Cómo puede Apple producir nuevos iPhone 6s si iOS9 aún no está listo

Especulación total, pero...
El "inicio de la producción en serie" no significa necesariamente que ese día se construya el primer aparato completo y empaquetado.

Es de suponer que diferentes proveedores empezarán a fabricar placas de circuitos, a añadir componentes, a mecanizar la carpintería metálica, la cristalería, etc.

Todo esto puede tener un plazo de una semana a dos meses.

En algún momento, todos los componentes críticos se reunirán en un lugar y podrá comenzar el montaje.
Tras el montaje, están listos para añadir un sistema operativo.

Puede que eso no ocurra hasta esta semana, o tal vez ni siquiera hasta la próxima, y es muy probable que iOS 9 esté listo para cuando eso ocurra.
Tradicionalmente, el GM se da a conocer a los desarrolladores a las pocas horas del discurso de la Keynote - que será el próximo martes, 9 de septiembre de 2015

Es una incógnita la antelación con la que los fabricantes pueden conseguirlo [si es que lo consiguen], pero tenemos que suponer que es con la suficiente antelación como para que ese acopio de teléfonos terminados sea ingresado, empaquetado y enviado a tiempo para la fecha de lanzamiento, que se anunciará el martes.

Ya lo han hecho antes, tenemos que suponer que están bien acostumbrados a ser capaces de llegar a esa fecha, y que la línea de producción está diseñada para funcionar con ese método.