PG81,

Основа - в теории расписаний и в теории массового обслуживания, то есть, в математическом аппарате. Проблема в том, что при реализации концепций теории расписаний "в лоб" алгоритм получается высокой вычислительной сложности. Поэтому многие, кто решают подобные задачи (в отдельных ERP или в MES-системах), как правило, используют специфические алгоритмы, выдающие решение, с высокой вероятностью близкое к оптимальному (не гарантируется, что оптимальное), но имеющее более низкую вычислительную сложность.
Вычислительная сложность может повышаться в силу наличия дополнительных параметров, которые вы не озвучили, но которые, возможно, все-таки следует учитывать. В частности, на операции "покраска", если эту операцию выполняет автомат, можно производить покраску одновременно нескольких деталей. Они могут быть разной формы, но по объему они должны помещаться в красильную камеру и окрашываться в один цвет.
Если покраска в красильной камере производится разных партий, то перед покраской в другой цвет может потребоваться дополнительная процедура очистки красильной камеры. Поэтому детали, окрашиваемые в один цвет, желательно сгруппировать таким образом, чтобы дополнительную операцию очистки камеры требовалось проводить как можно режже.
Помимо последовательности операций как таковой могут иметь значение приоритеты (какие заказы должны продвигаться быстрее, а какие медленнее), степень загрузки оборудования ресурсов. В частности, график рабочего времени оборудования и/или персонала с учетом плана ТОиР, графика рабочего времени персонала и т.п.

Относительно простые и одновременно эффективные алгоритмы реализуются в концепции канбан. Хотя эта концепция не всегда позволяет учесть дополнительные параметры. Курите расчеты по размеру канбан-партий и канбан-контейнеров. Основа - вытягивание.

Если нужно учесть две категории приоритетов, определяемые по "бутылочному горлышку" (узкому месту, которые хорошо выявляется), к канбан можно добавить элементы "барабан-веревка-буфер" из "Теории Ограничений" (TOC Э.Голдратта). Если больше двух, то этот вариант уже без существенной модификации не прокатит.

В ERP-системе SyteLine можно было задействовать алгоритм APS (Advanced Planning System), которая реализовывала составление расписаний с некоторыми дополнительными ограничениями и параметрами. Но этот алгоритм был запатентован и детали его тщательно скрывались. Как и в некоторых MES-системах, в которых имеется возможность задать большую кучу ограничений, дополнительных условий и приоритетов.

Так что, если хочется решить задачу качественно, придется углубиться сначала в матаппарат, затем в перечисленные выше концепции. Может быть ViPRos что-то по существу сможет добавить. Он в своей системе, насколько я понимаю, что-то такое реализовал. Может быть, поделится алгоритмом. Но хочу заметить, что задача эта не такая тривиальная, как может показаться на первый взгляд.