苹果有哪些黑科技?

来源与知乎匿名用户,原文已被删除。网上只有图片版,现转录为文字版。

在不泄密的前提下,我来讲几个八卦吧,算不上黑科技,算是苹果的做事风格。

一、

某款产品的主板非常迷你,上面的元器件密度很高,因此用子主板测试的接口只有综豆大小。proto 期间需要设计一款测试软线(FPC)接到这个接口上测试板子状况。这是技术背景。

因为接口太小了,软线上的 pin 脚密密麻麻,设计公差只有 +/-0.01 毫米,也就是说尺寸大一点,小一点或者位置偏了 0.01 毫米,这根线就没法用,甚至会吧板子直接短路烧掉。测试线一般都是由代工厂自己准备的。代工厂找了好多家 FPC 厂商来做这根测试线,每个厂家都反馈说做不了,精度没法控制这么高。

代工厂没办法,找 Apple 报这个情况,问能不能把测试端口做大一点,Apple 说你别管了,这根线我们自己做吧。

十多天后,两根合格的测试线送到了代工厂,在场的电子工程师们由衷费収苹果的黑科技。

至于是怎么做出来的,这事我清楚:苹果找了一家 Fpc 厂商,一口气生产了 2000 多根线,然后挨个在板子上试,最后挑出来好用的一共就这两根。当时的计划是如果挑不出,再做 2000 根……

所谓真正的高科技都来自子简单粗暴……

故事还没完,两根线送到了代工厂,开始生产的时候,第一个产品送到站上,操作员拿起一根线,随手神了一下,断了……

在场围观的工程师们瞬间发出一阵哀嚎。

剰下的一根独苗成了整个产线的宝贝,操作的时候比动外科手术还珍贵,那个毛手毛脚的操作工打发他去仓库搬箱子去了。

好在剩下的那根线挺了到了 bujld 最后也没有坏,不然因为这个停线就嗅大了。

二、

Apple 另一个精密产品的组装,具体多精密就不细细描述了,总之图纸上标注的公差严的不讲道理。除了设备要极其精密意外,操作手法也很讲究技巧。试生产了一段时间,发现整个代工厂只有一个操作工人可以把这个活做好,换个人良率就降下来。当时苹果就指定,这个工站这个操作,只许这个工人做,代工厂没有得到批准不许换人。

但是规定这东西,放在纸面上还可以,怎么执行就没那么简单了。这个工人请假怎么办?临时有事怎么办?迟到怎么办?产线不忙的时候,被调去别的线上操作,这边开线了一时间回不来怎么办呢?代工厂不愿意停线等人,停线一小时损失可是以万计。

于是这个规定没有被很好的执行下去,有一天发现良率很差,一调査,代工厂那天換了个人操作那个关键工站。

苹果的 TPM 很生气,但是后面怎么管理成了难题。毕竟苹果 audit 产线的 pm 也经常換人,不认识这个操作工,工厂自己换人也査不出来。

最后的解决方案,是把这个工人的大幅高清照片帖到这个工站最显眼的位置,只要 Apple 的人在线上发现人跟照片不一致,马上命令停线。产线上贴照片这种事,真是第一次见。

三、

某南方代工厂用的一款重要的双面胶经常出问题,一调查,发现仓库里有老鼠。老鼠不知道为啥特别中意这款双面胶,存货经常被咬的很惨,只能报废。

本来以为只是仓储的事情,代工厂自己搞定就好,没想到类似的事情一而再而三发生,一调查,仓库除鼠是世界性难题(好吧,至少在中国还没有好的解决方案,仓库在建的时候就不是全封闭的)。

看代工厂搞不定,然后苹果又介入了,找了一个实习生安排解决这个问题,实习生制定了一套方案,方案的核心很简单,在仓库派人养描。看过这个方案的人第一反应都是,不是在搞笑吧?!

详细规定了用什么猫,多大年髄,品种是什么,养几只,采购预算多少,采购途径怎么走,如何考核猫的绩效,退役年龄多大,还规定了猫的各项福利,吃喝拉撤加退休都包含在内,养猫人的工资算做产品的成本。猫怎么样才能保持好心态,积极主动工作都考虑在内。苹果的黑科技就是注重细节,后来这个仓库的鼠患彻底没了。

四、

说到苹果,除了设计团队之外,必须要讲一讲同样牛逼但是不被大众了解的运营团队。

苹果的 TPM(负责生产技术)和 SQE(负责产品质量)确实很牛,一线的工程師都是从国内各个大公司挖来经理级的人物来做小兵的活儿。本来资质就够硬,加上苹果多年文化的熏陶,对于制程,良率 的理解和控制可谓出神入化。

新供应商的导入模式通常是,一个没有做过苹果产品的供应商开始给苹果供货,因为苹果要求太严, 往往开始的良率都在 30~50% 之间,根本不赚钱。然后苹果会派一个 TPM/SQE 驻厂,专心研究生产流程和质量控制中的问题,疯狂加班一个礼拜各种改善,然后这个工程肺走人。这时候良率一般就被提到 90% 以上。

很多公司愿意给苹果做供应商,虽然价格和员工被压搾的很惨,但是做完一个苹果的项目作为洗礼,整个公司的技术、管理水平会整个提高一个档次。跟苹果做过项目的人都知道我在说啥。

五、

前面提到了实习生。跟很多鞋谷公司一样,苹果常年会招聘一批实习生工作,这些人都是斯坦福,加州伯克利,MIT 这些名校的硕士博士,都是学霸中的学覇。实习生来到公司以后,常常会安排一个并不迫切需要的课题,让他自由发挥,试一试做下去能做多深。

大概 2006、2007 年的时候,有个实习生来到苹果的 MacPD 组,当时的 Macbook 还是用塑料壳,给他的课题是研究一下,如果纯用铝 CNC 加工来做笔记本外壳, 可行性如何。几个月后,这个实习生拿出来非常接近量产的 unibody 铝壳样品。轻巧,结实,美观,直接把大家镇住了。随后斤帮主拍板做 unibody, 也就有了后来的 Macbook Air, 间接影响了后面的 iPhone、iPad 的设计。

这个人是我知道的最牛的实习生,名叫 Keith, 结束实习后顺利留在苹果。现在用的新一代的键盘也是他设计的。如果你打开苹果网站 New Macbook 的宣传视频,在介绍 butterfly 键盘的时候,键盘上模拟有人按键,键帽依次打下来的字是:Hello Keith。

六、

很多人知道 iPhone 引导了后来智能手机的设计语言,其实就生产制程来说又何尝不是如此。现在金属件的 unibody 在电子行业算是非常主流的设计,但在苹果使用这个设计之前,消费电子产品里,用 CNC 加工金属十分罕见。

原因在于成本和效率。那个时候 CNC 的种类,连带其刀具的种类非常有限,可供加工的特征都是些简单的孔槽之类。但当苹果开始进入这个领域,花了大价钱和精力研究 CNC 制程,以加工复杂的成型面和提高精度,大笔的钱砸下去,基本每个特征专门研究一个刀具和制程。用业内人的话说:苹果用一 己之力发展了铝壳 CNC 这个工业学科。

在 Macbook、iPod、iTouch 这些产品成功量产以后, 随着技术的扩散,unibody 才开始被大家玩烂,铝壳一体成型 CNC 也不再是富士康垄断的高端技术,除了给一大堆 CNC 设备厂商带来了春天之外,苹果用心研发,把一些当时虽然有但无法量产的技术应用到消费电子产品上,包括激光焊接,CCD 辅助装配, 各类光学测量设备,胶水在电子产上的使用(点胶)等等,相关厂商都赚的盆满鉢满。

七、

现在 Macbook 上用的 USB Type C 是纯正的苹果设计 (即为 Macbook 设计的 Thunderbold 3)。但为了向市场更快普及,借助 intel 以 USB Type C 的名义发布。设计这款接口的团队也设计了 Lightning、Magsafe、Thunderbolt 这些非常优秀的接口。

八、

苹果的当家现金牛 iPhone, 其实是一群不懂手机设计的人设计出来的(这里只讲硬件)。

为除这么说呢。iPhone 刚出来的时候,答主已经在手机设计行业做了多年,国内凡是做手机的厂商, 打开売子一看,设计思路就是两条:Nokia 式的和 MOTO 式的。Nokia 偏整体,板子上器件都直接焊死,各种壁厚,卡扣都往大里做,好处是够结实,缺点是维修性不好。MOTO 式相反,拆卸性好,各部分模块化设计,错落有致,但是没那么重视可靠性。国内做结构设计的最早那批人,都是从诺基亚、爱立信,或者 MOTO 跳出来的,所以当时每个手机厂商的设计,都深深打下其中一个流派的略印。夸张点讲,一看你做的卡扣尺寸形状,我就知道你是哪一派的。

iPhone—出来,拆机一看,完全把我和我的小伙伴镇住了,完全是不懂手机设计啊!以当时的标准 (2007 年)来看,犯了 N 多忌讳:

  • 电池没有居中(导致重心不居中,当时的设计迷 之迷信重心对体验的影响);
  • 接口没有塞子(当时只要设计手机,都要给数振接 口做一个橡胶塞,除了防水防尘,也为了美观);
  • 没有设计挂绳孔;
  • 正面全玻璃,一来左右就有可能摔碎,让人怎么用?
  • 不能换电池;
  • 没有可折卸的电池盖(或其他任何形式的盖子),这个之所以重要,是因为当时国内的法律规定,任何手机都要至少贴两个标签:入网标签和产品板签 (电子产品 3c 认证)。而旦这两个标签必须贴到产品本体上(不能帖到包装盒里或者电池盖这种容易更換的部件上)。没有电池盖就意昧着要么你的标签不能藏在盖子下面,只能贴i手机外面(丑)。要么就不能在国内卖(欧洲也有类似的要求)。苹果直接把产品信息雷雕到藉盖上,至于入网标签和产品标签……呵阿……
  • 因为没有中売,所有的元器件的定位组装方法都要重新设计。
  • 基本不用卡扣,全靠螺丝和胶带。
    没有物理键盘。(欧盟当时强制要求手机要有物理按键,为了是紧急情况下可以盲操播出求救电 话。)
  • 手机卡不是标准形状。
  • 所有的接口都用钢片螺钉固定。所有的侧键都用钢片螺钉固定,所有觉得需要加强的地方都用钢片螺钉固定,完全不计成本和组装效率。
  • home 键的组装设计:当时所有的侧键都必顶与外売留足 0.3mm 的间隙,为了保证组装公差且不会卡键。但 iPhone 的 Home 键间隙只有 0.03mm, 至于怎么组装的涉及到当时还不流行的 CCD 定位。以后再补充。

设计 iPhone 的 PD(product designer) 是一群天才的工程师,他们完全不理会市场上现有的手机设计经验,用大学毕业生的思路来解决各种设计和技术问题,在 iphone 上我们看到的是最直接的思路和最简单的解决方案,简直像是把爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦这些人拉过来,拿枪逼着他们做出来的一款手机,最后能搞出来的样子。

九、

科技类新闻网站往往喜欢报道一类新闻:苹果最近申请了什么什么技术的新专利,然后据此预测下一代的产品会有什么大动作,云云。

实际上,所谓的专利,本质上是以公开换保护,在专利认证过程中技术细节也会一并公开。然而苹果 最看重的是封闭跟保密,对于将要使用的技术永远 不会申请专利(等于在上市之前公开设计细节。)而申请专利的技术都是把目前不会使用东西在法律上占个坑。因此可以总结出两个凡是:

  • 凡是能在专利网姑上看到的苹果申请专利的东西,苹果下一代产品都不会应用。
  • 凡是苹果认为牛逼的技术,在技术壁呈随时间消失 之前,苹果都不会拿去申请专利。

至于有人质疑,如果自己不申谓专利,导致专利被 人抢注了怎么办?在专利法中有一条原则,如果使 用专利的一方可以证明这项技术在你申请专利之前就已经在使用了,那么可以要求法院判定你的专利无效(新颖性原则)。举个例子:你没办法在一家饭店吃到一个好吃的酱料,然后把配方注册成专利,然后反过来要求这家饭店缴纳专利费。

此原则同样适用于外观专利,中国公司可以抢在苹果前面在国内注册新 iPhone 的外观专利,但是苹果只要拿出早先研发阶段的证据证明原型机早于抢注,就可以申请被抢注的专利无效。

十、

之前的 iPhone 新机型之所以不再中国首发,是出于保密的原因,至于网上说的,不在中国首发,是因为工信部认证太慢,这个说法既对也不对。

以第一款在国内首发的 iPhone 5S 为例,苹果 9 月份发布,但成熟的量产机型在 4 月份左右就已经生产出来了。而工信部认证需要大概三个月,因此想在国内首发,只要六月份之前把手机交给工信部的实验室就可以了。

然后那年就发生了史上最严重的 iPhone 泄密事件之一:手机前脚交结工信部,后脚全套照片(主要是曝光了新机型 iPhone 5c) 和新版 iOS 的界面就在网上曝光了,显然是工信部内部的测试员拍照流出来的。

以往供应商层面的泄密虽然难以预防,但是往往是零件级别,整机照片很少泄露,尤其是能点亮的装好系统的整机这是第一次。于是高层震怒,但工信部自己没义务替你保密,子是苹果决定再也不在手机发布前把样机送交工信部。

所以后面机型的套路就是,产品在美国发布的当天,把 iPhone 提交工信部,然后三个月后认证结束在国内上市,也就必然赶不上首发,(但 iPhone 6s 是特例,因为外观几乎没有改,ios 也不是随机器更新的。为了销量,当时就把 6S 提前送测了。后来果然也泄密了)

至于 iPhone7 为什么能在中国首发,这就真是苹果的黑科技了:工信部管理阶层其实还是蛮有节操,倾向于遵守协议,替苹果新品尽保密的义务的。但是他没有办法约束具体的办事人员。要想达到苹果需要的保密标准,需要在实验室内外安装全套的安检设施:窗户封死,进来不得带任何电子产品,出去的时候不能带走片纸,实验室的电子锁和警报装置要全年 24 小时待命(实验室里面反而不许装摄像头,原因后面再讲),进来的人要签保密协议,被搜身。连实验室卫生打扫,防火设施,垃圾处理都有严格的规范。

就算工信部愿意帮仰保密,也不可能为你一个公司设置这么多设备人员和工作流程,就算你出钱也不行,我们工信部好歹是正规部委,能让你这么折腾?

苹果的解决方案是:在工信部附近买了一栋楼,建了一个实验室,凡是工信部实验室里有的设备,同样型号同样规格这里也买一份,连房间布局都是一模一样的,然后把安保设施做好。需要 iPhone 人证的时候,iPhone 放在这个实验室里,把工信部的操作员请过来在这个实验室做检测,手机不带走。这才有 iPhone 7 国内首发,而且可看到的未来 iPhone 都有能力在国内首发。

十一、

继续讲保密,iPhone 7 的一个零件供应商因为泄密事件按协议赔了 500 万人民币,泄密的内容很扯蛋,每个工站上有该工站操作的流程图(俗称 SOP),上面有图片标注应该把什么零件按到什么部位。有个操作员把这张流程图偷偷取下来带走,卖给媒体,图上有 iPhone 的半成品照片。

这下闹大了,因为是直接从厂里泄密。苹果安保反思怎么杜绝这个问题:现有的安检技术根本没有办法检査到工人带一张纸离开车间。

解决方案也很苹果:产线上所有的 SOP 全都改用含金属材料的纤维印刷品制作……看你怎么帯出 去。

十二、

苹果代工厂的关键设备,主要是自动组装,CNC, 激光择接,CCD,AOI 自助检测这些,都是苹果出钱购置的。项目结束这些设备要么报废要么收走,不会留给代工厂,因为担心代工厂会用这些设备为竞争对手做类似的产品。

但是管的了设备管不了技术,代工厂都很聪明,一旦学会了一个工艺,再帮别家公司做 ODM 设计的时候,总归知道该怎么搞了,这方面实际上防不住。(不要提专利,专利只保护实现的方法不保护工作原理和达到的结果。具体工程里面,很多专利换个方法就绕过去了)

因此另一个比较蛋疼的苹果特色是,最新的产品研发不找最大、最专业的供应商。

比如苹果之前所有的键盘都是找达方,sunrex 这些世界一流专业键盘厂来代工的,但这些厂不仅给苹果做键盘,也给戴尔、联想、惠普这些公司做。当苹果设计出 Butterfly 键盘以后(也就是苹果现在笔记本电脑上的键盘),找的代工厂是一家不以键盘为业务,从来没做过,未来也不会给别人做键盘的公司(名宇不讲了,你们不会把这家公司跟键盘联系起来的)。代工厂没做过键盘,对于研发是件极其痛苦的事情,良率低,成本高,速度慢,新一代蝴蝶键盘的生产简直就是悲剧。但是,现在市面上也没有任何一家竞争对手有能力跟进,未来五年内我相信也不会。

苹果带 Force Touch 的触摸板也是同理,猜猜代工厂是谁?

十三、

苹果新出了一本产品图册《Designed By Apple in Califonia》, 定价小两千。知乎上一堆人骂,自己的广告册还好意思卖这么贵。

我想讲的是,就算印本书,也体现了苹果的黑科技(=砸钱)。

不提原材有多贵,单讲印刷厂。这本书的代工厂是深圳雅昌,一家极其高大上的的艺术品中心,他们的主营业务是给各类著名艺术家,画家印刷制作作品图册,通常的一个产品的印删术也就三五百本。他们是搞艺术的不屑于做量产,也不把钱看在眼里,不愿给苹果做——因为苹果的量太大,严重占用了他们的产能。

所谓产能,就是高精密的印刷机,全国除了他们家应该没有其他商业组织有了(待考)。这种印刷机精度级别可以印秒票,因此需要接受政府登记监管,数量也十分有限,不能随意扩大产能。

苹果看中了这几台设备,死磨硬泡要雅昌代工图册,说起来很蛋疼,据我所知这是第一次苹果求供 应办事。最后之所以能搞定,还是砸钱砸出来的,单本的出厂价我就不透露了,这么说吧,以这个成本,去掉税费,苹果的这批图册,卖一本赔一本。

即便如此,雅昌还是很后悔接了这个单。前面说过,这个艺术公司根本不是为了赚钱作为目标(苹 果最怕这种公司)。他们为苹果制作图册,每生产一万本(具体多少不能讲)就意味着要拒绝几十单老客户的需求,让大牌艺术家为电子产品图册让路, 得罪了关系户,得不偿失。

所以第一批订单搞完以后,苹果想要继续追加产量,雅昌直接拒绝,现在还在谈判。所以想买这图 册的人的赶紧下手吧,搞不好就是绝版。

十四、

前面讲过 sop, 用金属纤维布制作产线 sop 图还不是最烧钱的。在 Macbook 产线上,每个工站上放了一个 iPad Air 显示该站的 sop, 息示效果清晰而且可以随时更新,还有动画效果更容易新手理解。一条线几百个工站,乘以 N 条线。这钱烧的……

在松江广达,每个工站上挂一台 iMac, 只是为了显示 sop, 堪称史上最贵操作说明。

十五、

讲一个很多业内人都知道的吧,苹果首创的组装技术。

现代大规模制造的一个基本原则,就是通用性,如果两个零件需要装配到一起,那么分别生产一百万个零件 A 和一百万个零件 B, 任何一个 A 和 B 都应该可以组装到一起。

这就带来了一个问题,比如一个按键要组装到按键孔里面去,那么按键一定要比按键孔小。但是你生产加工一百万个按键和按键孔,每个都有大有小,所以必须保证最大的按键要比最小的按键孔还要小,这就是所谓的公差设计。这种设计的结果是,平均尺寸的按键跟按键孔之间在设计的时候必然预留有一个缝隙。假如按键跟按键孔的精度分别能做到 +/-0.1mm, 你的按键间隙也会在 0~0.4mm 之间。

苹果讨厌间隙,因为外观看起来不高档,从 iPhone 5、iPhone 5s 开始引入了组装新工艺:背后上下两片陶瓷装饰片,他们与外売的间隙时 0~0.03mm, 用传统工艺根本做不到。

具体做法是,每当一个产品流到陶瓷片组装的工站时,会有摄像机对这个孔拍照测量,计算出孔的尺寸(因为这个形状不是基本的圆或直线几何形状,测量的其实是 profile)。然后机械手从装满陶瓷片的库里面挑选出一片跟这个孔尺寸最接近的产品, 安上去。这样就能保证每个产品的间隙做到最小。这套设 s 在当时是天价。但是大家觉得值,很多产品看起来差不多,但是苹果的拿在手里就是显 得高档,就体现在缝隙,台阶,颜色这些细节里。

十六、

苹果充电线因为容易破损,被无数人吐槽,之所以做不到很结实,主要原因在子原材料要同时满足:洁白颜色(外观),不含卤素(环保),高防火等级 (安全)三个要求。其实只要放松任何一个的要求,都可以做的很結实. 现在的线材是满足条件下强度最好的材料。

另外,在苹果产品定义里,线材属子消耗品,你能一年换一件衬衫,一年换个充电线有什么不妥?

未完待续,赞多了再补充

创建于 2016-12-06 著作权归作者所有

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