洪武十三年(1380年),明政府設置了軍器局，“專典應用軍器”,這樣,就有了製造火器和管理其它兵器的專門機構。此後,明政府又設置了兵仗局，也是製造火器和其它兵器的專門機構。除軍器局和兵仗局外，當時的鞍轡局也兼做火器。永樂年間，明成祖朱棣遷都北京，軍器局(此時鞍善局已合併于軍器局)隨之北遷，但兵仗局仍舊設在南京。
按原本的歷史走向到弘治年間，明政府建立盔甲廠和王恭廠，隸屬於軍器局，王恭廠是主要製造火器的大型軍工廠，目前在撫寧候朱永佩、右副都御史王越、左副都御史王銳、兵部尚書白圭等上言，設立鍊鐵廠爲軍器局，那個“平安伯”不是說他能造炮、改良火槍嗎？就讓“平安伯”去做，劃歸這個軍器局爲五軍都督府屬內機構，章子俊不允，回道：“鍊鐵廠改成軍器局可以，新立的軍器局上級只屬於新成立科技部，另立衙門編制，跟六部平級，成爲大明第七部。”
接下去章子俊又詳細列出了“科技部”屬下的機構，分別是接收永樂年間的“寶船局”，新成立的軍器局，新成立農業科研所，新成立科學研究院。
原寶船局下設船舶學院。軍器局下設火器製造工廠，鍊鋼工廠，火器研究實驗所。農業科研所下設“高產糧”推廣種植部，農業增產實驗所，農機農具製造廠。科學研究院下設大明科技大學，培養各方面的人材。
這樣一份超百年的計劃書，朝廷肯定不會採用，開玩笑，這是要改變朝廷機構，直接架空現有統治階層，另立一套的嫌疑，可章子俊大有不答應決不應職之決心。
目前火大炮已成爲軍隊的重要裝備,軍器局和兵仗局所製造的火炮,有盞口炮、碗口炮、神機炮、旋風銅炮、將軍炮（“將軍”一詞常作爲具有較大威力火炮的封號）等十餘種。
可這些火炮都有一個共同的缺點，“笨重”，在章子俊眼裏就是粗笨不堪，還打不遠，也不注重炮架，往往只是固定在一處，沒有機動性，調整發射角度，在炮身下墊木頭。
鑄炮材料最早用的是銅，青銅或者黃銅，後然有了鐵炮，雖然是鑄鐵炮，但問題很多，最大問題出在模具上，泥範就是泥土做模具，這種方法有個很大弊端，泥巴含水分，高溫蒸發後會形成水蒸氣，這就導致炮膛裏面坑坑窪窪，參差不平，容易炸膛也影響精度。
章子俊在營建鍊鐵廠時，早就考慮到了這些弊端，所以建了幾坐大水堆用作動力，供“土機牀”使用。
章子俊也明白朝廷只要看到成品後，就會明白自己爲什麼要這樣做，沒有對比，沒有實物，說的天花亂墜也沒什麼用，凡事講究眼見爲實，古人更是如此。
就先用小爐坩鍋煉熟鐵法，把一些生鐵熔鍊後反覆敲打，成精鐵，又反覆碎火提高鐵的硬度韌度，最後變成一種鋼，加熱後敲成板材，最後板材卷管，再加熱熾紅後套在圓柱鐵棍上收成無縫管，接着打造第二個卷管，比之第一根要大一圈，利用熱漲冷縮原理收緊鍛打，這樣共套三層後，最後在一頭又套了一層，這一層等於是四層，底部加後密封，可作發射藥室，這個炮管口徑不大，也就六公分，管厚五公分，加起來的炮管外徑十五公分多一點，管長一米，當然這些度量全是明朝的尺、分計算。
有了“土製機牀”炮管內外都可以變成光滑，精度提高，利用工具鋼在藥室慢慢鑽出一個細空，這個孔洞就是插火線點火用的，最後成品爲長度九十公分，內徑爲六公分，外徑爲十五公分的炮管，用彈爲六磅炮的鐵球，比之神機炮要纖身細小一些，有了炮管接下去就可以製作炮架了。
這是一門簡易版的山炮，模樣有點像九四式75毫米山炮，二個翻砂的鐵製輪子，用於固定炮管的鐵架子及後面支撐地面的木製防後座力架，就是少了前擋板，不同的地方就是前裝實心彈，章子俊又改良了火藥的配方，把火藥做成了顆粒狀，就是利用一小塊薄銅皮，在底板上打許多孔洞，把粉狀的黑火藥調成糊狀後加壓，火藥從孔洞中流出，成麪條狀晾半乾後用竹片輕輕來回撥弄，成了顆粒狀，接着再徹底晾乾即可。
再把這些顆粒火藥用油紙包成定量藥包，大小正好可塞入炮堂，再塞入一個生鐵圓球作爲炮彈，在發射時，先用一根細竹籤子，從山炮後面藥室的細空中捅一下，用來刺破裏面的油紙火藥，插入火捻子後點火發射。
這麼一門小炮，在製作時，明朝的火器工匠都不看好，原因是太重了，這不是神機炮麼，全是帶着疑問的，可平安伯一再堅持也沒法反對，其實章子俊也不會造炮，只不過是站在巨人的肩膀上，觀察了現在明朝的幾門炮後，結合以前圖片上，電視劇裏面的大炮樣式，關鍵是材料，古代澆鑄出來的大炮是生鐵，生鐵易碎，沒有韌性，而澆鑄的話，裏面有許多氣泡雜質，爲了不炸膛不得不增加炮的厚度，現在既然煉不出鋼，就用捶打來提高鐵的性質，變成精鐵，捲成需要的炮筒，對於這一點，章子俊是做過功課的，按現在明朝的工匠肯定能做到，纔有十足的把握。
可是對這樣捶打出來的炮管章子俊也沒把握，所以炮管做的還是很厚實，對這一點，章子俊還要慢慢地去試射，比如裝多少藥，能打多少遠，把火藥裝到最大程度，炮會炸堂，這些參數還要去實驗，爲以後大批量製造積累數據。
今日，天氣很好，春風拂面，陽光明媚的，這是鍊鐵廠開辦以來第一次試射一門“小炮”。
既然是試射，章子俊心裏也沒底，就把“小炮”拖到小河邊上，對着北面空曠無人之地，在地上小木牌標好距離，分別是一百丈、二百丈、三百丈，章子俊換算了一下，一丈大約是三點三米，那麼一百丈就是三百三十米，三百丈差不多一公里，如果這炮只能打一公里的話，是不是很失敗，所以讓禁軍把木牌插到三公里也就是九百丈，每十丈遍插一塊小木排，好在往北方向全是荒地、農田，亂葬崗、野墳塋，沒有什麼村莊人家，爲了安全，還是分派了幾個能騎馬的禁軍，每隔百丈守衛一人，一個是看炮彈的着彈點，另一個就是警戒了。