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19世紀60年代，在西方列強侵略和農民起義的雙重打擊下，清政府中的洋務派以「求強」、「求富」的思想為指導，創辦了一批軍事工業和民用企業，掀起了一場為時30多年的洋務運動。洋務派早期創辦的軍事工業偏重于大型槍炮廠和造船廠，如曾國藩創辦的安慶軍械所、李鴻章創辦的江南制造總局、左宗棠創辦的福州船政局等。70年代後，各省有洋務思想的督撫也在各省建立中小型機器局，山東機器局就是在這種情況下創辦的。它是山東境內第一家初步具有資本主義性質的近代工廠，也是晚清軍事工業中辦得較為成功的一個。
一、目的
山東機器局的創辦者是當時山東巡撫丁寶楨。丁寶楨，字稚璜，貴州平遠人。1863年至1876年任山東按察使、巡撫。他曾隨同僧格林沁鎮壓過宋景詩起義，協同李鴻章圍剿過捻軍。在鎮壓農民起義的過程中，丁寶楨深刻地認識到洋槍洋炮的巨大威力。他在給清政府的奏折中寫到︰「伏思臣于同治年間在東省會剿捻匪，親歷行間。所用東淮各軍，多以洋槍洋炮縱橫攻擊，其摧堅破敵，雖發捻各股匪動以數十萬計，每遇交鋒，我軍槍炮所及，莫不披靡，直、東兩省遂收聚殲之功」。由此可見，鎮壓農民起義是促成山東機器局創辦的一個原因。
山東機器局創辦的最主要目的還是為了抵御外侮。19世紀70年代，正是中國邊疆危機頻發時期。1870年，「天津教案」爆發，多艘外**艦闖入煙台示威，中外關系頓顯緊張。山東作為海防前哨，對此更為敏感。丁寶楨一方面向清政府密請在山東沿海各要地屯兵設防，一方面力主整頓水師。他認為以前沒有外患時，山東水師的作用僅僅是護送行旅，防止盜賊，情形尚可支撐。現在列強不斷挑釁，必須把整頓水師當作第一要務。整頓水師需要新式武器，丁寶楨敏銳地感到設局自制新式武器的迫切性，他說︰「火ya、炮子二種，在軍中尤為緊要之物」。
1874年，日本兵犯台灣。清政府對此極為震驚，同時也更清楚地認識到中國海防的落後。隨後總理衙門提出了加強海防的六條事宜，並向各地督撫征求意見。丁寶楨就此指出，上海、福建的機器局應加強對洋槍、火器的制造，調動一切力量，想盡辦法，以師夷之長。具體到山東，則以「修築炮台與安設制造藥丸及修理槍炮之機器兩事為先務」。創辦山東機器局已提到日程上來。
1875年，英國以「馬嘉理事件」為借口，向中國提出眾多的侵犯我國主權的要求，並以武力相威脅。在中英談判期間，有多艘外國兵船以「避暑」為名闖入煙台。丁寶楨一面加強沿海防務，一面向清政府密陳軍情，要求創辦機器局，並保舉徐建寅負責此事。經過他的多方努力，1875年10月，山東機器局開始籌建。
二、籌建
在山東機器局的籌建過程中，丁寶楨是從選人才、擇廠址兩方面開始著手的。丁寶楨非常重視人才的選用。幾年來他一直在本省及外省中留心尋訪精通機器之人，先後被他羅致來的重要人才有張蔭桓、薛福辰、徐建寅、曾昭吉等。張蔭桓，廣東人，熟悉洋務，調到山東後，丁寶楨派他到天津訪求制造之法，他在天津遍查機器局章程，帶回山東作為參考。薛福辰是著名的洋務派謀士薛福成的堂兄，時任山東濟東泰武臨道道員，心思精密，精于洋務，而且精強廉正，購機器時能夠做到洞曉利弊，督工時能夠做到嚴明有法，被委任為山東機器局會辦。徐建寅是著名科學家徐壽之子，曾在江南制造局工作，精通英文與西學，且于化學、機器、槍炮、軍火素有講求，對中外形勢尤為熟悉。調往山東機器局後，躬自創造，多有建樹，其技藝一人足抵洋匠數名，被委任為山東機器局總辦。曾昭吉原為候選州判，此人雖不善言談，但對于各外洋機器，卻能雖未見而「冥心獨造」。在機器局中實際上擔任了槍炮制造工程師的角色。
以上四人均為當時不可多得之才，丁寶楨成功地創辦山東機器局在很大程度上依賴于他們的幫助。也正是因為有了這幾位出類拔萃的人才，山東機器局沒有雇佣一名洋人，這在當時清政府所創辦的軍事工業中是不多見的。不僅如此，丁寶楨還主張將來一切建廠、備辦機器以及制造等事項，不準雇募外洋工匠一人。這樣一方面避免了既要用洋人之長，又要防洋人從中掣肘的尷尬，還節省了支付洋人的高昂工資。
丁寶楨在山東機器局的廠址選擇上也頗費心思。起初，他打算設局于萊州，以便就近籌備海防。後來，又打算設局于濰縣、昌邑之間的白浪河。但是，經過反復權衡，最後決定設廠于濟南北郊的洛口鎮附近。這樣做優點有三︰一是從安全方面考慮，廠址設于內地，不為外人所注意，萬一有外敵入侵，仍可閉關自造，不致受制于人。二是從資源方面考慮，濟南附近的章丘、長山等縣煤、鐵等礦產豐富，民間久經開采，可供機器局使用，即使在閉關之時，也不致立時坐困。三是從交通方面考慮，廠址北靠黃河，南靠小清河，將來軍火制造有余，運往外省時易于運輸。有了以上三方面的優勢，丁寶楨認為山東機器局選址濟南是「最得地勢」。
選定人員、廠址後，山東機器局開始大張旗鼓地進行創辦。由于用人得當，選地適宜，山東機器局的基建工作頗為順利。1875年秋，丁寶楨首先派人在洛口附近買民地300畝，並組織人購買木石雜料，開窯造磚。當年冬即建成工務堂1座，供委員、司事人辦公、休息。至1876年秋，已將機器廠、生鐵廠、熟鐵廠、木樣房、畫圖房、物料房、東西廂、文案廳、工匠住房大小10余座房屋全部建成。其火ya各廠，如提硝房、蒸磺房、炭房以及碾炭房、碾硫房、碾硝房、合藥房、碾藥房、碎藥房、壓藥房、成粒房、藥房、光藥房、烘藥房、裝箱房，也次第完工。各廠煙囪大小10余座，高自40丈至90丈不等，亦一並告竣。在建廠同時，1876年初，丁寶楨又派徐建寅赴上海購買外洋機器物料，並招募各色熟練手工匠。為了加快建廠速度，丁寶楨特地從福建調來「萬年青」號輪船1艘，專門運輸機器物料。在多方努力下，山東機器局全廠于1876年建成，為期不到1年，並在建成當年投入生產。
三、經營
山東機器局從1875年開始創辦，到1911年清政府覆滅，歷時37年。在此期間，它雖曾一度緩辦，但總的趨勢是不斷發展的。
丁寶楨在創辦山東機器局時，本想軍火、槍炮同時生產，但因經費難籌，再加上丁寶楨同李鴻章剿殺捻軍時意見不合，兩人宿怨較深，李鴻章對此事多方掣肘，山東機器局創建伊始只好先生產軍火——「子藥」。直到1879年，周恆祺任山東巡撫後才開始生產銅帽、鉛丸、槍子、地雷和一些簡單的器械。截至1892年，山東機器局累計生產火ya151.1萬磅，子彈3.6萬粒。至于槍炮生產，由于經費和技術的限制，一直未形成規模，始終處于小批量試制的階段。
山東機器局所生產的軍火，全部由清政府調撥給各地駐軍使用。首先供應山東軍隊，如登榮水師、煙台練軍。在生產有余時，向其他各省調撥。1877年，丁寶楨調任四川總督後，經清廷批準，由四川省給山東機器局解決一部分經費，山東機器局供給四川一部分軍火。這樣，山東機器局可借此補充經費，四川所用的軍火取自內地，較之購自洋商又可節省許多資金，一舉兩得。1880年，清政府命令山東調撥一部分軍火支援吉林，結果從機器局運去火ya3萬斤，銅帽6萬粒。
山東機器局經費主要由山東省自籌。建廠伊始，丁寶楨認為創辦機器局是為了增強海防，其經費應從北洋海軍經費中支取，但由于李鴻章的阻擾，丁寶楨只得在給清廷的奏折中寫道︰「設立機器制造局，系地方應辦之事，與海防無涉。天津、上海各處向系歸地方專辦，此項經費似于北洋撥款無關……自當另行籌撥」。丁寶楨籌辦機器局時，用銀18.68萬兩。其中，藩庫撥銀9.4萬兩，糧道庫撥銀72，800兩，用臨清關稅銀2萬兩。丁寶楨調離山東後，文格修建火ya庫、章丘煤礦及生產備料、支付工人工資用銀3.6398萬兩。常年經費按章每月向藩庫領銀3000兩，不足時隨時奏明添撥。山東機器局創辦于洋務運動時期，具有明顯的資本主義性質。從該局工人招募情況來看，設局初期，約有工人250人。其中，熟練技工多由江浙、直隸選來，學徒大多在當地雇用。他們都是可以自由出賣勞動力的勞動者，資本主義的雇佣關系已較明顯。從成本回收上看，雖然其產品大多為清軍所無償調用，但也少量核付成本費。1881年，機器局收回成本費14352兩，佔總收入的34％，這在當時已是較高的回收率。
山東機器局的發展也不是一帆風順的。1875年，中國邊疆危機嚴重，沿海形勢緊張，山東機器局在丁寶楨的主持下創辦。1876年丁寶楨調離山東，山東機器局在文格主持下繼續發展，這是其順利發展時期。1882年6月，任道接任山東巡撫，當時，國內形勢相對穩定，與列強關系相對緩和，再加上清政府財政緊張，他一上任，便對機器局的生產規模大加壓縮。山東機器局進入緩慢發展時期。當時，凡不急需的器具，一概停止生產，只留下洋火ya、銅帽、鉛丸三種進行制造。局中委員、司事、工匠也是擇要員酌情留下。經過壓縮，山東機器局的生產規模大幅度下降。任道任山東巡撫一年半後，由陳士杰接任。這時，法國擴大了對越戰爭，中法矛盾激化，軍火生產的重要性再次顯現出來。山東機器局「陸續添購黑鉛六萬斤、白鉛二千斤、黃銅皮二千斤、紫銅皮二千斤」，生產有所回升。中法戰爭爆發後，機器局派人到上海購買原料，逐漸恢復了生產。1894年，甲午中日戰爭爆發，急需大量軍火。在這種情況下，山東巡撫李秉衡大抓山東機器局的軍火生產。山東機器局制造的軍火數倍于平日，進入較快的發展階段。甲午戰敗後，為加強海防，抵御外敵再次入侵，李秉衡決心擴建山東機器局。他花費了2年時間，用銀12萬兩，進口了能制造抬槍、毛瑟槍的機器60余種，建成了炮廠、槍子廠、翻砂廠、熟鐵廠、軋鋼廠、火ya廠等，使其規模擴大了2／3。
袁世凱接任山東巡撫後，也曾對山東機器局進行擴充。他派專人到湖南、湖北考察各槍炮制造局，了解其方法及制造事宜，並預備添設無煙火ya及磺強水等廠。
周馥任山東巡撫後，為了使機器局能制造當時普遍使用的小口徑毛瑟槍，于1904年向德國瑞記洋行訂購42件機器及全套修理設備。這些機器安裝後，每日可造子彈六七千粒。直到清朝滅亡，山東機器局一直保持著較好的發展勢頭。
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