Исполняя обязанности генерал-фельдцейхмейстера, Я. В. Брюс вникал во все процессы производства материальной части артиллерии, неукоснительно требуя единообразия в изготовлении не только орудий и снарядов, но также и лафетов, станков и даже колес к ним. Образцовые варианты их хранились в Приказе артиллерии. Те же требования он предъявлял и к производству стрелкового оружия. С принятием на вооружение в 1715 году штатных образцов ружей и пистолетов были введены и контрольно-измерительные инструменты. Для соблюдения точности калибра — медный эталонный цилиндр. Контроль за длиной стволов пехотных ружей и драгунских пистолетов осуществлялся при помощи деревянных шаблонов с печатью самого генерал-фельдцейхмейстера.

Я. В. Брюс принимал активное участие в разработке новых образцов вооружения. Известны его опыты над различными формами зарядных камор, в том числе и над вариантами так называемых бутель-камор, приведшие к проекту конической каморы для гаубицы с длиной ствола в 10 калибров, то есть удлиненной, что дало основание некоторым историкам материальной части артиллерии считать ее прообразом единорогов.

Опыты велись и с целью увеличения дальности стрельбы из орудий (гаубиц и мортир), в боекомплект которых входили разрывные снаряды.

Для повышения огневой мощи пехотных и драгунских полков с 1705 года разрабатываются различные варианты ручных мортирок. Брюс постоянно наблюдает за ходом этих работ, требуя, чтобы приклад у «мортирца» был как у фузей, для удобства стрельбы из него.

Приказ артиллерии стал преемником Пушкарского приказа. Наиболее вероятной датой образования Приказа артиллерии следует считать 26 июня 1701 года, когда во Вседневной книге Пушкарского приказа впервые официально упоминается Приказ артиллерии.

Личный состав приказа состоял из дьяков и подьячих. Подьячие разделялись на три категории — старых, средних и молодых, каждый из них возглавлял тот или иной отдел (повытье). Кроме них в распоряжении приказа были так называемые царедворцы — стольники, дворяне, стряпчие, жильцы, которые выполняли отдельные поручения. Денежной казной ведали бурмистры, а учетом и расходом артиллерийских припасов — целовальники. До 1712 года, по-видимому, никакого постоянного штата приказа не было, так как число его членов в разные годы было непостоянным. По штату 1712 года было определено иметь в Приказе артиллерии одного дьяка и 24 подьячих.

В ведении приказа находились: личный состав артиллерии; артиллерийские школы; полковая, полевая и осадная артиллерия; средства тяги артиллерии; артиллерийское производство; инженеры (саперы); колокольное дело и Гражданская типография (с 1706 года). Приказ также занимался вопросами обеспечения вооружением и боеприпасами всех войск. Кроме того, в его функции входило судебное разбирательство над личным составом.

Несмотря на наличие помощников, Брюс, как глава приказа, подробно вникал в его работу. Даже находясь в военных походах, он продолжал действенно управлять вверенным ему ведомством. Без его участия не решался ни один вопрос, который находился в компетенции приказа, вплоть до самых незначительных. Я. В. Брюсу посылались копии всех указов, отчеты о производстве вооружения, ведомости о наличии и расходе артиллерийских припасов, списки личного состава и росписи на выдачу денежного жалованья и хлебного довольствия, одним словом, все документы, требовавшие его решения.

Параллельно с Приказом артиллерии существовал еще один административный орган — Походная артиллерийская канцелярия, которая была создана при генерал-фельдцейхмейстере только на время ведения военных действий, когда он находился в походе. Первые упоминания о существовании канцелярии относятся к 1705 году. Штат ее состоял из трех человек: одного старого и двух молодых подьячих. До окончания Гродненской операции (1706) канцелярия упоминается под названием «Походная артиллерия в Гродне» или «Приказ воинский походный артиллерии».

С переездом Брюса в Санкт-Петербург в 1714 году его Походная канцелярия становится стационарной. Приказ артиллерии был разделен на две части — Московскую и Петербургскую. За первой осталось название Приказа артиллерии, вторая получила наименование Артиллерийская канцелярия. Постепенно с переводом центральных учреждений в Санкт-Петербург роль Артиллерийской канцелярии возрастает. Она становится фактически главной, а Приказ артиллерии — второстепенным административным органом[40].

Существование параллельно двух высших артиллерийских учреждений ничем не было оправдано и вносило лишь путаницу в организацию производства вооружения. В 1723 году управление артиллерийским ведомством было реорганизовано. Главным административным органом стала Главная артиллерийская канцелярия во главе с президентом генерал-фельдцейхмейстером Я. В. Брюсом, который оставался им до своей добровольной отставки в 1726 году.

Я. В. Брюс в поисках усовершенствования артиллерии во многом опирался на знание и опыт специалистов, среди которых необходимо отметить «капитана на Москве» Якова Шперейтора. Выражаясь современным языком, он был техническим руководителем Московского пушечного двора. В первое десятилетие Северной войны именно этот двор стал своего рода лабораторией нового конструирования вооружения. Образцы вооружения, показавшие удовлетворительные результаты при испытаниях на пушечном дворе, либо в единичном экземпляре, либо опытными партиями отсылались «в поход» или в Санкт-Петербург, где проходили дальнейшие испытания в боевой обстановке.

Многочисленные справедливые нарекания военачальников на плохое качество лафетов, станков, роспусков и артиллерийской принадлежности принуждали начальника артиллерийского ведомства обратить пристальное внимание не только на их устройство, но и качество материала, из которого они изготавливались. Брюс обстоятельно разъясняет в письме Ф. Ю. Ромодановскому, в какое время года следует заготавливать лес для артиллерии и как его хранить. «Уведомлен я от тебя, государь, чрез писание, что дубовый лес на пушечные станы и колеса по росписи изготовлен нынешним летним временем. И тот, государь, лес к артиллерии делам будет не прочен. И ты, государь, оный лес по той росписи повели изготовить в декабре месяце и вывесть к Москве зимою. А водою ево не сгонять, дабы к оным делам был крепок и походам прочен». И в качестве приписки Я. В. Брюс разъясняет: «В познание тебе для чего летней лес нездоров. Когда отсекается и в середке остается сок, и от того гниет. А в зимнее время оной сок входит в коре, и такое дерево всегда бывает здорово».

Низкое качество шанцевого инструмента — лопаток, кирок, мотыг, которые являлись в то время дополнением артиллерийской принадлежности, заставляет главу артиллерии заняться и этой проблемой. Рассмотрев все предложенные виды кирок, мотыг и лопаток, Я. В. Брюс остановился на шведских образцах. Он потребовал, чтобы их образцовые варианты сделал шведский кузнец, только дополнительно для прочности на концах металлических частей «наварил уклад или сталь»[41].