Созданная в начале 60-х годов 20-го века 23-миллиметровая счетверенная зенитная самоходная установка 2А6 «Шилка» была поставлена на серийное производство в 1964 году. В период с 1964 по 1984 годы серийно производилась ЗСУ 2А6 «Шилка» различных модификаций. На протяжении всего времени производства зенитная самоходная установка активно экспортировалась за рубеж и была поставлена более чем в 30 стран мира. Успешно пройдя боевую проверку в различных регионах земного шара, она и по сегодняшним критериям для зенитного вооружения данного класса обладает высокой огневой мощью и тактической мобильностью. В армии Российской Федерации ЗСУ 2А6 «Шилка» также продолжает эксплуатироваться в системе ПВО полкового звена.

ЗСУ 2А6 «Шилка» предназначена для организации ПВО как подразделений мотострелковых (танковых) полков во всех видах боевых действий, в том числе и на марше, т.к. обеспечивает боевую работу в движении, в любое время суток и в любую погоду от высокоскоростных, маневрирующих самолетов тактической и штурмовой авиации, вертолетов огневой поддержки (в т.ч. зависших), так и стационарных объектов. Кроме того, она является весьма эффективным средством для поражения небронированных и легкобронированных боевых машин, и живой силы, а также целей, сбрасываемых на парашютах. Высокая эффективность и надежность, подтвержденные в реальных боевых условиях, обусловили продолжительное время эксплуатации ЗСУ, как в армии Российской Федерации, так и в армиях других стран. При этом ЗСУ 2А6 «Шилка» имеет налаженную и разветвленную базу технического обслуживания и ремонта и квалифицированный технический персонал в армиях Российской Федерации и других стран.

Однако в связи с развитием авиационной техники и появлением новых типов воздушных целей (разведывательные и боевые ДПЛА, крылатые ракеты), совершенствованием средств радиоэлектронной борьбы и применением ударной авиацией новых тактических приёмов (массированные налёты в ночное время, полеты на малой и сверхмалой высоте в режиме огибания рельефа) боевая эффективность ЗСУ 2А6 «Шилка» снизилась. Радиоприборный комплекс (РПК) на многих установках вышел из строя, и не подлежит восстановлению при проведении капитального ремонта из-за снятия с производства многих комплектующих, а требует замены современными ПКИ. Массированное применение ДПЛА для отвлечения и разведки радиотехнических средств ЗРК с последующим их поражением обуславливает нецелесообразность применения против них зенитных ракетных комплексов большой и средней дальности. Наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к средствам ПВО для уничтожения ДПЛА ствольные системы, которые сочетают высокую мощь и плотность огня с относительно низкой стоимостью боеприпасов, такие как ЗСУ 2А6 «Шилка», а также ПЗРК оснащенные ЗУР с пассивными ГСН.

Наличие в составе группировки ПВО средств, оснащенных малокалиберной зенитной артиллерией и ЗУР с пассивными ГСН, позволит уничтожать ДПЛА и сохранять боевой потенциал ЗРК большой и средней дальности. Кроме того, необходимость применения в полковом звене артиллерийского вооружения обусловлена использованием зенитных средств у переднего края, в динамике боя, где необходимо решать задачи не только по борьбе со средствами воздушного нападения, но и наземным противником. Ульяновский механический завод совместно с другими предприятиями провёл работы по модернизации ЗСУ 2А6 «Шилка» модификаций 2А6В1 и 2А6М. Модернизированная ЗСУ 2А6М4 «Шилка-М4» обладает лучшими тактико-техническими характеристиками по сравнению с предыдущими модификациями.

Разработана и реализована более совершенная система управления огнем:
- радиолокационная станция заменена новой РЛС того же частотного диапазона. Вся аппаратура (за исключением передатчика) переведена на твердотельную элементную базу. Система помехозащиты и дальномер переведены на цифровой метод обработки информации;
- вместо аналогового счетно-решающего прибора, орудийного и визирного преобразователей координат применена быстродействующая, с памятью большой емкости цифровая вычислительная система, выполненная на современной серийно выпускаемой цифровой вычислительной машине;
- вновь введена аппаратура приема и передачи данных для обмена информацией ЗСУ с вышестоящим командным пунктом по телекодовому каналу связи для приема внешнего целеуказания и организации автоматизированного режима управления боевой работой батарей установок «Шилка» по поражаемым целям. Это позволило значительно расширить информационное поле воздушной обстановки, повысить вероятность своевременного обнаружения и поражения воздушных целей;
- осуществлен ввод и автоматический учет метеоданных, поправок в изменение начальной скорости снаряда, поправок на ориентирование ЗСУ и др.;
- введен ряд новых режимов, позволяющих обрабатывать низколетящие цели в сложной помеховой обстановке;
- проведено перераспределение систематических и случайных ошибок, полос пропускания сигналов следящих систем и групп систем РПК;
- существенно сокращено время обработки информации в системе управления огнем;
- проведена стабилизация выходных параметров аппаратуры ЗСУ при изменении температуры окружающей среды и времени;
- проведена модернизация гироазимутгоризонта для обеспечения передачи в цифровую вычислительную систему значений углов качек и курса ЗСУ;
- проведена модернизация блока управления и принимающих приборов силовых гидравлических приводов наведения вооружения для обеспечения связи с цифровой вычислительной системой;
- введен режим встроенного контроля радиоэлектронной аппаратуры;
- встроенный режим тренажера обеспечивает возможность эффективного обучения операторов РЛС по выработке, закреплению и поддержанию навыков работы по воздушным целям в сложной помеховой обстановке без полетов авиации (до 5 целей, летящих на разных скоростях, с имитацией работы в условиях пассивных и шумовых помех);
- ЗСУ 2А6М4 «Шилка-М4» оснащена системой кондиционирования.

Введение в состав ЗСУ 2А6М4 «Шилка-М4» комплекта аппаратуры, обеспечивающей стрельбу зенитными ракетами типа «Игла» позволило увеличить дальность поражения целей до 5 км. Существующий привод управления поворотом гусеничной машины и планетарный механизм поворота с блокировочными фрикционами заменён на принципиально новые гидрообъемный механизм поворота от рулевой колонки и бесступенчатые механизмы поворота с суммирующими рядами. Снижено усилие механика-водителя при управлении гусеничной машиной на поворотах. В привод управления главным фрикционом введён гидроусилитель привода сцепления. Снижено усилие на педаль главного фрикциона. Изменена конструкция кулисы переключения передач. Снижено усилие на рычаг переключения передач. Ленточные тормоза заменены дисковыми с гидравлическим следящим приводом, которые обеспечивают надежное торможение гусеничной машины на любой дороге при любых скоростях движения.

Система запуска двигателя от электрического стартера дополнена автономной системой пневмозапуска (запуска воздухом). Топливоёмкий газотурбинный двигатель заменён современным экономичным дизельным двигателем с приводом постоянной частоты. Электрооборудование системы первичного электропитания заменено современным более эффективным и надежным. Немодернизируемые системы, узлы и агрегаты подвергаются капитальному ремонту, либо заменяются вновь изготовленными. Проведенная модернизация ЗСУ 2А6М4 «Шилка-М4» снимает на длительное время проблемы обеспечения ЗСУ запасными частями в процессе их эксплуатации. Для обеспечения технического обслуживания и текущего ремонта ЗСУ в процессе эксплуатации разработана модернизированная машины ремонта и технического обслуживания. Тактико-технические характеристики модернизированной ЗСУ 2А6М4 «Шилка-М4» подтверждены летными и стрельбовыми испытаниями ЗСУ по реальным целям на полигоне МО РФ и на полигоне инозаказчика.