С логикой процесса производственного обучения тесно связано определение системы производственного обучения.
Под системой производственного обучения понимаются исходные положения, принципы, подходы, определяющие порядок формирования содержания производственного обучения, группировку его частей и последовательность овладения ими учащимися. С учетом принятой системы производственного обучения определяются формы, методы и средства его осуществления. Таким образом, в системе производственного обучения заложена общая концепция процесса производственного обучения.
Единой системы производственного обучения, одинаково приемлемой для подготовки квалифицированных рабочих по любой профессии, характерной для всех периодов процесса обучения, быть не может. Основные положения системы производственного обучения вытекают из особенностей содержания труда рабочих определенных групп профессий (см. табл. 1), предполагаемых условий обучения и зависят от того, что берется за самостоятельную исходную часть обучения - учебную единицу, совокупность которых составляет содержание обучения. Такими единицами могут быть трудовые операции и приемы; функции рабочего по обслуживанию машин, аппаратов, установок; объекты работы (предметы труда) - в порядке возрастания сложности или в логике технологического процесса; производственные ситуации.
Развитие системы производственного обучения в определенной степени характеризует и иллюстрирует историю развития профессионального образования.

Исторически первой возникла предметная система. Согласно этой системе ученик выполнял набор типичных работ, характерных для осваиваемой им профессии. При этом сложность работ постепенно возрастала. Процесс выполнения работ не расчленялся в дидактическом плане на отдельные операции. Ученик не знакомился специально с правилами выполнения отдельных трудовых приемов, а старался лишь копировать трудовые действия обучающего.
Основной недостаток рассматриваемой системы - в результате такого обучения ученики не могут использовать свои знания и умения для выполнения новой, незнакомой им работы и вынуждены заново обучаться в процессе выполнения каждой новой работы.
Предметная система отражала в основном ремесленный способ производства.

Возникновение фабрично-заводского (мануфактурного) производства и связанное с этим разделение труда рабочих привело к дроблению технологического процесса на операции, что послужило толчком к пересмотру подходов к профессиональной подготовке рабочих. Появилась операционная система профессиональной подготовки, созданная в последней четверти XIX в. группой работников Московского технического училища во главе с Д.К. Советкиным.
При обучении по операционной системе ученики осваивали трудовые операции, составляющие содержание профессии, которой они овладевали. Благодаря этому ученики получали представление, что процесс изготовления любого изделия, выполнения любой работы состоит в основном из набора определенных характерных для профессии технологических операций. Разница заключается лишь в последовательности их применения, а также требованиях к качеству выполнения. Таким образом, операционная система не приковывала учеников к определенному ряду изделий, работ, а вооружала их в рамках профессии универсальными знаниями и умениями. В этом ее основное преимущество по сравнению с предметной.
Вместе с тем для операционной системы характерны и существенные недостатки. Освоение операций происходило, как правило, в процессе выполнения учебных работ, т. е. труд учеников не носил производительного характера. В результате интерес к учебе снижался. Кроме того, обучение по операционной системе отрывает выполнение операций от выполнения целостной работы, не предусматривает формирования умений организации труда, планирования последовательности применения операций, без чего рабочий не может считаться подготовленным к труду в производственных условиях.
Впоследствии это привело к трансформированию указанных систем в так называемую операционно-предметную систему, когда обучение проводится сначала по операционной, а затем по предметной системе.

В конце 20-х гг. в СССР получила распространение моторно-тренировочная система производственного обучения, разработанная Центральным институтом труда (ЦИТ), - так называемая система ЦИТ. В основу производственного обучения по такой системе положены многократные тренировочные упражнения, имеющие целью научить обучающихся выполнять вначале элементы трудовых движений, затем на основе отработанных трудовых движений отрабатываются трудовые приемы и операции. При обучении по системе ЦИТ широко применялись различные тренировочные приспособления и устройства, имитирующие реальные трудовые процессы. Предполагалось, что благодаря многократному механическому повторению можно «обучить» мышцы выполнять определенные движения и вырабатывать соответствующие навыки без непосредственного участия сознания. Такой подход к обучению не встретил широкой поддержки, и от него впоследствии отказались.
Вместе с тем, несмотря на недостатки рассматриваемой системы, нельзя не указать на то положительное, что было внесено этой системой в профессиональное обучение. Достоинство моторно-тренировочной системы состоит в том, что в ней впервые разработана и применена дидактически обоснованная, соответствующая психофизиологическим закономерностям последовательность формирования трудовых умений и навыков: трудовой прием – трудовая операция - трудовой процесс. В процессе производственного обучения широко применялись документы письменного инструктирования учащихся. Многие положения системы ЦИТ применяются и в настоящее время.

Преимущества и достоинства операционно-предметной и моторной системы получили дальнейшее развитие в операционно-комплексной системе производственного обучения, которая является в настоящее время одной из основных в профессиональных учебных заведениях при подготовке квалифицированных рабочих по профессиям, относящимся главным образом к первой группе. Обучение по операционно-комплексной системе состоит в том, что учащиеся сначала осваивают последовательно две-три операции, а затем выполняют комплексные работы, включающие эти операции. Далее они приступают к освоению новых групп операций, после чего выполняют работы комплексного характера, требующие применения всех ранее изученных операций. И так до конца изучения всех операций, характерных для профессии. Освоение каждой операции начинается с упражнений по освоению рабочих приемов.
Освоение трудовых операций и закрепление их в процессе выполнения работ комплексного характера, когда осваивается целостный технологический процесс, составляет основную задачу первого периода обучения. На втором этапе учащиеся обучаются в ходе выполнения работ по профессии в условиях производства.
Главный недостаток операционно-комплексной системы - сложность организации изучения операций в процессе производственного труда учащихся. Поэтому в практических условиях этот период обучения в училищах осуществляется на операционно-предметной основе, когда для изучения операций подбираются такие учебно-производственные работы, в которых эта операция является единственной или преобладающей.

Указанный недостаток операционно-комплексной системы привел к поиску других систем производственного обучения, в том числе и для подготовки квалифицированных рабочих по профессиям, относящимся к первой группе. Характерной в этом отношении является предметно-технологическая система.
Исходное положение этой системы: в современных условиях ведущим в технологии механической обработки металлов становится принцип концентрации процессов, центральным фактором технологического процесса является обрабатываемая деталь. В основу системы производственного обучения положена предметная структура. Основная учебная единица - объект работы (деталь).
Сущность производственного обучения состоит во всестороннем и полном изучении трудовых приемов, операций и процессов, применяемых при обработке типичных для данной профессии изделий-деталей, включенных в учебную программу в порядке возрастания сложности. Детали при этом разделяются на классы, подклассы, группы и типы в зависимости от их назначения, геометрической формы, технологических и трудовых процессов. Так, детали токарной группы разделяются на пять классов: валы, втулки, диски, эксцентричные детали, корпусные детали. Валы разделяются на три подкласса: короткие (жесткие), длинные (нежесткие) и т. д. Процесс производственного обучения завершается освоением технологических процессов изготовления деталей соответствующего задачам учебного процесса уровня сложности.

Для подготовки рабочих по профессиям второй группы за последние годы предложен ряд систем производственного обучения, одной из таких систем является проблемно-аналитическая система.
Исходные положения этой системы: современное производство требует от рабочего развитых умений наблюдать за ходом технологического процесса, регулировать работу машин, агрегатов, приборов, обслуживать группу рабочих мест. Труд такого рабочего носит универсальный характер и требует серьезных технических знаний, в профессиональной деятельности его на первый план выдвигается интеллектуальная деятельность.
Путем анализа содержания труда рабочего выделяются отдельные учебные проблемы, имеющие, как правило, самостоятельный характер. Каждая проблема является самостоятельным заданием и, в свою очередь, состоит из нескольких частей - ситуаций. Процесс производственного обучения складывается из трех последовательных периодов: изучение отдельных ситуаций и выполнение соответствующих этим ситуациям приемов труда; изучение проблемы в целом и выполнение необходимых упражнений в поиске неисправностей, регулировке, наладке и т. д.; изучение всего технологического процесса и самостоятельное выполнение заданий по его ведению, регулировке, контролю. По мере обучения расширяется круг интеллектуальных действий учащихся.

Весьма оригинальной является конструкторско-технологическая система, разработанная для применения в общеобразовательной школе в процессе трудового обучения. Ведущей идеей этой системы является сочетание исполнительской и творческой деятельности учащихся. Учащиеся ставятся в такие условия, когда непосредственному изготовлению объекта труда должна предшествовать разработка его конструкции и технологии обработки, изготовления. Таким образом, в процессе трудового обучения учащиеся не только выполняют определенные практические трудовые действия, но и решают возникающие в связи с этим технические и технологические задачи. Это весьма ценный аспект конструкторско-технологической системы, он широко используется в практике организации производственного обучения учащихся в профессиональных учебных заведениях.

Анализируя сущность всех рассмотренных выше систем производственного обучения, необходимо обратить внимание на единый аналитико-синтетический подход к построению содержания и процесса производственного обучения, характерный для всех этих систем.
Он объединяет все предложенные и применяемые системы производственного обучения и учитывается при составлении большинства программ производственного обучения.
Рассматривая вопрос о системах производственного обучения, необходимо подчеркнуть, что в реальных условиях производственное обучение по многим профессиям строится с применением нескольких различных систем на различных его этапах. Так, химики-аппаратчики на первых этапах в учебных мастерских и лабораториях обучаются по операционной системе. Затем они осваивают профессиональные функции, применяя в основном подходы к обучению, характерные для проблемно-аналитической системы.
Аналогично строится процесс производственного обучения большинству профессий металлургического производства, а также профессиям третьей группы.