所谓机械，是指利用力学原理构成的具有确定运动系统的机器和机构的总称，机械设计制造及其自动化专业就是以机械设计与制造为基础，融入自动控制技术的交叉学科专业。在石油天然气行业，石油钻采机械装备在石油地质勘探和油气田开发中不仅不可或缺，而且在一定程度上是一个国家的石油工业发展水平的重要标志。中国石油大学（北京）机械设计制造及其自动化专业承袭北京石油学院1953年设立的“石油矿场机械”专业和1990年设立的“机械电子工程”专业，其特色就是以石油矿场机械，即石油钻采装备为学习和研究对象。
经过50多年，人才培养质量达到了国内高校同类专业的先进水平。2007年被授予校级品牌专业；2008年及2009年分别获得国家级、北京市特色专业建设立项。在多年教学研究与改革实践的基础上，本专业形成了“坚持机电结合，突出石油特色”的鲜明专业特色，使培养的学生具有机械工程、电子工程和控制工程三个学科领域的宽广扎实的基础知识、很强的适应性和综合素质，具有广阔的发展空间和良好的就业前景。
本专业还结合机电领域专业人才的特点，在加强实践教学，培养具有创新精神、实践能力的高素质人才等方面进行深入的探索和实践，通过实践教学体系建立和实施、大学生创新能力培养实践等促进学生创新精神和实践能力的培养，推动专业办学条件和水平的提高，取得了显著效果。
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