Как решить задачу оптимального распределения задач по времени среди определенного количества исполнителей?
В общем виде задача называется  "Оптимальное распределение ресурсов". 
Изучается обычно в рамках курсах "Методы математической оптимизации",  "Исследование операций", "Линейное и динамическое программирование" и т.д.

Учебников масса - начиная с классики: 
Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология.
Именно эту задачу необязательно решать в общем виде, если "приборы" и "опыты" одинаковы, то есть не имеют дополнительных условий.
Достаточно отсортировать опыты от длинных к коротким и распределить их в цикле, выбирая под каждый следующий тот прибор, у которого минимальна сумма времени уже назначенных опытов.
Disclamer:  Алгоритм может выдавать не самое оптимальное решение из возможных. Зато он будет делать это значительно быстрее любых переборов.