为提高以自动化单元(AMU)为代表的复杂设备运行可靠性、安全性、经济性,提出一种基于数字孪生的自动化单元预测性维护框架(DT-PMAMU)。分析AMU的常见组成结构与故障特征,研究数字孪生预测性维护的关键因素;在此基础上构建了由物理设备层、物联网数据采集层、数字孪生数据层、虚拟设备层、预测性维护服务层组成的多层次预测性维护框架。某铣削AMU实际应用表明该框架取得了较好的应用效果,能够帮助相关人员快速建立预测性维护系统,有效降低了AMU实现智能运维任务的复杂度。