았던 도면을 그리는/읽는 법을 배운다. 요즘은 손으로 도면을 그리는 일은 사실상 없기에, CAD 프로그램[22]을 사용하는 법을 배운다.[23] 특히 일반기계기사 혹은 건설기계설비기사[24] 실기시험의 작업형[25]이 2D/3D CAD 설계이므로 반드시 익숙해질 필요가 있다. 시험 및 업무 시 범용성을 위해서라도 가능한 오토캐드와 인벤터 위주로 철저히 공부하자.

• 기계요소설계 / 기계설계 / 기계요소: 일반기계기사 실기 필답형, 작업형[26] 5/7/9급 필수과목. 변리사시험 2차 선택과목. 나사, 기어, 스프링, 동력 축, 베어링 등 우리가 일상 생활에서 볼 수 있는 각종 기계들의 부품에 대해 다루며 실제 제품을 설계하는 과정에서 생기는 문제들을 배우며, 그동안 배운 지식들을 총동원하게 된다. 학교에 따라서는 기계요소와 기계설계를 따로 개설하기도 한다. 비전공자 눈에는 가장 기계과스러운 과목이자 사실상 고체역학의 심화과목으로, 내용의 초반부는 고체역학을 다시 한 번 되짚어 보는 정도지만 고체역학에서 심도 있게 다루지 않았던 동적 하중에 의한 피로 파괴 등의 내용이 추가된다. 주로 전체 기계에서 각각의 요소에 작용하는 힘을 분석하고 그 힘을 각 기계요소가 버틸 수가 있는지를 판단하고 그 한도 내에서 부품의 수명은 얼마나 될지 예상하는 방법 등을 배우며, 유한요소법 등의 컴퓨터를 활용한 분석법이 점점 늘어나면서 컴퓨터를 통해 이러한 분석을 수행하는 방법도 같이 배운다. Daguchi Method와 같은 공학적인 설계 방식을 다루기도 한다. 여담으로, 여기에서 한때 KAIST 총장이었던 서남표 박사의 이름을 볼 수 있다.[27] 학교에 따라서는 팀을 짜서 실제 제품을 설계하고 제작하는 프로젝트를 수행하기도 한다. 이 과정에서 자신들이 그동안 배운 전공 지식들을 총동원해야 하며, 실제 설계와 제작 과정에서 겪는 어려움, 그리고 조별과제가 갖는 어려움을 직접 체험할 수 있다. 학부 기계공학의 진정한 끝판왕이라고 할 수 있다. 공업수학 한글판에는 없고 원서에만 있는 부분을 더 심화해서 배우는 곳이며, 사실 이분법이나 시행착오법과 같은 노가다성 방법 대신 수학적으로 시간을 단축시켜 주는 획기적인 방법을 배우게 된다. 초반부에선 고체역학의 심화를 배우기에 시험을 closed book 형태로 치르고, 후반부에서 실제 기계요소의 적용법을 배우며 기계요소를 적용하는 추론방법을 배우게 되고 수많은 도표를 해석해야 하기에 open book으로 치른다. open book 시험인 만큼 사용하는 용어들이 엄청나게 많고 문제가 주어졌을 때 규격표를 일일이 참조하여 적절히 가정하여야 하는 상황이 많기 때문에, 표가 있는 페이지를 표시해 두지 않았거나 무슨 내용이 어디에 있는가 확실히 알고 있지 않아 시험 도중에 일일이 책을 뒤져보다간 반드시 피를 보게 된다. 이 과목을 전공선택으로 지정하는 학교도 많은데, 빡센 과목이지만 꼭 듣는 것이 좋다. 추론방법 그 자체가 기계과 전공의 중요한 의미가 되기 때문. 다시 말하지만 대외적으로 기계과를 상징하는 아이콘으로 적합한 과목이다. 일반기계기사 혹은 건설기계설비기사 실기시험의 필답형 실기가 이 기계요소설계를 다룬다.

• 열전달: 일반적으로 열역학의 심화과목이라고 생각하는데 그렇지 않다. 열역학은 정적인 상황을 다루고 열전달은 동적인 상황으로 다르기에 서로 선수/후수 과목이라기 보다 열시스템을 해석 및 설계 하려면 두 과목을 함께 잘 활용해야한다. 열전달 현상인 전도/대류/복사에 대해서 자세히 배운다. 중간고사까지는 질량 전달이 없는 상황에서 steady state나 transient state의 conduction, convection, radiation에 대해 배우기 때문에 비교적 쉽게 넘어갈 수 있으나, 중간 후부터는 유체역학과 열역학의 조합으로 인해 양 과목의 단점만이 합쳐져 학부생들에겐 지옥의 과목으로 통칭된다. 그러나 모든 기계의 설계 및 분석에 열 관련 분석이 빠질 수가 없고 그러한 열 관련 분석의 태반은 열전달 양상 분석이다. 시간이 부족하면 복사 부분은 잘 안 배우는데, 사실 복사의 경우는 기계공학에서는 많이 쓰이지 않기 때문. 대류 부분은 사실 다같이 어려워하고 실험식도 엄청나게 많은지라, 보통 전도 부분만 확실히 시험을 잘 봐도 그런 대로 나쁘지 않은 학점을 받을 수 있다. 즉 중간고사가 더 중요한 몇 안 되는 과목. 미분방정식의 이용을 제대로 느낄 수 있는 과목이며 열전달 그 자체보다도 여기서 배운 지식으로 수학의 세계를 넓힐 수 있는 것이 열전달을 배우는 의미다. 기계공학은 유난히 수학적 상사가 가능한 모델이 많은데 그중의 끝판왕이 열전달이다. 기계요소, 진동학과 더불어 기계과 전공의 꽃이다. 화학공학과에서는 "전달현상"이라는 과목으로 배우는데, 열전달에다가 물질전달을 같이 배우기 때문에 더 악질이다. 일부 학교에는 기계공학과에도 물질전달 과목이 개설되어있다.

• 시스템동역학: 여러 물체로 이루어진 복잡한 시스템의 effort와 flow를 분석하고 관계를 세우는 학문. '여러 물체'란 역학적, 비틀림적, 전기적, 유량적 등을 말하며, 모터/펌프/비틀림스프링 등으로 서로 연결되기도 한다. 전체 시스템의 방정식을 세웠으면 아래의 자동제어 과목과 연관지어, 시간응답 및 주파수응답을 구하기도 한다. 학부 수준에서는 선형 대상만 다루거나 선형화해서 풀지만, 대학원 수준에서 비선형이 도입되기 시작하면...

• 자동제어: 5급 선택과목, 7급 필수과목. 변리사시험 2차 선택과목. 학부 레벨의 자동제어의 경우, 시스템의 각 부분을 라플라스 변환으로 대수방정식화한 다음 이를 블록 다이어그램의 형태로 연결하고, 시스템의 feedback을 주관하는 제어기 부분에 적절한 라플라스 대수방정식을 설정하여 전체 시스템이 특정 입력변수에 대해 안정적이면서 빠른 응답을 보일 수 있도록 하는 것이 주된 목적이다. 요약하자면 라플라스 변환에서 시작해 라플라스 변환을 통해 얻어진 방정식을 분석하고, 다시 그것을 통해 적절한 제어기를 설정하는 과정.[28] 로봇뿐만이 아니라 각종 자동기계에 필수적인 정밀 제어를 위해서는 꼭 필요한 과목이다. 복소공간에서 시스템의 응답 및 안정성을 해석하기 때문에 복소수 이론을 배워두면 개념을 이해하는 것이 보다 편하며, MATLAB을 열심히 사용하는 과목이기도 하다.

• 기계진동학: 일반기계기사 필기 출제과목이며, 5급에서는 동역학 과목에 포함된다. 비전공자 눈에는 기계요소 다음으로 가장 기계과스러운 과목이다. 시스템에 가해지는 외력 및 물체의 형상 등의 요소로 인해 발생하는 진동에 대해 분석하고, 이들 진동을 일정 수준 이하로 제어하는 방법에 대해 배우는 과목이다. 핵심은 시스템의 고유 진동수와 고유 모드를 찾는 것으로, 미분방정식과 행렬을 이용한 계산이 많이 나오고, 고등학교에서 배웠던 점질량이 아니라 크기를 가진 물체가 등장하기 때문에 질량관성모멘트와 면적관성모멘트에 대한 이해를 제대로 하고 있지 않다면 식을 알고 있어도 굴러가는 원판과 종진동 보, 진자, 끈 등이 복잡하게 섞여서 나왔을 때 그야말로 헬게이트를 경험할 수 있다. 자유물체도를 작성하고 시스템을 해석하는 것이 제법 어렵기 때문에 일반물리와 고체역학의 내용을 다시 한번 찾아보는 것이 좋다. 학부 동역학 교과서 마지막 장에도 맛보기로 나오며, 진동공학에서 주로 사용하는 2계 미분방정식은 워낙 유명한 방정식이라 공업수학 등에서도 나오므로 이론 자체는 해당 과목 교과서의 해당 부분만 잘 봐도 어느 정도는 알고 갈 수 있으나, 그 진동을 제어하는 방법을 알기 위해선 이 진동공학 과목을 반드시 수강해야 한다. 흔히 단진동이라고 부르는 1자 유도 시스템의 진동부터 시작하여 감쇠진동, 다자유도 시스템의 진동, 연속체의 진동 등을 통해 나중에는 진동이 근본적으로 파동의 일부분이란 점까지 나아가 파동방정식에 이르게 된다. 위의 자동제어를 배우기 전에 배워두면 상대적으로 제어를 편하게 들을 수 있다.[29] 위의 자동제어 과목과 같이 MATLAB을 열심히 사용하게 될 텐데, 간단한 2계 방정식이야 온갖 더러운 수식을 동원하면 풀 수 있지만 다자유도 시스템을 다루게 되는 순간 손으로는 죽어도 풀고 싶지 않은(그리고 컴퓨터로 풀면 순식간에 풀리는) 문제들이 나오기 때문. 일반기계기사의 필기 5과목에 동역학이 있으니[30], 가능하면 수강하는 것이 좋다. 실제로 업무에서도 쓸 데가 꽤 많다.

3.4. 전공심화

• 탄성학: 고체역학의 심화 과목으로서, 탄성 영역 하에서의 재료의 거동에 대해 엄밀하게 다룬다. 응력, 변형율 텐서, 미분방정식, 에어리 응력 함수 등을 배운다.

• 연속체역학: 무한히 확대해도 그 성질이 일정한 물질을 통칭하는 연속체(continuum)에 공통적으로 작용할 수 있는 역학을 다루는 과목. 기계공학에서 다루는 고체와 유체 모두 대부분 연속체로 가정할 수 있으므로, 사실상 기계공학에서 주로 쓰는 역학들을 기초부터 재구축하는 과목이라고 봐도 무방하다. 학부 시절과 달리 index notation으로 표현되는 텐서의 향연이 펼쳐지며, 대부분의 역학적 표현들을 텐서의 언어를 통해 보다 엄밀하게 정의하고 재구축하게 된다.

• 계측공학: 실험이나 측정에 대한 여러 통계적인 방법들과, 센서에 대해 중심적으로 배운다.

• 트랜스듀서이론: 센서, 액츄에이터 등을 포함하는 개념인 트랜스듀서(transducer)에 대해 배우고 이를 모델링하는 방법을 배우는 과목. 현대의 기계들에서 많이 쓰이는 압전소자 등과 같이 여러 종류의(이 경우는 전기/기계) 물리 현상이 겹쳐져 있는 system을 다루는 방식을 배울 수 있다. 사실 이런 과목은 곁가지이다. 트랜스듀서 이론이라는 과목은 너무 세부적으로 들어간 것이다. 없는 학교가 더 많다. 아니면 다른 과목에 포함돼서 배우든가 한다.

• 가스터빈: 기계공학과보다는 항공우주공학에 가까운 과목이다. 항공기 엔진이나 GHP 등 가스 터빈에 대해 배운다.

• 공기역학: 유체역학의 하위 혹은 심화과목. 비행기, 자동차 등에 걸리는 공기 저항과, 그러한 저항을 최소화할 수 있는 방법에 대해 배우는 학문이다. 학부 수준의 유체역학과 달리 '압축성 유체' 를 주로 다루게 된다는 것이 가장 큰 차이.

• 공작기계: 제조공학 과목과 연계되는 심화과목. 제조 공정에 사용되는 공작기계의 종류 및 작동 원리, 기계적 거동 분석 및 제어, 그리고 공작기계의 설계 방법 등을 기본적으로 배우며, 자동화 시스템에서 중요시 되는 수치제어(NC) 및 PLC 프로그래밍 등도 배우게 된다. 학부 과정에서는 보통 4학년 전공 심화 과목으로 개설되지만, 제조공학 분야 특성상 타 분야들에 비해 학생들의 선호도가 별로 높지 않아 수강률이 저조한지 몰라도 의외로 학부 과정에 이 과목을 개설하지 않는 학교들이 제법 많다. 요즘은 있어보이려고 과목명을 '종합 생산 시스템' 등으로 바꾸기도 한다.

• 기구학: 동역학의 하위 내지는 심화 과목으로, 기계의 동작 양상에 대한 것을 중점적으로 다루는 과목. 보통 2학년 때 동역학, 3학년 때 기구학을 듣는데 고려대의 경우 두 과목을 2학년 때 동시에 듣는다. 링크(막대), 관절, 캠 등을 어떻게 배치하는가를 다룬다. 각종 기계 설계와 연계되는 것은 물론이다. 로봇공학과 연결되는 과목. 꽤나 골치아픈 과목이지만, 실무에서 자주 쓰이기에 배워놓으면 이쁨받을 확률이 높다.

• 내연기관 / 엔진공학: 엔진 중에서도 엔진 내부에서 연소 반응이 일어나는 기관을 분석한다. 현대의 대부분의 엔진은 엔진 내부의 연소실에서 연소 반응이 일어나 작동하는 기관이므로 내연기관의 분석 분야. 요즘은 '아니 현차가 엔진 버린다는데 이걸 들어야돼요? 굳이요?'라고 생각하여 거르고 안듣는 경우가 많아지는 추세인데(전필인 학교는 제외) 엔진이 내연자동차에만 쓰이는 게 아니기 때문에, 뭣보다 현대자동차가 본인을 뽑아준다는 보장이 없기 때문에 꼭 걸러야 하는 과목은 아니다. 요즘은 전통적인 엔진만 다루는 걸 넘어 파워트레인공학 등으로 개설되는 경우도 있다.

• 냉동공조: 열역학/열전달의 심화 과정으로, 보일러/에어컨/냉장고 등 열을 전달하는 기계의 작동 양상에 대해 집중적으로 배운다. 열역학 사이클을 재밌게 배웠다면 2학년 2학기에 조기수강해도 무리없이 따라갈 수 있다.

• 로봇공학: 위에서 언급한 자동제어 과목의 심화판. 로봇공학은 동역학, 기구학, 자동제어를 베이스로 하여 각 세부 분야마다 필요한 학문들을 조금씩 섞어 배운다. 인공지능이 필요한 분야는 인공지능 좀 배워 두고, 비전 필요한 부분은 비전 좀 공부해 두면 된다. 근데 동역학이나 자동제어 같은 것도 일단 기초만 한번 잘 잡아놓으면 수영처럼 그냥 평생 가는 과목들이라, 대학원쯤 오면 다 고만고만해 보인다. 라그랑지 역학도 알고보면 굉장히 쉬운데 라그랑지 역학이 상당히 기계적이기 때문이다. 그냥 시스템의 position vector와 velocity vector만 구하면 Mathematica의 힘을 빌어 운동 방정식 따위 0.1초 만에 유도할 수 있다. 각 관절의 position vector 구하는 게 좀 귀찮긴 하지만 시간이 좀 걸릴 뿐이지 어려운 것은 하나도 없다.

• 모터 : 모터의 구조와 제어에 대해 배운다. 수강 전 회로이론을 선이수하고 오면 도움이 된다.

• 소성역학: 외력에 의해 물체가 영구적으로 변형되는 '소성 변화' 를 포함하는 고체역학.

• 수치해석: 공학용 프로그래밍 언어인 MATLAB을 이용하게 된다. 하지만 C언어나 파이썬, 포트란을 이용하기도 한다.

• 연료전지: 열역학2에서 파생되는 과목이다.

• 연소학: 담당 교수에 따라서 난이도가 다른 과목. 하지만 진짜로 제대로 배우면 열전달 그 이상의 멘붕을 경험할 수 있다. 어마어마한 멘붕을 겪는 곳은 Diffusion Flame 부분이며 여기서 유체역학 열전달 때 배웠던 방정식과 물질전달에서 배운 확산방정식이 나오니 상당히 주의해야 한다. 이를 잘 해결하면 뒤의 Premixed Flame은 앞 부분에 비해 크게 어렵진 않다고 한다.

• 열동력

• 유체기계: 압축기, 터빈 등 유체를 통해 동작하거나, 유체 속에서 동작해야 하는 기계를 다루는 과목.

• 유한요소해석(FEM): 편미분방정식 중에서 몇 가지의 선형 편미분방정식은 해를 그런 대로 구할 수 있으나, 비선형 편미분방정식은 구할 수 있는 방법이 없다시피하다. 게다가 대부분의 해석 이론은 단순한 형상의 물체를 상정하고 해석 이론을 구축하였지만 현실의 기계는 형상이 제각각이다. 이런 상황을 타개하기 위해 도입된 것이 바로 이 유한요소해석. 유한요소해석은 이름 그대로, 분석하고자 하는 물체/시스템을 수백~수억 개의 작은 격자로 나누고, 각각의 격자에 걸리는 외력/유체유동/열유동 등을 비교적 간단한 연립 선형방정식으로 바꿔버린다. 이후 이 무식한 크기의 행렬을, 선형대수학의 기법을 통해 적절한 근사해를 구하는 방법이다. 오늘날의 컴퓨터가 1000만x1000만짜리의 초대형 행렬을 다룰 수 있도록 발전된 덕분에 크게 발달하고 있는 분야로, 이미 각종 공학 시뮬레이션의 필수요소가 되었다. 문제는 프로젝트야 어차피 컴퓨터로 한다쳐도, 시험 때는 행렬 계산을 해야 하므로 어지간히 좋은 계산기를 갖고 있지 않은이상 문과 전공과목 수준으로 팔이 부러져라 수준으로 써내려가야한다. 수치해석, 선형대수학, 편미분방정식 등을 배우고 들으면 좋으며, 이를 잘 알고 모델링을 평가하는 방법을 배우는 것이 실질적으로 가장 중요한 과목이다.

• 자동차공학: 엔진, 타이어, 핸들의 작동방식 등 자동차에 대한 전반적인 지식을 다룬다. 상위과목으론 자동차제어, 자율주행자동차 등이 있다.

• 진동신호처리: 진동학의 상위 과목으로, FFT 분석과 컨볼루션, 응답함수 등을 배운다. 진동학에서 고전했던 사람이 들으면 매우 높은 확률로 C를 받게 된다. 현업에서도 유용한 내용인데, 제품에서 이상 소음이나 진동이 발생하면 개발팀이나 QA에서 녹취, 분석, 대책 수립을 진행하게 된다. 이 때 이상 진동 피크값을 뽑아내기 위해 FFT가 사용된다. 물론 신호처리 과목을 듣지 않았더라도 분석 툴을 사용할 순 있지만 최소한 FFT가 뭔지, 변환된 그래프가 무슨 의미인지 알고 시작할 수 있다.

• 초소형 기전공학(MEMS)[31]: 각종 장비들이 초박형, 초소형화 되어가는 트렌드에 따라 이들을 만들 수 있는 마이크로미터 정밀 제조 공정과 관련된 기술들을 배운다. MEMS는 기계장치를 기반으로 하되 전자장비의 정밀한 제어와 해상력이 동반되어야 하는 정밀 복합 시스템이다. Photolithograpy와 같은 반도체 제조의 핵심 공정들에 대해 주로 배우고, 물리 현상이 Scale에 따라 어떤 식으로 변하는 지를 배우며[32], 결정(Crystal)과 같은 재료공학 쪽 이론들도 배우게 된다.

• 피로/파괴역학: 재료가 여러 상황에서 파괴되는 현상을 다루고(피로 파괴도 그중 하나), 이를 감지하고 예방할 수 있도록 System을 설계하는 방법을 배우는 과목. 고체역학이나 기계설계 쪽에서 맛보기로 잠깐 이 쪽 내용이 나온다.

• 음향학 / 음향설계: 진동공학에서 맛보기로 다룬 음향을 본격적으로 다루는 과목. 파동방정식에서 출발하여 주로 음파에 대해 다루게 되며, 음파의 매질이 유체기 때문에 유체역학과 열역학에 대한 지식도 많이 요구한다. 기계공학과 과목에서 꽤나 어려운 축에 속하기 때문에 진동학을 잘 못했다면 C를 받을 게 거의 확실한 과목이라 수강 전 고민을 해야 한다. 유한요소보다도 계산량이 많은 과목이다.

• 전산유체역학(CFD), 전산열유체역학(CFD/CHT): 유체역학의 유동은 대단히 분석하기 힘들기 때문에, 컴퓨터를 통해 적절한 근사해를 내놓는 방법이 필요하다. 때문에 본 과목이 도입되었다. 유한요소해석처럼 분석하고자 하는 검사체적의 영역을 작은 격자로 쪼개는 것에서 출발하며, 이렇게 쪼갠 격자를 분석하기 위해 FEM 외에 FDM도 사용한다. 근래에는 실제 연구 환경에서 사용률이 높아진 FVM(Finite Volume Method)를 중점으로 배우는 편. 심화된 커리큘럼을 제공하는 경우 SEM(Spectral Element Method) 등 고차 정확도를 가지는 기법도 배우며 슈퍼 컴퓨터나 고성능 병렬 컴퓨터를 이용하여 계산을 수행하는 병렬처리기법(Parallel Computing)도 전산유체역학 과목에서 중요한 주제이다. 과거부터 Fortran으로 작성된 전산유체역학 코드가 많으며 현재까지도 많이 쓰이고 있다. 하지만 최근에 많이 사용되기 시작한 OpenFOAM 등의 경우 C++로 작성되어 있다. 복잡한 수치해석 기법 및 프로그래밍 기법을 요구하는 분야이기 때문에 기계과에서는 주로 전산유체역학으로 연구를 수행하는 사람들 중에 프로그래밍에 뛰어난 사람들이 많다.

• 이상유동(Two-Phase Flow): 간단하게 말해서 상변화(주로 액체/기체)를 포함하는 열역학/유체역학.

• 생체모방공학(Biomimetics): 생물의 구조나 기능을 MEMS 기법을 이용해 모사하고, 이를 응용하는 분야인데, 주로 MEMS나 유체역학 중에서도 마이크로 유체역학과 많은 관련이 있다. 실제로 연구하는 방법은 위의 두 학문과 비슷하다.

• 윤활공학 / 트라이볼로지(Tribology): 활면의 마찰, 마모, 윤활을 다루는 학문이다.

• 최적설계 (Design Optimization): 성능을 최적화하기 위한 디자인을 수학적인 최적화 기법을 이용하여 찾아내는 분야.

• 공학윤리 (Engineering Ethics): 기계공학과에만 개설되지는 않고 공과대학 공통으로 개설되며 교양과목 성격을 갖고 있지만 전공심화과목인 만큼 대부분 3-4학년 정도 되어야 수강신청이 가능하다. 안전관리의 필요성, 공학의 악용 등의 주제를 다룬다.

• 교직 과목: 충남대와 안동대에는 기계교육과가 개설되어 있으며, 그 외에는 교직이수를 통해 들을 수 있다. 기계과 과목이 아니라 학교 공통과목이기에 국어, 수학 등 다른 과목 교직과정생과 같이 수강한다. 다만 교직과정이 아예 없는 학교던지, 있더라도 기계공학과에는 교직과정이 없다던지 하는 경우가 많기 때문에[33] 기계 교과목 교사가 희망 진로라면 처음부터 기계교육과를 가는 것이 좋다. 교직과정이 있더라도 학부 정원 10%까지만 이수할 수 있다.[34] 교직 이수 후 임용고시에 합격한다면 공업고등학교 전문교과 교사로 발령난다. 물리나 기술가정이 아니라 기계•금속이기 때문에 인문계 고등학교, 과학고등학교 등으로는 절대 발령받지 못한다.[35] 다만 기본적으로 기계공학 전공자고, 비교직 학생들과 같이 진동학, 기계설계, 열전달 등의 과목을 다 들었으므로 임용 못붙고 포기해도 그냥 취업으로 돌려버리면 그만이라 고시낭인이 될 확률이 매우 낮다. 오히려 수험기간에 '아 임고 때려치고 그냥 취업할까' 하고 한눈이 팔리면 팔렸지.

4. 파생된 학과

• 설비공학과[36]
• 냉동공조공학과
• 자동차공학과
• 조선해양공학과
• 항공우주공학과
• 메카트로닉스공학과[37]
• 생물산업기계공학과

5. 취업

• 생산설비/플랜트/공장
• 일반 요소 부품: 대부분의 기계에 들어가는 기본 부품
• 정밀 생산 기계
• 로봇/자동화 기계
• 나노/마이크로 기계
• 에너지/환경 기계
• 일반 산업 기계
• 자동차/철도 기계
• 항공/우주 기계
• 군사 기계
• 조선/해양 기계
• 재난/안전/소방 기계

• 설비관리직: 어느 건물이든 간에 덩치가 큰 건물, 특히 공장이나 연구소에는 100% 기계설비가 있기 마련이다. 설비관리직은 기계설비를 배치하고, 고장난 기계를 확인하는 등의 일을 한다. 연구소의 경우 수도권에 있는 경우도 많지만 공장의 경우 주로 지방에 많다. 따라서 그 지역 토박이를 우대하는 경향이 있다. 반도체 공장의 경우 수도권에도 많이 있다.
• 설비개발직: 신공정이 개발되었을때 해당 공정을 자동화하기 위한 설비를 개발한다. 신공정 이외에도 기존 공정의 효율화를 위한 설비의 개발도 담당한다. R&D, 공장 생산관리, 설비관리와의 협업은 필수.
• 공장 품질관리직: 생산품이 도면대로 나왔는지 검증한다. 공장은 지방에 많아서 그 지역 토박이를 우대하는 경향이 있다. 반도체 공장의 경우 수도권에도 많이 있다.
• 공장 생산관리직: 생산공정이 제대로 돌아가는지 관리한다. 공장은 지방에 많아서 그 지역 토박이를 우대하는 경향이 있다. 반도체 공장의 경우 수도권에도 많이 있다.
• 건설사, 플랜트 설계: 공장, 빌딩에 들어가는 기계를 설계한다. 취직 후 공조기, 배관, 설비 등을 맡는 부서에서 일하게 된다. 현장 나갈 일이 많아 외박이 잦다. 연봉은 높은 편. 꾸준한 수요가 있는 분야이기는 하지만 건설 업계가 불황이라 전망이 밝다고는 못 한다.
• 연구원, 엔지니어: 엔지니어가 되어 제품을 설계 및 연구개발한다.

6. 자격증 및 시험

• 산업인력공단 주관 국가기술자격증

- 가스기사[42]
- 건설기계기술사
- 건설기계설비기사[43]
- 건설기계설비산업기사
- 일반기계기사[44][45]
- 기계설계산업기사
- 에너지관리기사
- 에너지관리산업기사
- 농업기계기사
- 농업기계산업기사
- 공조냉동기계기사[46][47]
- 공조냉동기계산업기사
- 공조냉동기계기능사
- 컴퓨터응용가공산업기사
- 기계설계산업기사
- 전산응용기계제도기능사
- 설비보전기사

외 기타 기계공학에 관련된 모든 자격증
• 5, 7, 9급 공무원 시험 기계직
• 변리사: 다른 공학계열 전공자들의 취업분야와 마찬가지로 변리사 쪽에서도 전자공학과, 화학공학과와 함께 전화기 3대장으로서 상당히 많은 자리를 차지하고 있다. 기계공학 관련 2차시험 선택과목으로는 기계설계, 금속재료, 열역학, 제어공학[48]이 있다. 현실적으로는 기계공학자에게 열역학과 제어공학 두 개의 선택지가 있다고 보면 된다. 기계설계[49]와 금속재료는 선택자가 한자릿수에 불과하며 개설되는 학원강의도 없어서 "나는 강의 그런 거 필요없다"는 실력자가 아닌 한 굳이 선택하기 어렵다. 다만 2022년 현재에는 공학과목보다는 법과목을 많이 선택하는 편이다.
• Fundamentals of Engineering - Mechanical NCEES에서 주관하는 자격증으로 한국의 기사에 해당한다. 이후 4년 이상의 실무경험을 쌓은 후 PE를 취득할 수 있다.

7. 개설 대학

7.1. 기계공학과

7.1.1. 수도권

• 가천대학교 공과대학 기계·스마트·산업공학부 기계공학전공
• 건국대학교 공과대학 기계항공공학부
• 경기대학교 창의공과대학 기계시스템공학부 기계공학전공
• 경희대학교 공과대학 기계공학과
• 고려대학교 공과대학 기계공학부
• 국민대학교 창의공과대학 기계공학부
• 뉴욕 주립대학교 스토니브룩 한국캠퍼스 공과대학 기계공학과
• 단국대학교 공과대학 기계공학과
• 대진대학교 기계공학과
• 동국대학교 공과대학 기계로봇에너지공학과
• 명지대학교 공과대학 기계공학과
• 서강대학교 공과대학 기계공학과
• 서울과학기술대학교
• 공과대학 기계시스템디자인공학과 / 기계자동차공학과
• 미래융합대학 융합기계공학과
• 서울대학교 공과대학 기계공학부
• 서울시립대학교 공과대학 기계정보공학과
• 성균관대학교 공과대학 기계공학부
• 세종대학교 공과대학 기계공학과
• 수원대학교 공과대학 산업 및 기계공학부 기계공학전공
• 숙명여자대학교 공과대학 기계시스템학부
• 숭실대학교 공과대학 기계공학부
• 신한대학교 공과대학 기계공학과
• 아주대학교 공과대학 기계공학과
• 연세대학교 공과대학 기계공학부
• 이화여자대학교 엘텍공과대학 휴먼기계바이오공학부
• 중앙대학교 공과대학 기계공학부
• 인천대학교 공과대학 기계공학과
• 인하대학교 공과대학 기계공학과
• 한경국립대학교 ICT로봇기계공학부 기계공학전공
• 한국공학대학교 기계공학과 / 기계설계공학부
• 한국항공대학교 공과대학 기계항공공학과[52]
• 한성대학교 IT공과대학 기계전자공학부 기계설계트랙, 기계자동화트랙
• 한양대학교 공과대학 기계공학부
• 한양대학교 ERICA 공학대학 기계공학과
• 홍익대학교 공과대학 기계시스템디자인공학과

7.1.2. 관동권

• 강릉원주대학교 과학기술대학 기계공학과
• 강원대학교
• 공과대학 기계의용·메카트로닉스·재료공학부 기계의용공학전공
• 공학대학 기계시스템공학부 기계공학과 / 기계설계공학과
• 한라대학교 공과대학 기계자동차공학부

7.1.3. 호서권

• 고려대학교 세종캠퍼스 과학기술대학 전자·기계융합공학과
• 공군사관학교 기계공학과
• 국립공주대학교 천안공과대학 기계자동차공학부 기계공학전공/기계설계공학전공/기계시스템공학전공
• 국립한국교통대학교 융합기술대학 기계공학과
• 국립한밭대학교 기계공학과
• 선문대학교 기계공학과
• 순천향대학교 기계공학과
• 청주대학교 항공기계공학과
• 충남대학교 기계공학부
• 충북대학교 기계공학부
• 한국과학기술원 기계항공공학부
• 한국기술교육대학교 기계공학부
• 한남대학교 기계공학과
• 한서대학교 항공기계공학과
• 호서대학교 기계공학부
• 홍익대학교 과학기술대학 기계정보공학과

7.1.4. 영남권

• 경남대학교 기계공학부 기계시스템공학전공, 기계로봇설계공학전공, 방산기계공학전공
• 경북대학교
• 공과대학 기계공학부
• 과학기술대학 정밀기계공학과
• 경상국립대학교 공과대학 기계공학부, 기계융합공학과
• 경성대학교 공과대학 기계메카트로닉스공학부
• 경일대학교 SMART엔지니어링대학 기계자동차공학전공
• 계명대학교 공과대학 스마트모빌리티학부 기계공학전공
• 금오공과대학교 기계공학과, 기계설계공학과, 기계시스템공학과
• 대구가톨릭대학교 공과대학 기계공학과
• 대구경북과학기술원 기초학부 기계공학트랙
• 대구대학교 공과대학 기계공학부 기계공학전공/기계설계공학전공
• 동국대학교 WISE캠퍼스 과학기술대학 기계시스템공학전공
• 동명대학교 공과대학 기계융합공학부
• 동아대학교 공과대학 기계공학과
• 동양대학교 공과대학 스마트기계공학과
• 동의대학교 공과대학 기계공학과
• 부경대학교 공과대학 기계공학부 기계공학전공/기계설계공학전공, 에너지수송시스템공학부 기계시스템공학전공
• 부산대학교 공과대학 기계공학부
• 신라대학교 MICT융합공과대학 융합기계공학부
• 안동대학교 공과대학 기계공학과
• 영남대학교 기계IT대학 기계공학부 기계시스템전공, 기계설계전공, 첨단기계전공
• 영산대학교 기계자동차공학부
• 울산과학기술원 공과대학 기계공학과
• 울산대학교 기계공학부
• 인제대학교 공과대학 전자IT기계자동차공학부 첨단기계공학전공
• 창신대학교 항공기계공학과
• 창원대학교 기계공학부 기계공학전공
• 포항공과대학교 기계공학과
• 한국해양대학교 공과대학 기계시스템공학과
• 한동대학교 기계제어공학부
• 해군사관학교 기계시스템공학과

7.1.5. 호남권

• 광주과학기술원 기계공학부
• 광주대학교 공과대학 기계금형공학부
• 군산대학교 산학융합공과대학 기계융합시스템공학부 기계공학전공, 기계에너지공학전공
• 남부대학교 공학대학 자동차기계공학과
• 동신대학교 에너지융합대학 에너지전기공학부 에너지기계설비전공
• 송원대학교 공과대학 기계자동차공학과
• 목포대학교 공과대학 기계공학과 / 기계·신소재공학과
• 순천대학교 공과대학 기계우주항공공학부 기계공학전공
• 우석대학교 과학기술대학 기계자동차공학과
• 전남대학교
• 공과대학 기계공학부
• 공학대학 기계설계공학부
• 원광대학교 창의공과대학 기계자동차계열 기계공학과 / 기계설계공학과
• 전북대학교 공과대학 기계공학과 / 기계설계공학부 기계설계공학전공 / 기계시스템공학부
• 전주대학교 공과대학 기계시스템공학과, 기계자동차공학과
• 조선대학교 공과대학 기계공학과 / 기계설계공학과
• 호원대학교 공과대학 기계자동차공학과

7.1.6. 제주권

• 제주대학교 공과대학 기계시스템공학과

7.2. 하위 학부

7.2.1. 기전공학과

7.2.2. 농업기계공학과

7.2.3. 자동차공학과

7.2.4. 조선해양공학과

7.2.5. 항공우주공학과

8. 출신 인물

8.1. 내국인

• 김상배: MIT 교수.
• 강동원: 배우. 한양대 ERICA 캠퍼스 기계공학 졸업.
• 강성태: 공부의 신, 공신닷컴 설립자. 서울대 기계항공공학부 01학번.
• 김영식: 정치인, 前 금오공대 교수 및 동 대학 총장 역임. 영남대 기계공학과 졸업.
• 김진부: 정치인, 진주산업대학교 기계공학과 졸업.
• 남궁민: 배우. 중앙대 기계공학과 졸업.
• 노홍철: 홍익대 세종캠퍼스 기계정보공학과 졸업.
• 박소진: 걸스데이 멤버. 영남대 기계공학과 중퇴.[53]
• 백현종: 정치인. 한국항공대학교 항공기계공학과 졸업.
• 윤수일: 가수. 울산대 기계공학과 졸업
• 원썬: 힙합 래퍼. 숭실대 기계공학과 98학번.
• 이원술: 손노리의 게임 제작자.
• 이우혁: 소설가. 서울대 기계설계학과 졸업.
• 이장무: 서울대학교 기계공학과 졸업, 동 대학 교수 및 총장 역임.
• 이찬진: 기업가. 한글과컴퓨터 창업자. 서울대 기계공학과 졸업.
• 이혁재: 인하대 기계공학과 졸업.
• 임시완: 부산대학교 기계공학부 중퇴
• 주우재: 모델. 홍익대학교 기계·시스템디자인공학과
• 하석진: 배우. 한양대 기계공학과 졸업.
• 한석원: 학원 강사. 서울대 기계설계학과 83학번.
  

8.2. 외국인

• 기타노 다케시: 일본의 게닌 및 영화감독. 메이지대학 기계공학 전공. 재학 시절 전공투 학생운동 등으로 재적당했으나, 2004년도에 특별 졸업이 인정되었다.
• 데니스 홍: 한국계 미국인 로봇공학자.
• 마이클 포터: 세계적인 경영학자. 프린스턴 대학교 기계공학과 졸업.
• 베르너 폰 브라운, 세르게이 코롤료프, 첸쉐썬: 미/러/중 우주개발을 이끈 선구자.
• 빌 나이: 교육자/방송인. 코넬 대학교 기계공학과 졸업
• 빌헬름 콘라트 뢴트겐: ETH 취리히 기계공학과 1865학번. 386세대 X선에 대한 연구로 1901년 최초의 노벨물리학상.
• 세르게이 일류신
• 알베르트 괴링: 헤르만 괴링의 동생.
• 제랄드 불: 대포 설계자.
• 제임스 와트: 증기기관 개량.
• 켈리 존슨: 항공기 설계자
• 모리스 창: TSMC의 설립자 및 초대 회장
• 페르디난트 포르쉐 박사: 그 유명한 포르쉐와 폭스바겐의 창업자다. 허나 나치 독일의 군수품 생산에 협조한 관계로...
• 프레더릭 테일러: 과학적 관리론의 창시자로 경영학 및 산업공학에서 시조로 여겨진다.
• 후진타오: 중국의 제6대 주석.

9. 관련 문서

• 기계공학

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