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江南制造总局可以算是李鸿章和曾国藩共同创办起来的。
1862年，李鸿章率淮军进驻上海以后，为了和兵力众多的太平军抗衡，于是大量从西方购买武器，武装淮军。装备了洋枪、洋炮以后的淮军确实战斗力大为加强。但是由于此时李鸿章还没有可靠稳定的外购途径，因此购买的西式武器不仅价格高昂，而且时常买不到。
为了解决这一困境，让李鸿章有了“师夷长技以制夷”的想法，考虑自己开办兵工厂仿造西式武器。1863年，在常胜军任职的英国人马格里投入淮军，担任炮队教习一职。为了吸引李鸿章的注意，马格里向李鸿章建议自造弹药，以降低成本，并利用军中工具自己造了一颗炮弹，以证明这一计划的可行性。
马格里的建议正好和李鸿章的想法不谋而合，所以李鸿章马上命他招募工匠，开始生产弹药。并命参将韩殿甲和候补知县丁日昌也分别开设兵工厂，模仿马格里生产淮军所需的弹药。
江南制造局仿造的阿姆斯特朗炮
李鸿章攻克苏州以后，马格里的兵工厂随之迁移到苏州，改名为苏州洋炮局，后又搬迁到南京，成为了后来有名的金陵制造局，而此时的李鸿章已经不再满足于只制造弹药，有心仿造西式枪炮，于是命留在上海的丁日昌寻访合适的洋人工厂，加以收购，以便扩大生产规模。
1865年，丁日昌找到了一个合适的目标，那就是旗记铁厂。旗记铁厂是美国人科尔所创立，具有修造船只、制造大炮、枪支的能力。因为旗记铁厂开设在虹口租界内，周围居民对于身边有这么一家兵工厂极为不满，科尔为了避免麻烦，有意出售。
就这么最终李鸿章花了4万两白银，将旗记铁厂买下，并将韩殿甲和丁日昌两处兵工厂的人员、设备一起并入，改名为江南机器制造总局，由丁日昌进行管理。
江南机器制造总局大门
而在1865年年底，奉曾国藩之命去欧美采办机器设备的容闳携带一百多台机器返回国内。曾国藩见李鸿章扩大军工生产需要设备，就将机器都拨给了江南制造局，这么一来江南制造局更是如虎添翼。
到了1866年，李鸿章受命率淮军北上征讨捻军，曾国藩回来继续担任两江总督一职，江南制造局也转归他管辖。此时江南制造局规模日渐壮大，原来的旗记铁厂厂房已经不够使用，虹口地区地价高昂，加上洋人反对继续在此生产军火，所以为了方便江南制造局的发展，1867年曾国藩将其迁移到了高昌庙。
江南制造总局是由晚清名臣李鸿章牵头创办的。在洋务派创办的军工企业中,创建最早,规模最大的是江南制造总局,它的规划与建制是其后所建各机器局的榜样。
1865年,在英国支持下,曾国藩,李鸿章共同策划,在上海买下美商在虹口设立的旗记铁工厂,将原设于上海和苏州的两个炮厂并入铁厂,并由容阅经手向外国购置机器运到上海,合在一处,成立江南制造总局。1867年,由于虹口地区已被美国占为“租界”,便把制造局迁到上海城南高昌庙,厂区占地扩大到四百余亩。江南制造局是一个综合性的新式军工企业、既有制造各种枪炮、水雷、弹药的机器又有轮船厂,船坞和炼钢厂,制造兵轮和有关钢材。
江南制造局的所有产品均为自己制造,但大宗原料却购于外洋,工艺技术大权也旁落洋员之手。因此,在生产方法上便只能仿照外国、墨守成规,不能独立创造。从1867年到1894年,除制成兵轮8艘外,还制造各种炮五百八十五尊(其中劈山炮三百十一尊),各种枪云五万一千二百八十五枝,各种火药四百零八万一千四百六十九磅,各种水雷五百六十三具,各种炮弹一百二十万零一千九百颗(其中格林炮子七十七万二千颗),各种铜引四十一万一千零二十三枚。通过清政府的调拨,这些军火被分发到各地清军手中,包括:(一)禁卫军,奉天和伊犁的清兵;(二)南,北洋大臣辖区的清兵;(三)各地炮台;(四)其他各省总督巡抚所辖清兵。
江南制造局在制造新式军火的同时，在1868年还设立了翻译馆,次年又合并了原设在城内的广方言馆,招请外国的译员如英国的傅兰雅,伟烈亚力,美国的林乐知,玛高温,还有中国人徐寿、华蘅芳,王德钧,李凤苍等,十年的时间里翻译了西洋书籍近百种,其余属自然科学方面的有四十七种,工艺军事方面的有四十五种。广方言馆在传播西方科技方面起了一定的作用。
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