خودکارسازی فرایندها در دهه‏های اخیر حجم کارهای فکری را به شدت افزایش داده است به طوری که تحلیل این نوع کارها از اهمیت بسزایی برخوردار گشته‏ است. از جمله عواملی که می تواند بر کیفیت و کمیت خروجی کارهای ذهنی اثرگذار باشد، خستگی فکری است. مطالعات انجام شده در زمینه‏ی بررسی اثرات خستگی فکری در کارهای سیکلی و یکنواخت بسیار محدود می‏باشد. در این پژوهش سعی شده است با در نظر گرفتن نمونه‏ای از کار فکری سیکلی و پر تکرار و ارائه‏ی مدلی شبیه‏سازی شده از آن در معماری شناختی act-r، اثرات خستگی فکری بر عملکرد در مرحله‏ی طراحی پیش‏بینی گردد. با انجام فعالیت مورد نظر در حالت های مختلف توسط افراد داوطلب و اجرای همزمان نمونه، داده‏های مجازی و تجربی جمع‏آوری گردید و با مقایسه‏ی این دو گروه داده از طریق روش های آماری مقایسات زوجی و آزمون t، صحت مدل مورد تأیید قرار گرفت. سپس با بررسی خروجی‏های حاصل از انجام یک فعالیت فکری سیکلی و پر تکرار توسط مدل و داوطلبین، اثرات خستگی فکری بر دو عامل زمان پردازش و نرخ خطا که معرف عملکرد می باشند در طول 50 دقیقه، بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که پس از 35-40 دقیقه، خستگی فکری زمان پردازش را تا 62/0 ثانیه و نرخ خطا را تا 7% افزایش داده است. همچنین با بررسی خروجی حاصل از مدل در دو حالت وجود و عدم وجود خستگی، ضرورت اعمال خستگی در تحلیل کارهای فکری مشخص گردید. از دیگر کاربردهای مدل پیشنهادی می‏توان به تنظیم فرکانس سیکل و تعیین زمان‏های استراحت به منظور بیشینه نمودن سطح عملکرد و کاهش اثرات منفی خستگی فکری اشاره کرد.