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机电学院是南京航空航天大学历史最悠久、实力最雄厚的院系之一。学院发展可追溯到上世纪五十年代，前身是1952年9月成立的航空机械加工专业。1957年2月，成立航空机械工程系，编号一系，学制5年，云铎为首任系主任。在机械学科领域享有盛誉、从海外回国的学者余承业、张幼桢和程宝蕖等，开展了面向国防需求的特种加工、切/磨削加工、飞机装配等教学和科研工作，为学院和学科的发展奠定了基础。上世纪八十年代，学院面向航空航天制造的特色已经形成，在国内的地位得到确认。1981年机械学科经国务院批准成为全国首批博士学位授权点。上世纪九十年代，朱剑英、周儒荣、丁秋林等教授拓展了机械学科的研究方向，开展数字化、智能化等方向的研究与应用。本世纪以来，学院在师资队伍、人才培养、科学研究、国际交流等方面发展迅速，形成了以先进制造工艺与装备技术和数字化制造技术交叉集成的“两翼一体”的特色和优势，在国内外具有广泛的影响力，学科带头人为朱荻院士。
学院目前下设五个系：设计工程系、机械制造及其自动化系、机械电子工程系、航空宇航制造工程系和工业设计系。
学院设有机械工程和航空宇航科学与技术2个一级学科，包括机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、航空宇航制造工程4个具有博士学位授予权的二级学科，1个专业硕士学位授予权的学科(工业设计);其中机械制造及其自动化学科是国内首批获得博士学位授予权的学科、首批国家重点学科;航空宇航制造工程是国家重点学科;先进制造技术是江苏省重中之重学科;设有“机械工程”博士后流动站。
学院设有机械工程、飞行器制造工程、飞行器制造工程(航空维修工程与技术)、工业设计4个本科专业和方向。其中，机械工程专业为国家级特色专业、教育部卓越工程师专业、入选江苏高校品牌专业建设工程一期A类项目;飞行器制造工程专业为国防重点专业、教育部卓越工程师专业和江苏省“十二五”高等学校重点专业;工业设计专业为工业和信息化部重点专业、江苏省特色专业。
