按照李智雲的規劃，兵工廠分為廠部和生產部兩部分，廠部下設設計科、生產科、材料科、總務科等，生產部下設機修車間、鑄鍛車間、槍械車間，彈藥車間、手榴彈車間等。
李智雲上次離開長安時，兵工廠的建築施工已經完成了百分之九十，等他從晉陽回來，不僅房屋建築早已完工，設備都已安裝完成，開始了正式生產。
兵工廠內分為辦公區，生產區和家屬區三大部分。辦公區內目前隻蓋了一幢兩層的辦公樓，生產區除了鍋爐房外，還蓋了五棟廠房和三間倉庫。廠房雖然都是磚木結構，但都很寬敞高大。每棟廠房長七十五丈，寬十丈，高一丈五尺，四麵牆上都開了門窗，通風和照明良好。為了節約用地，家屬區建了幾十幢三層木製小樓，每幢樓內可住六戶人家。
李智雲從晉陽回來後的第一天，就去兵工廠參觀和巡視。他首先去的當然是生產車間，在一眾隨從的陪同下，他先從鍋爐房看起。鍋爐房是一座方形建築，長寬各八丈，裡麵安裝了一台鍋爐。由於兵工廠所需蒸氣量很大，這座鍋爐也很大，李智雲估計與後世的四噸鍋爐差不多。這座鍋爐是工匠們根據他繪製的圖紙製造的，十分粗糙簡陋，其複雜與精密程度與後世的鍋爐根本無法相提並論，但原理和功能相差不多。
鍋爐最主要的一點是保證安全，由於沒有壓力表，無法知道容器內蒸氣壓力是否過大，從而避免鍋爐爆炸。工匠們很聰明，安裝了一根細鐵管，根據容器內噴射出蒸汽的力道和聲音的大小，來判斷裡麵壓力的高低，有點類似於後世的高壓鍋。
鍋爐產生的蒸汽經過管道通往旁邊廠房內的蒸汽輪機，驅動渦輪機旋轉，然後將動力傳輸給一根長達五六丈的鐵棒。鐵棒上每隔兩三尺就安裝一隻輪子，各種機床就安裝在兩旁，通過皮帶傳動裝置，將輪子上的動力傳輸給機床，從而驅動機床運轉。
由於沒有橡膠，皮帶是用粗麻織成的，很不耐磨，所以耗損率很高。至於機床，都是工匠們自製的，有車床，鑽床和銑床，很是簡陋，大部分部件都是木製的，勉強能用。其中車床最為重要，鑽槍管和開膛線都要靠它了。
依靠蒸汽做動力，最大的缺點就是一旦渦輪機旋轉，輸出了動力，所有的機床都要跟著運轉，不能想開就開，想停就停。李智雲已經派人去尋找磁鐵礦了，一旦找到了磁鐵，再將銅材拉絲成線，有了磁鐵和銅線，他就可以製造發電機了，用火力發力。有了電，下一步兵工廠就要實現電氣化。
李智雲來到了另一棟廠房，這棟廠房裡有許多木製的工作台，上麵安裝著老虎台，還有砂輪機什麼的，工匠們還造出了銼刀，老虎鉗，卡尺等工具。當然，這兒也有許多機床，但這些機床都是手動的。
一些工匠正在工作。他走到一台車床旁邊觀看，這台車床的動力是一隻直徑三尺的木頭輪子，木輪外麵套上了鐵製的加重輪，由一人轉動輪子帶動車床輪盤旋轉。陪同的工匠介紹道：“旋轉這隻輪子很費力氣，平均一個時辰就要更換一個人。”
他又來到了鑄鍛車間，這兒擺放著七八隻坩堝，地上還有許多模範，有石範，泥範和砂範等。古代的鑄造方法有石型鑄造；陶範鑄造，也就是泥型鑄造；鐵範鑄造，也就是金屬型鑄造；此外還有失蠟鑄造和砂型鑄造等。
他看見一名工匠用鐵鉗將坩堝中熔化的鐵水端過來，注入到砂型模範中，鐵水讓砂模發出了“嘶嘶”的聲響，還冒出了一絲絲藍色的煙塵，等鐵水冷卻後，鑄件就成形了。車間的另外一半，就像是個大鐵匠鋪，有好幾座爐膛，還有鐵砧，鐵錘等。幾名工匠正在“叮噹叮噹”地鍛打鐵件，這是在進行鍛造。由於沒有電焊，所有的武器零件都是一次成型，或是鑄造，或是鍛造，成形後經過打磨，最後烤藍。
製造現代武器，除了要工匠，設備外，還得有材料，其中最主要的就是鋼材。從漢代起，古人就學會了煉鋼，主要有塊鐵滲碳法，炒鋼法，灌鋼法，百煉鋼法，炒鐵滲碳法等，其中炒鋼工藝一般可煉製鍛鋼和熟鐵，灌鋼工藝主要生產含碳較高的刃鋼。
雖然這時候鋼材的質量遠遠比不上後世專用的槍鋼，可李智雲現在資金有限，不可能開設煉鋼廠煉出好鋼，隻能湊合著使用。好在他也不追求生產出的武器質量太優良，隻要能達到一戰時的水平，他就心滿意足了。
接著，李智雲又來到槍械車間，許多工匠正在這兒忙著造槍。槍支一般分為兩種，一種是滑膛槍，俗稱鳥銃，也叫獻彈槍。另一種是線膛槍，也叫來腹槍。
李智雲打算兩種槍支都生產，鳥銃由槍管，火藥池，槍機，準星，槍柄等構成，槍機采用隧發式，就是在擊錘的鉗口上夾一塊燧石，傳火孔邊設有一擊砧，射擊時，扣動扳機，在彈簧的作用下，將燧石重重地打在火門邊的擊砧上，冒出火星，引燃火藥擊發。
來腹槍采用旋轉後拉槍機，這種結構屬於非自動槍機，原理是通過人力使槍機旋向一邊開鎖，再向後拉槍機來壓縮擊針簧和複進簧，並退出彈殼，最後靠複進簧推動槍機向前，推彈入膛並使槍機旋向另一邊完成閉鎖。二戰時德國的矛瑟98，日本的三八大蓋，就采取這種手動槍機。
李智雲雖然畫出了各種武器的圖紙，但也隻是示意圖，並不是每個零件都畫了出來。因為，有些零件他壓根兒不知道是啥樣子，至於每個零件的具體尺寸，他更是無從知曉。所以，他在廠部設置了設計科，專門從事武器的設計工作。設計科的那十幾個人，都是隋朝舊臣，他們以前是負責河道修繕工程的，對測量、繪圖等很是內行。大隋覆亡後，天下大亂，到處都在打仗，朝廷也不需要他們修理河道，所以，他們就丟了飯碗。李智雲把他們找來，讓他們畫圖紙。他打算等大唐統一後，再讓這些人回去乾老本行，這也算是為國家保留了一批人才。
設計科的人根據他提供的武器原理，與工匠們一起研究，製作出每一個零件，反複試驗，合格後再將尺寸固定下來，繪製成圖紙。
最後，李智雲來到了炸藥車間。炸藥車間生產炸藥和手榴彈。當初，李智雲離開“娘子軍”後，那幾名工匠繼續研究硝酸甘油炸藥，不斷地進行試驗，改進原料的配比，使炸藥的威力越來越大。
除了生產黑色炸藥和硝酸甘油炸藥外，這兒還生產威力更大的化學炸藥。生產化學炸藥最重要的原料是硫酸，古人很早就會生產硫酸，古代道士用硫酸來煉丹。生產硫酸最古老的方法，是用綠礬為原料，放在蒸餾釜中煆燒而製得硫酸。所以，古人稱硫酸為“綠礬油。”李智雲看見，車間牆角擺放著五六口農家醃菜用的陶缸，那就是用來盛放硫酸的。
至於手榴彈，製造出來的是木柄手榴彈，彈體是用熟鐵鍛打而成的，導夥索裝黑火藥作導爆藥。
李智雲離開長安的這幾個月，兵工廠將各種武器的樣品都製造出來了。他屁股上的傷好後，立即帶人進行試驗。可試驗結果卻令他十分失望，迫擊炮和擲彈筒根本沒法將炮彈打出去，不知是炮彈的原因還是其他原因。來腹槍也故障連連，無法進行正常的射擊。隻有鳥銃和手榴彈的效果符合他的期望值，而這兩種武器的工藝相對簡單，所以取得了令人滿意的結果。
直到此時，李智雲才明白過來，他的兵工廠雖然規模不小，但機器和工藝太落後了，隻相當於後世家庭作坊的水平，想要現在就生產工藝較複雜的武器是不現實的，隻有從生產最古老的火器開始，循序漸進，一邊改進機器，一邊提高工藝，再逐步向生產現代化的武器過渡。
於是，他叫停了來腹槍、擲彈簡和迫擊炮的生產，隻保留了三個研究小組，等他們研究出合格樣品後，再小批量生產。
除了生產鳥銃和手榴彈外，李智雲還讓兵工廠生產紅衣大炮。這種炮由身管、藥室、炮尾等部分構成，炮筒為鐵製滑膛，彈藥前裝，可發射石彈，鐵彈和爆炸彈等，它與鳥銃一樣，工藝比較簡單，雖然與現代火炮相比很落後，但用來對付沒有任何火器、隻裝備冷兵器的軍隊，還是綽綽有餘的。