1917年，阎将晋军扩编为4个混成旅，计有12个步兵团，2个骑兵团，4个炮兵营，1个机枪营。装备各种枪械1万多支，包括机关枪数十挺，山野炮数十门。这些武器年久失修，尤其缺乏枪弹。只有打仗时才下发少数子弹给部队，士兵所挎的子弹带大半是空的，而进口武器弹药则为北京政府所不允。在当时军阀派系林立，你争我夺的情势之下，要保住地盘，巩固统治，阎感到筹建火药厂和枪弹厂是当务之急。
早在1898年(光绪二十四年)，山西巡抚胡聘之受张之洞搞洋务建立汉阳兵工厂的影响，就在太原小北门(拱极门)外柏树园千佛寺庙地建了厂房22间，命名为机器局。其时设备简陋，又缺工匠，只能修理戈矛、马刀、小炮等物件。后从天津等地聘来一批工匠，比较复杂的废旧兵器也能修配如新。及至1912年(民国初年)，阎锡山委派留学英国的定襄人李蒙淑(陶庵)为机器局局长，略加扩充规模，但仍无制造武器的能力。阎锡山怕袁世凯猜忌而遭铲除，就在1914年将机器局改为山西陆军修械所。袁世凯死后，阎锡山遂放手大胆进行扩充军备的活动。为解决资金问题，阎在修械所内增设了铜元局，用铸造铜币所得的巨额收入，扩建了厂房，添置了机器，并从天津等地招募机械技工，职工增至五六百人。1920年3月，阎又下令将修械所和铜元局合并，改称为山西军人工艺实习厂。
开创初期，人员机构、机器设备十分简陋，主要是修理兵器，生产大刀、长矛和火枪。那时没有深孔加工设备，枪筒的制作采用土办法，把盘条缠在l个芯子上，加热后捶打，最后淬火而成。一个枪托就需要一个木工干3、4天，修一支步枪需要l个月。此时的生产无计划可言，每月生产3、5支，8、9支步枪不等，制造出来就算合格，也没有检验。这个时期生产的火枪，又长有车轮和炮架，在枪托和炮架上刻上“晋局庚子年造“，这样就变成了自己生产的武器。就是这样的生产方式延续了数年之久，但也锻炼了一批技术骨干。特别是用外国零部件装配过枪支、火炮后，生产技术的确有了很大的提高。总的来讲，这时兵器生产略具雏形。辛亥革命后，1912年，阎锡山担任山西都督，加紧军火制造，从日本、德国、英国引进先进的管理经验和机械设备，聘用国外军工厂技术人员，逐步扩建山西机器局。
山西军人工艺实习厂改名为太原兵工厂前，上设总办，由晋军第一旅旅长商震兼，李蒙淑任厂长，下设三个科，其中第二科分工专管制造火药和枪弹。1921年，实习厂从上海高昌庙所设的陆军部国营军器工厂订购子弹机一套，日产子弹1万发。后经太原育才机器厂仿造了子弹机，产量翻了一番，日产2万发。另可以制造六五步枪、七九步枪和手持机枪的子弹，此乃山西制造军备之开始。在造枪支弹药成功的同时，又开始研制手榴弹。弹体分铁皮与铸铁两种。经过多次实验和战场的实践，木柄铸铁手榴弹弹体可以爆裂成数十粒乃至上百粒弹片，杀伤力大，成为山西造军火中的名牌，最高日产达十万多颗。南京和沈阳兵工厂均仿制，公认山西研制的手榴弹威力最大。1923年7月，山西军人工艺实习厂再度改组，将下设三个科所属的生产车间均改为厂，并新设置了枪弹厂、炸弹厂、炮弹厂、无烟药厂、炸药厂，制酸厂。另外，阎锡山还在太原东山成立了独立的黑药厂和压药厂。随着枪弹、炸弹和炮弹的产量日增，火药生产赶不上需要，除白色起爆炸药外，还生产了皮克林酸炸药，为降低成本，又研制生产了铅粉炸药，但在使用中出现爆炸不良等现象。1924年，在日本帝国大学学化工的张恺毕业归来，仿制成本低廉的硝酸铵炸药成功。阎将此炸药命名为恺字炸药。1926年，阎将制酸厂、无烟药厂和炸药厂从山西军人工艺实习厂划分出来，和黑药厂、压药厂合并改组为独立的太原火药厂，委任张恺为厂长。不仅火药产量提高了，还先后研制成速燃火烟药，解决了大量生产炮弹所需的抛射药，以及引信定时慢药。
恺字炸药的试制成功，促进了炸弹、炮弹的大量生产。1927年1月阎锡山又改山西军人工艺实习厂为太原兵工厂。这标志着山西军火生产由轻武器向重武器的迅猛发展。太原兵工厂和火药厂共有设备3800套，职工1.5万人，其规模堪与全国最大的汉阳兵工厂、沈阳兵工厂相媲美。1928年8月，委员长为削弱他人计，以北伐胜利为由召开编遣会议搞裁军。阎锡山投其所好，复改太原兵工厂为山西军人工艺实习厂，以伪对假，而其内部组织依旧。军火生产有增无减。从1928年至1930年间，太原兵工厂的月产量为：轻重炮35门，迫击炮100门，步枪3000支，机枪15挺，手持机枪900支，炮弹1.5万发，炮弹9000发，子弹420万发。阎锡山依靠这些武器装备，使晋军发展到30万人的兵力，并有余力高价出售武器给李宗仁、马鸿逵、马步芳等外省军阀。1930年，历时半年的蒋、冯、阎中原大战以委员长获胜告终。阎锡山下野避居大连。蒋介石责成张学良统一节制晋、绥两省军政事宜，决定编遣晋绥军。太原兵工厂和火药厂的军火生产因此停止。两厂于1931年4月合并为太原修械所。原有的1.5万名职工裁减为1800名，只做一些军械修配和民品生产。
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