В 2008 году во время одного из мероприятий Apple Джони вышел на сцену, чтобы рассказать о новом производственном процессе Apple под названием Unibody. Всем своим видом он давал понять, как важен для компании этот прорыв.

Джони начал с рассказа о старом MacBook Pro, который в то время был одним из самых легких и прочных ноутбуков в мире. Его прочность и устойчивость обеспечивалась сложной структурой внутренних рам и укрепляющих пластинок, свинченных и спаянных друг с другом. Пока Джони говорил, за его спиной показывали слайды с многослойными деталями, соединенными проходящей по центру пластиковой прокладкой.

«Многие годы, – говорил Джони аудитории, – мы искали лучший способ сделать ноутбук». Он сделал паузу, улыбнулся и продолжил: «И, по-моему, мы его нашли».

После этого Джони объяснил, как производится MacBook Air, тонкий, как лезвие, новый ноутбук Apple. Вместо того чтобы наслаивать листы металла друг на друга, процесс начинают с толстого металлического блока, а раму изготавливают путем удаления, а не добавления материала. От множества частей осталась всего одна – отсюда название Unibody.

На слайдах Джони показывал различные этапы производства. Произнеся слово «алюминий» на британский манер, он улыбнулся и сказал: «Одно из его фантастических свойств – легкость утилизации материала. Поэтому на всех этапах мы постоянно собираем отходы, очищаем их и используем снова».

Хотя он не раскрыл ни одного секрета, его явно радовало это фантастическое роботизированное производство. «Мы начали с большого куска алюминия высокого сорта, более килограмма весом, а получили в результате удивительно точную деталь, которая весит всего сто с небольшим граммов. При этом она не только невероятно легкая, но и очень прочная».

Процесс представлял собой реализацию еще одного принципа, близкого душе Джони. Соединив отличный дизайн с последним словом в технологии производства, Apple создала нечто замечательное и новое.

«Одна эта деталь, – продолжал Джони, – всего одна эта деталь образует структуру MacBook Air. Этот продукт стал возможным благодаря монолитному алюминиевому корпусу».

В тот момент MacBook Air был единственной машиной Apple, которая производилась по системе Unibody, но Apple была готова перевести на нее почти всю основную продукцию, включая Mac, iPhone и iPad.

Это нововведение стало переломным, хотя и не вызвало такого всплеска интереса, как различные новинки.

 

Внести изменения

Несколькими месяцами ранее Джони выложил на большой демонстрационный стол студии все детали MacBook Pro. На соседнем столе он разобрал один из новых MacBook, сделанных по технологии Unibody.

Аккуратно разложенные части старого компьютера заняли почти весь стол. Тем самым он проигрывал немногочисленным деталям второй машины. Джони позвал дизайнеров, чтобы они оценили разницу.

Джони всегда стремится упрощать и убирать лишнее. Сократив количество деталей, уменьшаешь число соединений между ними. Дизайнеры разобрали первый iPhone и насчитали почти тридцать точек соприкосновения. После внедрения технологии Unibody их число сократилось до пяти.

Процесс, который привел к созданию Unibody, был инициирован дизайнерским отделом намного раньше. Все началось с исследования методик машинной обработки – изготовления деталей путем удаления материала, а именно сверление, обточка, фрезеровка и так далее. В 2001 году это было сделано для Power Mac G4 Quicksilver, и постепенно эта технология стала применяться в последующих продуктах, в том числе Cube, Mac mini и различных алюминиевых iPod. Но действительно всерьез команда Джони подошла к машинной обработке в 2005 году во время работы над iPhone. В то время они посетили различных производителей часов, чтобы посмотреть, как делаются эти точные и долговечные приборы.

«Мы начали изучать работу часовых компаний, просто чтобы понять принципы металлообработки, отделки, сборки продукции», – вспоминает Зацгер. Оказалось, что там действуют исключительно высокие стандарты производства. Самое важное – в этой отрасли для изготовления высококачественных изделий очень широко применяют механическую обработку.

Хотя такой подход был разумным, делегация Apple увидела, что часы выпускают сравнительно небольшими партиями. Тем не менее все идет к тому, что машинная обработка станет основным производственным процессом для всех основных продуктов Apple.

Unibody – это обобщенное название целого ряда операций машинной обработки. Такая обработка всегда была довольно трудоемкой и занимала много времени. Ее выполняют большие, медленные машины, например сверлильные и фрезерные станки, однако числовое программное управление (ЧПУ) значительно ускорило и автоматизировало процесс.

Традиционно машинная обработка редко использовалась в массовом производстве, где для выпуска продукции миллионными партиями полагаются на более быстрые и эффективные методы, например штамповку и литье. Машинная обработка обычно ассоциируется со штучными изделиями или небольшими партиями. Прототипы в дизайнерской студии Джони делали именно так – вырезали с помощью фрезерных станков с ЧПУ.

В промышленности же эти методы обычно применяют только специализированные компании с высокими стандартами качества и толстыми кошельками, например аэрокосмическая и оборонная отрасли, производители элитных часов и дизайнерских автомобилей вроде Aston Martin. Это позволяет сделать лучшие детали, близкие к совершенству.

«Машинная обработка позволяет достичь неслыханного в нашей отрасли уровня точности, – говорит Джони. – Мы так фанатично подходим к допускам в машинной обработке и сборке продукции, что внутри она, возможно, даже прекраснее, чем снаружи. Это свидетельствует о нашей заботе, нашем внимании».

Джони видел в Unibody ключ к миниатюризации iPhone, iPad и MacBook. Во всех этих устройствах заднюю стенку и рамку образовывала одна деталь, в которой были вырезаны все втулки винтов для крепления других компонентов и сведения разных деталей в одну.

Unibody позволил команде Джони сделать iPhone 5 примерно на три миллиметра тоньше, чем iPhone 4S. Казалось бы, совсем немного, но это уменьшило и без того тонкое устройство примерно на тридцать процентов.

Первый этап изготовления корпуса ноутбука – создать блок экструдированного алюминия из бруска сырого алюминия. Брусок кладут в гигантский горячий пресс, который делает из него алюминиевые листы, словно из теста.

Затем листы проходят через тринадцать фрезерных операций и приобретают окончательную форму. Из металла вырезают прямоугольные блоки размером с ноутбук. Они поступают на первый станок с ЧПУ, где лазерный бур высверливает ряд отверстий, которые направляют следующую операцию резки, грубую «вырубку», при которой удаляется большая часть ненужного материала.

За этим этапом следуют все более точные фрезерные операции, в результате которых получается окончательная деталь. Вырезаются места для клавиш и портов, втулки винтов, формируются внутренние стойки и ребра.

Следующая стадия – лазерное сверление отверстий для световых индикаторов. Внутреннюю часть корпуса, где располагается индикатор, фрезеруют до такой толщины, чтобы лазерный бур мог перфорировать в металле крохотные отверстия. Лазерное сверление – исключительно точное и быстрое, оно испаряет металл каждым импульсом. Отверстия такие маленькие, что снаружи металл кажется монолитным, однако в действительности они достаточно велики, чтобы через них мог просвечивать светодиод. Эта инновационная техника благодаря своей точности кажется волшебством.

«Мельчайшие дизайнерские детали интересны тем, что делают изделие феноменальным, – говорит дизайнер Крис Лефтери. – Ведь можно просто проделать отверстие, вставить светодиод и прикрыть сверху пластмассой – это было бы вполне нормально. Однако вместо этого Apple делает практически невидимые отверстия в корпусе, и свет виден сквозь них. Это профессиональный подход к процессу промышленного производства».

Лазерное сверление используется также для изготовления решеток динамиков и других маленьких отверстий. После этого струя жидкости смывает все отходы. Apple применяет лазеры для гравировки на корпусе серийных номеров и другой технической информации. Поскольку физический контакт с алюминием отсутствует, эти «сверла» никогда не тупятся и не изнашиваются, их легко настроить благодаря ЧПУ.

После лазерного сверления монолитный корпус передается на шлифовальный станок с ЧПУ, который сглаживает неровности, шероховатости и любые другие дефекты поверхности. Теперь корпуса подвергаются пескоструйной обработке под высоким давлением взвесью керамических, кремниевых, стеклянных или металлических частиц, чтобы придать поверхности текстурированную, матовую фактуру. Потом детали анодируют, покрывают прозрачным лаком или полируют в зависимости от отделки.

Этот процесс большей частью коммерческая тайна, поэтому Apple не раскрывает подробностей. Неясно, насколько широко используется автоматизация, хотя как минимум часть сборки выполняют роботы. Сейчас большинство продуктов вручную собирают легионы рабочих, но Unibody может помочь компании сделать шаг в сторону автоматизированной сборки.

«Уделяется большое внимание роботизации и роботизированному управлению», – говорит бывший инженер-механик, который работал в качестве посредника между дизайнерами, конструкторами и операционным отделом и месяцами находился на фабриках. Инженер отказался рассказать об этом подробнее, ссылаясь на договор о неразглашении, но сообщил, что многие продукты Apple сейчас делают и обрабатывают на станках с ЧПУ, а роботы передвигают детали между циклами машинной обработки.

«В Foxconn я видел цеха, много цехов, насколько простирается взгляд. Там стоят режущие станки, работающие исключительно для Apple», – говорит Гуатам Бакси, инженер-конструктор, проработавший в компании с 2005 по 2010 год.

 

Unibody сегодня

Технология Unibody произвела революцию в производстве. Переход к роботизированному рабочему процессу отчасти воплотил давнюю мечту Стива Джобса, которая в далеком 1980 году была реализована в виде автоматизированной производственной линии на заводе Macintosh в Области залива. Пока не пришел Джони, механическую обработку использовали исключительно при изготовлении образцов. Но теперь и другие компании поняли ее важность. Дэннис Бойл, один из сооснователей IDEO, говорит, что машинная обработка в промышленном масштабе была «мечтой конструкторов».

«Компании традиционно избегали машинной обработки, потому что она дороже, – говорит он, – но в Apple с этим справились… Они доказали, что, если компания инвестирует на самом высоком уровне, берет дизайны Айва и его команды и действительно придерживается их, не соглашаясь на компромиссы в отношении внешнего вида и восприятия продукта, получаются вещи, которые желанны, прекрасны и изящны, а значит, успешны. Apple – абсолютная вершина инженерии и дизайна. Ее продукция настолько безупречна, насколько это вообще может быть».

Unibody несет с собой гигантский финансовый риск. Когда в 2007 году Apple начала серьезно в нее инвестировать, она заключила контракт с японским производителем на покупку всех фрезерных станков, которые эта компания произведет в следующие три года. По некоторым оценкам это 20 тысяч фрезерных станков с ЧПУ в год, некоторые из них стоили до 250 тысяч долларов, а другие – миллион долларов и больше. На этом затраты не кончились, и Apple покупала каждый фрезерный станок с ЧПУ, который могла найти. «Они выкупили все запасы, – говорит один источник. – И не оставили шансов другим».

Затраты на оборудование выросли с появлением iPhone и iPad, которые с каждым поколением все больше зависели от машинной обработки. По словам Хораса Дедиу из аналитической компании Asymco, первый iPhone потребовал 408 миллионов долларов капитальных инвестиций. Но к 2012 году, когда в производство пошел iPhone 5 и iPad 3 (оба с применением технологии Unibody), капиталовложения взлетели до умопомрачительных высот. Apple вложила 9,5 миллиарда долларов, большая часть этой суммы пошла на оборудование и производственные процессы. Для сравнения: на розничные магазины компания тратит 865 миллионов долларов, то есть Apple вложила в свои заводы почти в одиннадцать раз больше, чем в магазины, большинство из которых расположены в первоклассных и поэтому дорогих местах.

Другая производственная инновация, необходимая для исполнения дизайнерских желаний Джони, – это сварка трением. Для iMac 2012 года требовалось получить грани толщиной с лезвие. Учитывая тонкий профиль iMac, для соединения задней и передней части не могли быть использованы традиционные методы сварки. Возникла потребность в так называемой ротационной сварке трением (РСТ) – изобретенном в 1991 году процессе сварки твердых предметов. На самом деле это не столько сварка, сколько рекристаллизация, поскольку между атомами двух фрагментов образуются сверхпрочные связи, когда катушка на высокой скорости движется вдоль соединяемых граней, создавая трение и размягчая материал почти до точки плавления. Затем пластифицированные материалы с огромной силой сдавливают, и вращающаяся катушка спаивает их вместе. Результат – бесшовное и очень прочное соединение.

В прошлом для РСТ требовались станки стоимостью до 3 миллионов долларов за штуку, поэтому их применяли лишь для производства деталей для ракет и самолетов. Последние достижения позволили построить такие станки путем модернизации фрезерных станков с ЧПУ, что стоило намного дешевле. Это открыло дверь для Apple, в распоряжении которой было много станков с ЧПУ.

Кроме других преимуществ при РСТ не образуется токсичных испарений, а обработанные детали не требуют присадочного металла для дальнейшей машинной обработки, что делает процесс менее вредным для окружающей среды по сравнению с традиционной сваркой.

 

«Яблоко» зеленеет?

Новые методы производства частично обусловлены желанием Джони сделать Apple более экологичной компанией. К переменам подтолкнул произошедший в 2005 году публичный конфликт с Greenpeace International. Защитники окружающей среды раскритиковали Apple за отсутствие программ утилизации и использование в производственных процессах целого спектра токсичных химикатов. Сначала Стив Джобс отвергал все обвинения, но в 2007 году заявил о полном пересмотре политики компании. С тех пор экологические показатели улучшились, снизилось применение токсинов, включая ртуть, мышьяк, бромированные огнестойкие добавки и поливинилхлорид.

Стремясь еще больше улучшить свои показатели, Apple понизила энергопотребление многих продуктов, заработав высокий рейтинг по стандарту Energy Star и золотой рейтинг Программы оценки воздействия электронных приборов на окружающую среду (EPEAT). Программа оценивает влияние продукта на окружающую среду за весь срок использования и учитывает потребление энергии, возможность повторного использования и процесс разработки и производства. Был уменьшен размер упаковки: теперь товары можно перевозить большими партиями, экономя топливо. Новейшие MacBook заявлены как пригодные для повторного использования на 100 процентов, так как Apple обычно использует алюминий и стекло, которые легко утилизировать.

И все-таки Apple по-прежнему не получает высших оценок от Greenpeace, во многом из-за высокой степени секретности. В 2012 году Apple был присвоен средний для технических компаний рейтинг – 4,5 балла из 10 возможных. Хотя и это достижение по сравнению с прошлыми показателями. В целом Greenpeace отмечает возросшую экологическую ответственность Apple, но указывает, что «компания теряет рейтинг из-за непрозрачности отчетов по выбросам парниковых газов, пропаганде чистой энергии, отсутствия подробной информации об обращении с токсичными химикатами и повторного использования пластиковых отходов».

Хотя Джобса хвалили за то, что Apple «зеленеет», один из источников в компании утверждает, что импульс во многом исходит от Джони, которого очень задела критика Greenpeace.

«Джони считал, что Apple есть что рассказать об охране окружающей среды», – говорит один источник. Его стремление не производить одноразовой продукции, несомненно, представляет компанию в выгодном свете. Люди обычно берегут и используют годами устройства Apple, в отличие от дешевых некачественных продуктов, производство которых быстро и пагубно сказывается на природе.

Джони и компанию критиковали и за решение делать многие продукты закрытыми, из-за чего пользователь, как правило, не может обслуживать их самостоятельно. Чтобы просто поменять батарейку, нужны специальные инструменты и умения. Защитники окружающей среды, например Кайл Уайнс из iFixit, считают, что такой прибор выбросят с большей вероятностью, чем тот, который даже дилетант может починить.

«iPad, – говорит Уайнс, – глубоко аморален. Он надежно закрыт, а батарея приходит в негодность уже через пятьсот циклов зарядки. Этот планшет явно разработан так, чтобы его выбросили. Никто не заботился о возможности ремонта, поэтому дизайнеры этого и не предусмотрели».

Сотрудники Apple с ним не согласны. Они отвечают, что устройства Apple можно ремонтировать, но это не должен делать владелец. «У Apple есть специальный сервисный процесс, – объясняет Зацгер. – Услуги по обслуживанию своей продукции предоставляют не многие компании, именно поэтому они делают так, чтобы ее можно было починить в любой подворотне».

По мнению Зацгера, это значит, что продукция Apple более надежна. «Для ремонта Apple забирает все свои устройства и предоставляет сервис через сеть фирменных магазинов. Ремонт и обслуживание учитывают с самого начала разработки продукта… В Apple этот процесс отработан идеально».

Apple – одна из богатейших и самых могущественных компаний в мире – заняла лидирующие позиции в технологии производства. Ее забота о рабочих и защите окружающей среды продолжает вызывать споры, однако очевидно, что в обозримом будущем Джони Айв будет иметь право голоса в формировании этой политики.